第1章 平面机构基础知识讲解

1第一章平面机构的结构分析2§1-1机构结构分析的目的1、探讨机构具有确定运动的条件2、机构的分类3、画机构的运动简图4、机构的组成原理。三要素§1-2机构的组成运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。有相对运动直接接触：点、线、面两构件构件的自由度：平面自由构件：平面内不与其它任何构件相连接而作自由运动的构件。构件的自由度：构件可能出现的独立运动。约束：附加在构件上对构件自由度的限制。1—4平面机构的自由度5低副：转动副：存在一个相对转动，约束数为2，自由度为1。移动副：存在一个相对移动，约束数为2，自由度为1。存在两个运动，即一个相对转动和相对滑动约束数为1，自由度为2。高副：)2(3HLPPnF设某机构共有n个活动构件、PL个低副、PH个高副，则该机构的自由度应为1.平面机构的自由度：机构所具有的独立运动。2.平面机构的自由度计算公式7因从动件不能独立运动，只有原动件能独立运动，有：原动件数目=机构自由度F公式表明：自由度F的数目取决于活动构件数目以及运动副的数目和种类。82.2机构具有确定运动的条件。原动件数目，运动确定原动件数目，不能动。运动不确定。原动件数目运动链不能运动。FFFFF,00F0且原动件数目=F。4.计算平面机构自由度应注意的问题4.1复合铰链——两个以上构件在同一轴线上用回转副相联接。mm-110F=3×7–2×10=1BCDE12345678AF=3×7–2×10=1n=7Pl=10n=7Pl=10112)局部自由度（多余自由度）1、局部自由度：机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。2、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。ABC321ABC321F=33-23-11=2F=23-22-11=1n=3Pl=3Ph=1n=2Pl=2Ph=1123）虚约束1、虚约束：在机构中与其他运动副作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。2、处理办法：将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。在机构运动中，有些约束对机构自由度的影响是重复的。平面机构中的虚约束常出现要下列场合：1、两构件在多处构成移动副，且导路重合或平行。2、两构件在多处构成转动副，且轴线重合3、法线始终重合的高副5、机构中对传递运动不起独立作用的对称部分655HLppn、、233HLppn、、15举例：1—5平面机构的组成原理和结构分析一、平面机构的低副代替高副（高副低代）原则：代替机构和原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必须完全相同。方法：找到曲率半径中心点并相连，高副用一个构件两个低副代替。1617平面机构的组成原理任何平面机构都由三部分组成：机架、原动件、从动件。若去掉原动件，从动件系统的自由度为0。即：F=3n-2Pl=0杆组：由从动系统分解为若干个不可再分的、自由度为0的运动链。由F=3n-2Pl=0得Pl=3n/2所以n必为偶数。n=2，Pl=3；n=4，Pl=6；n=6，Pl=9；18杆组的级别：是由杆组中包含的最高级别封闭多边形来确定的。19n=4（PL＝6）的杆组有以下四种类型:以上三种形式称为Ⅲ级组。结构特点：其中一个构件有三个运动副。典型Ⅱ级组：20机构组成原理:任何机构可以用零自由度的杆组依次联接到原动件和机架上的方法来组成。注意：杆组各个外接运动副不能全部并接到一个构件上。机构的级别是由杆组的最高级别决定的。21平面机构的结构分析机构的结构分析就是将已知机构分解为原动件、机架、杆组，并确定机构的级别。方法：从远离原动件的构件开始拆组。结构分析的要领：1、首先除去虚约束和局部自由度，将机构中的高副全部低代，并用箭头标注出机构的原动件。2、先试拆n=2的杆组，如不能，再依次试拆n=4和n=6的杆组。直到剩下机架和原动件。3、杆组的增减不应改变机构的自由度。22拆去一个杆组或一系列杆组后，剩余的必须为一个完整的机构或若干个机架相连的原动件，不能有不成组的零散构件或运动副存在，全部杆组拆完，只应当剩下与机架相连的原动件。拆组是否正确的判别方法：