平面机构的结构分析.ppt

第二章平面机构的结构分析
本章教学内容
机构的组成
机构运动简图的绘制
机构自由度的计算及注意事项
机构的组成原理及结构分析
本章基本要求
了解机构的组成,搞清运动副、运动链、自由度等概念;
能绘制常用机构的机构运动简图;
能计算平面机构的自由度;
对平面机构组成的基本原理有所了解。
第二章平面机构的结构分析
本章难点
本章重点
运动副和运动链的概念;
机构运动简图的绘制;
机构具有确定运动的条件;
机构自由度的计算。
机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。
§2-1 机构的组成
一、基本概念
零件(Element)——最小的制造单元(组成机器最基本的、不可再拆分的单元)。
构件(Member)——最小的独立运动单元。从运动角度讲,构件是一个刚体。
注意:
零件是从制造加工角度提出的最小单元概念;构件则是从运动和功能实现角度提出的最小单元概念;
构件可以是单一零件,也可以是几个零件的刚性联接。
运动副(Kinematic Pair)——由两构件组成的可动联接。
(使两构件直接接触,又能产生一定的相对运动的联接)。
运动副元素——两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。(构成运动副的点、线、面)。
运动链(Kinematic Chain)——两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。
按照几何形状是否封闭,可以分为开链和闭链:
闭链:指运动链的各构件构成首尾封闭的系统。
开链:指运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。
按照各构件间的相对运动可分为平面运动链和空间运动链:
平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。
空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链。
自由度(Degree of Freedom)——构件所具有的独立运动个数。
——6个
平面自由构件:
——3个
例:在XOY平面,移动X、Y;转动Z
移动:X、Y、Z;转动:X、Y、Z
构件1相对构件2在空间有6个独立的相对运动,因此构件1相对2有6个自由度。
约束(Constrain)——对自由度的限制个数。
自由度和约束之和应为6。运动副为活动联接,所以引入的约束数目最多为5个,而剩下的自由度最少为1个。
自由度1~5;约束1~5。
空间自由构件:
二、运动副的分类
1. 按运动副接触形式分
低副
高副
运动副
——两构件通过点或线接触而构成的运动副。
凸轮机构
——两构件通过面接触而构成的运动副。
2. 按构成运动副的两构件的相对运动分
转动副:——两构件之间的相对运动为转动
移动副:——两构件之间的相对运动为移动
螺旋副:——螺旋运动
球面副:——球面运动
移动副
转动副
螺旋副:——螺旋运动
球面副:——球面运动
螺旋副
球面副