华北理工机械原理案例分析06高副低代

案例6高副低代的方法【问题引入】传动角或压力角都可以衡量机构的传力性能优劣，对于平面连杆机构，传动角更直观，要求设计的机构min，那么最小传动角怎么求的呢？一、为什么高副低代对于含有高副的机构，在对机构进行结构分析之前，要先根据一定的代换条件，将其中的高副用低副代替——高副低代。二、高副低代的条件为了保证代替前后机构的运动不变，进行高副低代时必须满足的条件是：（1）代替前后，机构的自由度不变。（2）代替前后，机构的瞬时速度和瞬时加速度不变。三、高副低代的方法高副低代的一般方法是用一个含有两个转动副的构件来代替一个高副，这两个转动副分别位于高副接触点两元素的曲率中心处。我们分四种情况讨论。1.两个一般曲线接触时分别找到构件1和构件2的曲率中心1O、2O，用构件4连接1O、2O，并将各自的曲率中心与回转中心相连，即得到图1b所示的代替机构12AOOB。需要说明的是，当高副元素为非圆曲线时，在机构运动时，随着接触点C的改变，曲率中心1O、2O的位置和非圆曲线的曲率半径也随着发生改变，因此，在不同的位置有不同的瞬时代替机构。2.曲线与点接触时图1两个任意曲线接触时的高副低代若高副两元素之一为一点时，如图2a所示，因点的曲率中心就是接触点，因此，将其高副低代后的瞬时代替机构如图2b所示。3.曲线与直线接触时若高副两元素之一为一直线时，如图3a所示，因直线的曲率中心在无穷远处，所以这一端的转动副就转化为移动副，因此，图3a高副机构的瞬时代替机构如图3b所示。4.齿轮副的高副低代两个齿轮的接触也是曲线接触，但是齿轮的齿廓曲线不是一般的曲线，而是渐开线，所以，齿轮副的高副低代方法如图4所示，分别过各自的回转中心O1、O2做啮合线的垂线，垂足N1、N2即为两个渐开线齿廓的曲率中心。将图4a所示的齿轮机构高副低代后所得机构如图4b所示。图2曲线与点接触时的高副低代图2-21曲线与直线接触时的高副低代图4齿轮副的高副低代四、例题1.计算图示各机构的自由度;2.画出高副低代后的机构简图;3.以凸轮为原动件，进行机构的结构分析。原图高副低代后的机构简图机构分析结果