平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

第2講平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析曾經(jīng)布置同學(xué)們構(gòu)思一個跑步機，同學(xué)們能不能向我表達(dá)出你的構(gòu)思？由幾個構(gòu)件組成？構(gòu)件之間怎么連接？真的能按要求運動嗎？第2講平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

如何表達(dá)出你的構(gòu)思？畫出構(gòu)件及相對位置畫出構(gòu)件連接方式畫機構(gòu)運動簡單圖表達(dá)結(jié)構(gòu)原理運動關(guān)系第2講平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析有運動健身功能的機械設(shè)備第1節(jié)運動副及其分類構(gòu)件動連接機構(gòu)組合機器稱為運動副復(fù)習(xí)第1節(jié)運動副及其分類自由構(gòu)件一個自由構(gòu)件有3個自由度第1節(jié)運動副及其分類第1節(jié)運動副及其分類運動副:兩構(gòu)件直接接觸的可動聯(lián)接。：限制兩個運動，失去兩個自由度第1節(jié)運動副及其分類運動副的分類1、低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副。移動副轉(zhuǎn)動副第1節(jié)運動副及其分類2、高副：兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副。限制1個運動，失去1個自由度球面鉸鏈螺旋副第1節(jié)運動副及其分類3、空間運動副：第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制——對機構(gòu)進(jìn)行組成分析、運動分析、受力分析或作運動設(shè)計時，由于不涉及結(jié)構(gòu)和強度，往往不需要繪制復(fù)雜的構(gòu)形圖，而采用最簡單的線條、方塊或圓等表示構(gòu)件和運動副的組成關(guān)系、機構(gòu)運動副位置、及與運動有關(guān)的尺寸和形狀的機構(gòu)運動簡圖。轉(zhuǎn)動副：第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制運動副的表示方法移動副：高副：要畫出兩構(gòu)件接觸處的輪廓曲線第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制構(gòu)件的表示方法【結(jié)論】任何一個機構(gòu)必有一個相對固定構(gòu)件，一個或多個從動件。第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制構(gòu)件的分類原動件：輸入構(gòu)件從動件：輸出構(gòu)件機架：固定不動的構(gòu)件1）分析機構(gòu)，認(rèn)清主、從動件，數(shù)清構(gòu)件數(shù)目；2）確定所有運動副的類型和數(shù)目；3）合理選擇視圖4）確定比例尺；5）用規(guī)定的符號和線條繪制成簡圖。（從原動件開始畫)）第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制繪制步驟

拋光機第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制拋光機的運動簡圖搖塊第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制破碎機構(gòu)的運動簡圖第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制內(nèi)燃機的運動簡圖第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制翻臺機構(gòu)的運動簡圖跑步機第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制請同學(xué)們畫出雨傘或抽水機構(gòu)的運動示意圖并說出構(gòu)件的數(shù)目，運動副的數(shù)目，工作原理布置作業(yè)：1、畫出下面健身器的運動簡單圖2、在線練習(xí)2第2節(jié)平面機構(gòu)運動簡圖的繪制自由構(gòu)件一個自由構(gòu)件有3個自由度第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算

【結(jié)論】機構(gòu)每引入一個活動構(gòu)件，將增加三個自由度。引入一個低副：限制兩個運動，失去兩個自由度引入一個高副：限制1個運動，失去1個自由度第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算機構(gòu)的自由度數(shù)目：F=3n－2PL－PH機構(gòu)自由度的數(shù)目取決于活動構(gòu)件的數(shù)目及運動副的類型和數(shù)目。第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算機構(gòu)具有確定運動的條件是：自由度數(shù)目F＞0且原動件數(shù)目必須等于自由度數(shù)目。自由度等于0，所有的運動都被限制了第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算計算下圖結(jié)構(gòu)自由度第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算自由度等于0，構(gòu)件間沒有相對運動---剛性桁架

（多一個約束）超靜定桁架例2：計算四桿機構(gòu)自由度給定1個原動件，機構(gòu)運動即確定。第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算若原動件數(shù)=1，原動件數(shù)<機構(gòu)自由度數(shù)，機構(gòu)運動不確定（例如僅僅驅(qū)動1桿，桿2-4可能是實線所在位置，也可能是虛線所在位置）

若原動件數(shù)=2，原動件數(shù)=機構(gòu)自由度，運動確定第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算計算五桿機構(gòu)自由度例5計算下圖機構(gòu)自由度=3×7－2×10－1=1第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算計算平面機構(gòu)自由度應(yīng)注意的事項1、復(fù)合鉸鏈

處理：m個構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈相聯(lián)接時，其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)應(yīng)等于（m-1）個。處理方法：將滾子3與從動件2視為剛性連接2局部自由度：滾子繞其中心轉(zhuǎn)動的自由度對從動件2的運動無影響，這種與輸出件運動無關(guān)的自由度稱局部自由度。第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算=3×3－2×4F=3n－2PL

－PH=1處理方法：將帶入虛約束的重復(fù)的構(gòu)件去掉第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算虛約束-----不起獨立限制作用的約束稱為虛約束1）軌跡重合5桿和鉸鏈F、E為虛約束第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副且軸線重合3）兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副且導(dǎo)路互相平行4）機構(gòu)存在對運動起重復(fù)約束的對稱部分去掉這個轉(zhuǎn)動副去掉這個移動副去掉這部分虛約束第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算例：計算自由度=3×5－2×7－0F=3n－2PL

－PH=112345A-轉(zhuǎn)動副1個B-轉(zhuǎn)動副1個C-復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動副2個D-轉(zhuǎn)動副1個E-轉(zhuǎn)動副1個F-移動副1個n=5(總共有5個活動構(gòu)件)pl=7(總共有7個低副)pH=0(總共有0個高副)（先看有無局部自由度、虛約束，再看有幾個構(gòu)件）第3節(jié)平面機構(gòu)自由度的計算PL=9解：局部自由度F（1處）----將滾子與頂桿焊成一體虛約束E（1處）

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