机械原理

《机械原理》第一章平面机构具有确定运动的条件本章重点机构运动简图：识图、绘制计算机构自由度§1–1平面机构运动简图的绘制•机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示机构的运动特性，并根据运动学尺寸，按一定的比例画成的简单图形。1221移动副转动副其他常用符号凸轮副齿轮副ABCD运动简图的绘制1.构件分类：确定原动件、输出件、传动件2.确定构件数量及各构件间的运动副3.选择投影面4.选择比例尺5.以线条和运动副规定符号表示构件和运动副例1-1图示为颚式碎矿机。当曲轴2绕轴心O1连续回转，动颚板6绕轴心O3往复摆动，从而将矿石轧碎。试绘制此碎矿机的机构运动简图。542631O2DBCO3AO1§1-2平面机构具有确定运动的条件机构自由度是指机构中活动构件相对于机架的可能独立运动数目。注意:与前面讲到的构件自由度有什么不同?一、平面机构的自由度如何确定这些机构的自由度?ACDBACEBDACB12345AXYO1、构件的自由度两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些约束。2、约束低副引入两个约束！高副引入一个约束！F=3n-2PL-PHn–活动构件数；PL–低副数；PH–高副数F=3x3–2x4=1F=3x4–2x5=2n=3;PL=4n=4;PL=5四杆机构五杆机构3、机构自由度的一般公式F=3×2–2×3=0(桁架)F=3×3–2×5=-1(超静定桁架)1234机构自由度是指机构中活动构件相对于机架的可能独立运动数目。PL=3PL=5n=2n=31234计算实例算法1:n=4；PL=6；PH=0F=3x4-2x6=0算法2:n=2；PL=3；PH=0F=3x2-2x3=013452134526F=?F=?二、平面机构具有确定运动的条件ACDBACBACEBD1）机构自由度数F≥1。2）原动件数目等于机构自由度数F。结论：1、复合铰链由3个或3个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链。由m个构件组成的复合铰链应含有(m-1)个转动副。321三、计算机构自由度时应注意的几种情况F=3x7–2x10=1F=3x7–2x10=1n=7;PL=10n=7;PL=10A6BCDE12345781）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=3x3-2x3-1x1=2F=2x3-2x2-1x1=1n=3PL=3PH=1n=2PL=2PH=12、局部自由度（多余自由度）3、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。1、机构中某两构件用低副（转动副、移动副）相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合，则此联结带入的约束为虚约束。常见的虚约束x1x2x1x22、两构件组成的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。虚约束1234ABC1234ABC1234ABC?虚约束虚约束213n=1PL=1F=3*1–2*1=1213n=2PL=2F=3*2–2*2=2213n=2PL=2F=3*2–2*2=2321n=2PL=1；PH=1F=3*2-2*1-1=3局部自由度n=1PH=1F=3*1-1=23、两构件组成若干个轴线重合的转动副。AB4、在机构整个运动过程中，如果其中某两构件上两点之间的距离始终不变，则联接此两点的两个转动副和一个构件形成的约束为虚约束。虚约束虚约束C2ABDFE34155、机构中对运动不起作用的自由度F=-1的对称部分存在虚约束。虚约束148526379虚约束行星齿轮机构n=5PL=7F=3×5–2×7=1练习1CABDE23415ADCBFEGHI局部自由度虚约束AB//EF//CD且AB=EF=CD练习2解法1:EF虚约束I处虚约束G处局部自由度n=6PL=7PH=2F=36-27-2=2解法2：（不推荐！）G处滚子看成滑块/油缸？n=7PL=9PH=1F=37-29-1=2虚约束n=3PL=4PH=1F=33–24–11=0练习3C2ABD341练习4ADCBADCB12345练习5n=4PL=5PH=1F=3*4-5*2–1=1练习6答1：n=3PL=3PH=1F=3x3-2x3-1=2CA答2：n=3PL=3PH=2齿轮副算2个高副F=3x3-2x3-2=1其他…B3214?练习7ABC3211234ABC1234ABCABC2ABDFE34155321