平面機構的自由度和速度分析(已修改)
2025-02-02 15:14 本頁面
【正文】 第一章 平面機構的自由度和速度分析 本章教學內(nèi)容 ?機構的組成 ?機構運動簡圖的繪制 ?機構自由度的計算及注意事項 ?理解速度瞬心的概念，并能運用“三心定理”確定一般平面機構各瞬心的位置； ?能用瞬心法對簡單機構進行速度分析。 本章基本要求 1. 了解機構的組成 ， 搞清運動副 、 運動鏈 、 自由度等概念； 2. 能繪制常用機構的機構運動簡圖； 3. 能計算平面機構的自由度； 4. 速度瞬心的概念和 “ 三心定理 ” 的應用； 第一章 平面機構的結構分析 本章難點 本章重點 ?運動副和運動鏈的概念； ?機構運動簡圖的繪制； ?機構具有確定運動的條件； ?機構自由度的計算 。 機構自由度計算中有關 虛約束 的識別及處理 。 167。 11 機構的組成 一、基本概念 ? 1. 零件 (Element)—— 最小的制造單元 (組成機器最基本的、不 可再拆分的單元 )。 2. 構件 (Member)—— 最小的獨立運動單元。 從運動角度講，構 件是一個剛體。 注意： ?零件是從制造加工角度提出的最小單元概念；構件則是從運動和功能實現(xiàn)角度提出的最小單元概念； ?構件可以是單一零件 ，也可以是幾個零件的剛性聯(lián)接 。 3. 運動副 (Kinematic Pair)—— 由兩構件組成的可動聯(lián)接 。 (使兩構件直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對運動的聯(lián)接 )。 運動副元素 —— 兩構件上能夠參加接觸而構成運動副的表面。 (構成運動副的點、線、面 )。 4. 運動鏈 (Kinematic Chain)—— 兩個以上的構件通過運動副的聯(lián)接而構成的系統(tǒng) 。 ? 按照幾何形狀是否封閉，可以分為 開鏈 和 閉鏈 ： 閉鏈 :指運動鏈的各構件構成首尾封閉的系統(tǒng)。 開鏈 :指運動鏈的各構件未構成首尾封閉的系統(tǒng)。 ? 按照各構件間的相對運動可分為 平面運動鏈 和 空間運動鏈 ： 平面運動鏈 :各構件間的相對運動為平面運動的運動鏈。 空間運動鏈 :各構件間的相對運動為空間運動的運動鏈。 5. 自由度 (Degree of Freedom)—— 構件所具有的獨立運動個數(shù) 。 —— 6個 平面自由構件： —— 3個 例：在 XOY平面，移動 X、 Y；轉動 Z 移動： X、 Y、 Z；轉動： X、 Y、 Z 構件 1相對構件 2在空間有 6個獨立的相對運動 ， 因此構件 1相對 2有 6個自由度 。 6. 約束 (Constrain)—— 對自由度的 限制個數(shù) 。 自由度和約束之和應為 6。 運動副為活動聯(lián)接 ， 所以 引入的約束數(shù)目最多為 5個 ， 而剩下的自由度最少為 1個 。 自由度 1～ 5；約束 1～ 5。 空間自由構件： 二、運動副的分類 ? 1. 按運動副接觸形式分 低副 高副 運動副 —— 兩構件通過 點或線接觸 而構成的運動副。 凸輪機構 —— 兩構件通過 面接觸 而構成的運動副。 2. 按構成運動副的兩構件的相對運動分 ?轉動副 :—— 兩構件之間的相對運動為 轉動 ?移動副 :—— 兩構件之間的相對運動為 移動 螺旋副： —— 螺旋運動 球面副： —— 球面運動 移動副 轉動副 螺旋副： —— 螺旋運動 球面副： —— 球面運動 螺旋副 球面副 ? 常見主要平面運動副及其自由度和約束 引入約束： 自 由 度 ： 2個 ? ?zt ??,1個 n? 引入約束： 自 由 度 ： ? ?yx ??,2個 1個 ??z?? ?zy ??,2個 1個 ??x?平面低副 轉動副 移動副 2 1 1 2 1 2 x y 1 2 x y 平面高副 齒輪副 凸輪副 1nntt2機構 三、由基本概念看機構的組成 零件 構件 機器 焊接 鉚接 螺栓聯(lián)接 鍵聯(lián)接 控制單元 輔助系統(tǒng) 固定聯(lián)接 可動聯(lián)接 運動鏈 機架 原動件 高副 低副 移動副 轉動副 鏈成為機構的條件 ? 1） 將運動鏈中的一個構件固定為機架； 2） 必須有原動件 。 1 2 3 4 A B C D 機架 原動件 機架 —— 機構中作為參考系的構件。 原動件 —— 機構中按給定的運動規(guī)律獨立運動的構件。 從動件 —— 機構其余活動構件。 2. 機構中構件的類型 3. 機構的分類 平面機構 —— 組成機構的各構
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