机构的结构分析(运动副).ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,21 机构结构分析的内容及目的,第二章 机构的结构分析,22 机构的组成,23 机构运动简图,24 机构自由度的计算,25 计算平面自由度时应注意的事项,21 机构结构分析的内容及目的,机构结构分析的内容主要有以下几个方面：,(1)研究机构的组成及其具有确定运动的条件。,(2)根据结构特点进行机构的结构分类。,(3)研究机构的组成原理。,目的,为新机构的创造提供途径。,在综合新机构时，需要知道机构是怎样,组合起来的，而且在什么条件下，才能实现,确定的运动；,为举一反三地研究机构的运动分析和动力,分析提供方便。,2运动副(,kinetic pair),两个构件组成的可动的联接称为,运动副。而把两构件上能够参加接触,而构成运动副的表面称为,运动副元素。,22 机构的组成,1构件(,link),构件 机器中每一个独立的运动单元体。,运动副元素：圆柱面、圆孔面,例：轴1与轴承2的配合,例：滑块1与导轨2的接触,运动副元素：棱柱面、棱孔面,例：两齿轮轮齿的啮合,运动副元素：两齿廓曲面,（1）按引入约束的数目分。,I,级副、级副、级副、级副、级副。,运动副分类：,球面副（级副）,球销副（,副,）,转动副（副,）,2,1,（2）按两构件的接触情况进行分。,高副：点或线接触而构成的运动副；,低副：面接触而构成的运动副。,运动副分类：,球面高副,齿轮副,转动副,（3）按两构件之间的相对运动的不同分。,转动副或回转副、移动副、螺旋副、球面副、,平面运动副、空间运动副。,运动副分类：,球销副,螺旋副,移动副,转动副,3、运动链,把两个以上的构件通过运动副的联接而构成,的相对可动的系统称为运动链,。,开式运动链,闭式运动链,单闭环运动链,多闭环运动链,平面运动链,空间运动链,闭式运动链,简单运动链,开式运动链,复杂运动链,空间运动链,4、机构,运动链中，若固定某一构件（机架），并给另一个或数个构件以确定的独立的运动（原动件），使其余构件（从动件）的运动随之确定的这种运动链(,kinetic chain),称为,机构。,1,2,3,4,A,B,C,D,23 机构运动简图,用简单的线条和规定的符号,表示组成机构的构件和运动副，,并按一定的比例尺表示运动副的,相对位置的简单图形称为机构运,动简图,(,Kinematical Diagrams),。,23 机构运动简图,（1）分析机构的运动情况，定出其原动部,分、工作部分，搞清楚传动部分。,（3）选择适当的比例尺。,步骤：,（2）合理选择投影面及原动件适当的投影瞬,时位置。,（4）用简单的线条和规定的符号绘图。,（5）检验。,23 机构运动简图,例题：插齿机,23 机构运动简图,例题：,破碎机机构,24 机构自由度的计算,作空间运动的自由构件有6个独立运动（自由度），,作平面运动的自由构件有3个独立运动（自由度）。,若平面机构中有,n,个活动构件，各构件之间共构成了,P,l,个低副和,P,h,个高副，则它们共引入(2,P,l,+P,h,),个约束。,机构的自由度,F,为,：,F=3n(2P,l,+P,h,)=3n2P,l,P,h,一 平面机构自由度的一般公式,24 机构自由度的计算,二 机构具有确定运动的条件,n=2,P,5,=3,F=0,2,3,1,B,n=3,P,5,=5,F=,1,2,C,4,A,D,E,1,3,n=3,P,5,=4,F=1,1,4,1,2,3,A,B,C,D,C,2,B,5,4,A,D,E,1,3,n=4,P,5,=5,F=2,结论：,机构具有确定,运动的条件是：,机构自由度数,F,1,且,等于主动件数,。,25 计算平面自由度时应注意的事项,1.复合铰链,由两个以上构件在,同一处构成的重合转动,副称为复合铰链。,由,m,个,构件在一处组,成轴线重合的转动副。实,际上有(,m-1),个转动副。,3,1,2,3,2,1,F=3*7-2*10=1,如图所示,F、B、D、C,处是复合铰链,25 计算平面自由度时应注意的事项,2.局部自由度,局部自由度机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。,在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。,2,1,A,C,B,4,3,2,1,A,C,B,3,F=3*3-2*3 1=2？,F=3*2-2*2 1=1,25 计算平面自由度时应注意的事项,3.虚约束,虚约束机构中那些对构件间的相对运动不起独,立限制作用的重复约束。或称消极约束。,常见的虚约束：,（1）机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合。,C,AD=BD=DC,2,A,B,1,4,D,3,F=3*4-2*6=0？,F=3*3-2*4=1,（,2）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合,时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。,25 计算平面自由度时应注意的事项,常见的虚约束：,F=3,2-2 2 1=1,F=3,3-2 4=1,25 计算平面自由度时应注意的事项,常见的虚约束：,（3）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则,只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。,25 计算平面自由度时应注意的事项,常见的虚约束：,（4）机构运动过程中，其中某两构件上两点之间的距离始,终不变，则将两点以构件联接，则将会引入一个虚约束。,4,C,A,B,1,3,2,5,D,E,F,BC=EF，,AB=CD，,BE=CF，,AE=DF。,F=3n-2p-p=3*4-2*6=0?,F=3n-2p-p=3*3-2*4=1,25 计算平面自由度时应注意的事项,常见的虚约束：,(5)机构中对运动起重复限制作用的对称部分引入 虚约束。,2,1,3,2,2,O,F=3,3-2 3 2=1,25 计算平面自由度时应注意的事项,常见的虚约束：,(6 )如果两构件在多处,接触而构成平面高副，且各,接触点处的公法线彼此重合，,则只能算一个平 面高副，其,余为虚约束。,例 3,计算图所示机构的自由度(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。,局部自由度,虚约束,谢谢大家！,