平面机构自由度及计算 (3).平面机构自由度及计算.ppt

机械设计基础机械与电气工程学院教学团队 主讲人：代荣霄 模块二 平面机构运动简图及自由度 平面机构自由度 1机构自由度的概念3平面机构具有确定运动的条件CONTENTS目录2平面机构的自由度计算4计算机构的自由度应注意的事项 3个自由度 对独立运动的限制。 构件的独立运动－自由度 x两构件以不同方式连接，可得到不形式的相对运动y(1) 自由度的定义 1.自由度2.约束：A平面机构自由度1机构自由度的概念 xyA低副 移动副 2、约束 引入2个约束，失去2个自由度。保留1个自由度。转动副（回转副 、铰链）高副 齿轮副凸轮副 ？平面机构自由度1机构自由度的概念 yx低副 移动副 2、约束 引入2个约束，失去2个自由度。保留1个自由度。转动副（回转副 、铰链）高副 齿轮副凸轮副 引入1个约束，失去1个自由度。保留2个自由度。同理可在x、y方向移动和转动平面机构自由度1机构自由度的概念 该机构的自由度怎么确定呢？1.活动构件数是多少？2.运动副有多少个？是低副还是高副？3.自由度为多少？33421 请在草稿纸上做一下。思考：平面机构自由度2平面机构的自由度计算 计算公式：活动构件数：连接前自由度：连接后低副失去自由度：高副失去自由度：n3 × n2× P L1× P H机构的自由度： 机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目。 设一个平面机构有n个活动构件，通过PL 个低副，PH 个高副联接，则：平面机构自由度2平面机构的自由度计算 例1：计算颚式破碎机主体机构的自由度。D A CB 3 1 2 41 机架1 B从动件3 AC从动件4D原动件2 F=3n-2P L- P H 解：活动构件数:低副数：高副数：n ＝3P L ＝ 4P H ＝ 0=3×3-2×4-0= 1平面机构自由度2平面机构的自由度计算 例2：计算机构的自由度。F=3n-2P L- P H 解：n ＝3P L ＝ 4P H ＝ 0=3×3-2×4-0= 1 移动副转动副与搅拌机计算相同。平面机构自由度2平面机构的自由度计算 练习： 试问:（1）自由度怎么算？为多少？（F= 3n-2P L- P H 解：活动构件数:低副数：高副数：n ＝5P L ＝ 7P H ＝ 0= 3×5-2×7-0= 1） 请在草稿纸上做一下。平面机构自由度2平面机构的自由度计算 图1)：图2)：F=F=图3)：F= 超静定桁架刚性桁架 3×2-2×3-0 = 03×4-2×6-0 = 03×3-2×5-0 = -1例1： F ≤ 0，构件组合不能运动，不能称其为机构；只有 F > 0，则构件组合才能运动。不是机构 心算一下自由度F=？平面机构自由度3平面机构具有确定运动的条件 例2：机构无确定运动且被破坏。=1给一个原动件，铰链四杆机构F=3n-2P L- P H =3×3-2×4机构有确定运动。 给两个原动件，解：平面机构自由度3平面机构具有确定运动的条件 例3：=2两个原动件，铰链五杆机构F=3n-2P L- P H =3×4-2×5机构有确定运动。解：机构无确定运动。 给一个原动件，自由度F = 原动件数目W平面机构自由度3平面机构具有确定运动的条件 1、自由度 F >02、自由度 F=原动件数目W机构具有确定运动的条件：计算很关键W=F > 0计算公式：平面机构自由度3平面机构具有确定运动的条件 例题：计算下图所示大筛机构的自由度活动构件数:低副数：F=3n-2P L- P H =3×8-2×10-1=3P L ＝ 10高副数：P H ＝1n ＝8请在草稿纸上计算一下。一样？??解：这部分自由度怎么分析？有几个运动副？平面机构自由度4计算机构的自由度应注意的事项 : 3个或3个以上的构件同时在一处以转动副组成的连接。1. 复合铰链 总结：m个构件在同一处铰接，构成m－1个转动副3个构件2个转动副平面机构自由度4计算机构的自由度应注意的事项 2. 局部自由度:图A）n ＝2，P L ＝2，P H ＝1F= 3×2-2×2－1＝1实际上，两个机构的运动相同。目的：减小高副的摩擦和磨损。与整个机构运动无关的自由度n ＝3，P L ＝3，P H ＝1图B）将滚轮焊接在推杆上实际两个机构的运动相同计算时F= 3×3-3×2－1＝2（图A）（图B）平面机构自由度4计算机构的自由度应注意的事项 3. 虚约束： 1）移动副重复。 不产生独立限制作用的约束方向一致计算时要去除虚约