20xx9-第1章-平面機構(gòu)的自由度和速度分析(參考版)
2025-08-07 08:20本頁面
【正文】 ；構(gòu)件形狀不影響其運動 。 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 基本概念： 自由度；運動副；局部自由度；虛約束； 基本技能： 能正確計算平面機構(gòu)的自由度；能繪制簡單機 械的機構(gòu)運動簡圖； 注 意： 。 ② 有時瞬心點落在紙面外。 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 ① 繪制機構(gòu)運動簡圖； ② 求瞬心的位置； ③ 求出相對瞬心的速度 。 ② 角速度的方向為： 相對瞬心位于兩絕對瞬心的同一側(cè)時，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同。 3 1 2 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 圖 123 定義：兩構(gòu)件角速度之比傳動比。 VP23 VP23＝ lP23P12ω 3 ∴ ω 3＝ ω 2 ω 2 n n 解 : 用三心定律求出 P23 。 *相對瞬心位于兩絕對瞬心的同一側(cè)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同。 lP24P12/ lP24P14 a)鉸鏈機構(gòu) 例 8 已知構(gòu)件 2的轉(zhuǎn)速 ω2，求構(gòu)件 4“此時” 的角速度 ω4 ω 4 VP24＝ lP24P12 VP24＝ lP24P14 12 121312 ???? ppp lVV第 1章 平面機構(gòu)的自由度 ω 2 2 3 4 1 解：①瞬心數(shù)為 6個 ② 直接觀察能求出 4個 余下的 2個用三心定律求出。構(gòu)件 2為平動構(gòu)件，各點速度相同， 剛體 1上 P點速度 = 剛體 2上 P點速度 = V2 長度 lP13P12直接從圖上量取。 P23 ∞ 解： ①直接觀察求瞬心 P1 P23 。 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 3 2 1 4 舉例：求曲柄滑塊機構(gòu)的速度瞬心。 B2 C 定義：三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有 三個瞬心 ， 且它們位于同一條直線上 。 2） 瞬心數(shù)目 ∵ 每兩個構(gòu)件就有一個瞬心 ∴ 根據(jù)排列組合有 構(gòu)件數(shù) 4 5 6 8 瞬心數(shù) 6 10 15 28 P12 P23 P13 1 2 3 若機構(gòu)中有 n個構(gòu)件 ， 則 N＝ n(n1)/2 1 2 3 4 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 1 2 1 2 3） 機構(gòu)瞬心位置的確定 圖 119 適用于求通過運動副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件瞬心位置 。 ② 絕對速度相同 ， 相對速度為零 。 1－ 4 速度瞬心及其在機構(gòu)速度分析中的應(yīng)用 （ B） 一 、 速度瞬心及其求法 P21 VA2A1 VB2B1 兩個作平面運動構(gòu)件上速度相同的一對重合點 ， 在 某一瞬時 兩構(gòu)件繞該點作相對轉(zhuǎn)動 ， 該點稱速度瞬心或瞬時回轉(zhuǎn)中心 ，簡稱瞬心 。 Vp2=Vp1≠ 0 Vp2=Vp1=0 兩個作平面運動 “ 構(gòu)件上 ” 速度相同的一對重合點 ， 在 某一瞬時 兩構(gòu)件繞該點作相對轉(zhuǎn)動 ， 該點稱瞬時速度中心 。 一 、 速度瞬心及其求法 絕對瞬心 －重合點絕對速度為零 。 1－ 4 速度瞬心及其在機構(gòu)速度分析中的應(yīng)用 （ B） 機構(gòu)速度分析的圖解法 有：速度瞬心法 、 相對運動法 、 線圖法 。 14 速度瞬心及其應(yīng)用 （ C） ? 瞬心定義 瞬心是相對運動的兩剛體 絕對速度 (大小、方向 )的等速點 ， 或說是 相對速度為零的重合點 。于是： ? Ｆ = 3n2PLPH = 3 72 91= 2 此機構(gòu)的自由度等于 2，有兩個原動件 例 17 試計算圖示大篩機構(gòu)的自由度 局 虛 復(fù) 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 解得： n＝ 8，局部自由度 1個 ∴ F＝ 3n－ 2PＬ － PＨ ＝ 3 8－ 2 11－ 1＝ 1 ∵ 原動件數(shù)＝ 1 ∴ 機構(gòu)有確定運動 局 虛 復(fù) PL＝ 11， PＨ ＝ 1， 虛約束 1個，復(fù)合鉸鏈 1個。 ? 采用虛約束的目的： 改善構(gòu)件的受力情況；傳遞較大功率；或滿足某種特殊需要 ? 機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的， 如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成有效約束，而使機構(gòu)不能運動 ? 在設(shè)計機械時，若為了某種需要而必須使用虛約束時，則必須嚴格 保證 設(shè)計、加工、裝配的 精度 ， 以滿足虛約束所需要的幾何條件 1 2 3 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 解：滾子處是局部自由度； Ｅ 或 Ｅ ’處有虛約束； Ｃ 處是復(fù)合鉸鏈。 該機構(gòu)主動件 8勻速轉(zhuǎn)動時，圓盤鋸片中心Ｅ將確定地沿直線EE‘移動。 A、 B、 C、 D是三構(gòu)件匯交的復(fù)合鉸鏈，各為兩個回轉(zhuǎn)副，故 PL=10， PH=0 。 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 K=4； n=3； pL=4； pH =0 F=3 3－ 2 4－ 0=1 有一個機架、自由度 F ? 0、 原動件數(shù)目＝機構(gòu)自由度數(shù)目 有確定運動 Ｆ ＝原動件 → 機構(gòu)有確定運動 例 : 判斷結(jié)構(gòu)是否具有確定運動 (F = 0不動；多于原動件不確定 ； 少于原動件破壞） 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 三、計算平面機構(gòu)自由度的注意事項 (1) 復(fù)合鉸鏈 (2) 局部自由度 (3) 虛約束 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 三、計算平面機構(gòu)自由度的注意事項 (1) 復(fù)合鉸鏈 — 計算在內(nèi) ? m個構(gòu)件 (m2)在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副 ? m1個低副 m個構(gòu)件 , m1個鉸鏈 1 2 3 1 2 3 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 4 1 2 3 5 6 F ＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － F ＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 4 1 2 3 5 6 復(fù) 合 鉸鏈 5 6 0 ＝ 3 錯 復(fù)合鉸鏈例題 5 7 0 ＝ 1 對 第
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