機(jī)械原理-第2章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析-文庫吧在線文庫
【正文】 ，也可以是幾個(gè)零件的剛性聯(lián)接 。第二章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 本章教學(xué)內(nèi)容 ?機(jī)構(gòu)的組成 ?機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制 ?機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算及注意事項(xiàng) ?機(jī)構(gòu)的組成原理及結(jié)構(gòu)分析 本章基本要求 1. 了解機(jī)構(gòu)的組成 ， 搞清運(yùn)動(dòng)副 、 運(yùn)動(dòng)鏈 、 自由度等概念； 2. 能繪制常用機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖； 3. 能計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度； 4. 對平面機(jī)構(gòu)組成的基本原理有所了解 。 從運(yùn)動(dòng)角度講，構(gòu) 件是一個(gè)剛體。 開鏈 :指運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首尾封閉的系統(tǒng)。 自由度 1～ 5；約束 1～ 5。 2. 機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的類型 3. 機(jī)構(gòu)的分類 平面機(jī)構(gòu) —— 組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng) 。 現(xiàn)以 顎式破碎機(jī) 為例 ， 具體說明機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制步驟 。 必須注意：代表移動(dòng)副的滑塊 ， 其導(dǎo)路的方向必須與相對移動(dòng)的方向一致；轉(zhuǎn)動(dòng)副到移動(dòng)副導(dǎo)路間的距離要精確 。 y x θ (x , y) F = 3 單個(gè)自由平面構(gòu)件的自由度為 3 y x 1 2 S 1 2 x y 1 2 R=2, F=1 R=2, F=1 R=1, F=2 θ 經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)后 ， 由于有約束 ， 構(gòu)件自由度會有變化： y x y x 1 2 S 1 2 x y 1 2 R=2, F=1 R=2, F=1 R=1, F=2 θ 自由構(gòu)件的自由度數(shù) 移動(dòng)副 1（ x） + 2（ y， θ ） = 3 高 副 2（ x,θ ） + 1（ y） = 3 回轉(zhuǎn)副 1（ θ ） + 2（ x， y） = 3 運(yùn)動(dòng)副 自由度數(shù) 約束數(shù) 假設(shè)平面機(jī)構(gòu)有 n個(gè) 活動(dòng)構(gòu)件 ： 3n個(gè)自由度 有 Pl個(gè)低副和 Ph個(gè)高副： 平面自由構(gòu)件： 3個(gè)自由度 平面低副： 引入 2個(gè)約束 平面高副： 引入 1個(gè)約束 引入 (2 Pl +Ph)約束 分析： 一、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式 ? 平面機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)的自由度 —— 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目 。 給定 兩個(gè) 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù) ， 機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng) 。 n = Pl = Ph = 1 F=3n2PlPh =3?32?3–1 =2 局部自由度一般存在于高副中。 自由度計(jì)算公式仍為 F=3n 2Pl Ph 分析： E3和 E5點(diǎn)的軌跡重合 ， 引入一個(gè)虛約束 正確計(jì)算： F=3n2Pl – Ph + P′ =3 4 2 60+1=1 ?注意： 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí) , 應(yīng)將 虛約束 除去不計(jì)。 5. 若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副 ， 且各接觸點(diǎn)處的公法線重合 ,則只能算一個(gè)平面高副 。 畫箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件 。 3 4 原動(dòng)件 F=1 1 2 A B C II級桿組 F=0 1 2 3 4 A B C 例如，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)： II級機(jī)構(gòu) 四、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 ?結(jié)構(gòu)分析目的 了解機(jī)構(gòu)的組成，確定機(jī)構(gòu)的級別。 167。 代替方法： 用一個(gè)含有兩個(gè)低副的虛擬構(gòu)件來代替高副，且兩低副位置分別在兩高副兩元素接觸點(diǎn)處的曲率中心。 D 5 539。 A [例 ] 2 C B 1 3 D E 5 6 4 7 110273F ?????hl ppnF ??? 23局部自由度 虛約束 118263F ?????? 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng) ,因?yàn)橹? 動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù) F 。 2）直線和曲線接觸。 解 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度 F = 3 5 － 2 7 = 1 拆桿組 4桿 6副，但非三級桿組，可再拆 II級桿組 確定機(jī)構(gòu)的級別： Ⅱ 級機(jī)構(gòu) 注意： 同一機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件不同拆出的桿組不同，機(jī)構(gòu)的級別 也不同。 可以再拆成更簡單的自由度為零的桿組 二、基本桿組的類型 4 6 2 3 n Pl 6 8… … 9 12… … 較為復(fù)雜，不常用 II級桿組 III級桿組 023 ??? lPnFlPn 32?對于 全低副 的桿組： n個(gè)構(gòu)件 、 pl個(gè)低副 1. I級桿組 —— n= Pl=3， 一個(gè) 內(nèi)副 ， 兩個(gè) 外副 基本型式： ?內(nèi)副為轉(zhuǎn)動(dòng)副（ a、 b、 d）內(nèi)副為移動(dòng)副（ c、 e） 三、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類 —— 根據(jù)機(jī)構(gòu)中基本桿組的級別進(jìn)行分類。 存在于特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下 。 ▲ 兩個(gè)構(gòu)件組成在幾處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副且各轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線是重合的 。 n = Pl = Ph =
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