第一章平面机构组成原理及其自由度分析

第一章平面机构组成原理及其自由度分析内容摘要：

 HL PPnF 图 局部自由度 （二）局部自由度 机构中有些构件所具有的自由度只与该构件自身的局部运动有关，不影响其它构件的运动，即对整个机构的运动输出无关，则称这种自由度为局部自由度。 机械工程学院机械设计系 在机构自由度计算时，还需注意，在某些特定的几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束可能与其它运动副引入的约束是重复的，这种不起独立约束作用的重复约束称为虚约束。 在计算机构自由度时，应将虚约束除去不计。 常见的虚约束发生在以下场合： （三）虚约束 机械工程学院机械设计系 图 两构件或多个运动副满足特定几何条件时形成虚约束 两构件组成若干个转动副，但其轴线互相重合； 两构件组成移动副，其导路互相平行或重合。 1．两构件间构成多个运动副 机械工程学院机械设计系 2．联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合。 图 轨迹重合形成虚约束 图 两构件上某两点 距离不变形成虚约束 3．在机构整个运动过程中，两构件上某两点之间的距离始终不变。 机械工程学院机械设计系 机构的自由度与确定运动条件 图 对运动不起作用的对称部分形成虚约束 4．机构中对运动不起作用的对称部分 机械工程学院机械设计系 例题 试计算图。 2192732)1(3  HL PPnF图 大筛机构 分析：该机构具有 5个活动构件，有 7个转动副，即低副，没有高副。 于是机构自由度为 机械工程学院机械设计系 独立回路组 ： 若有一组回路同时满足下述两个条件时则称为独立回路组，独立回路组中每个回路皆为独立回路。 （ 1）每一回路至少有一个运动副是其它回路所未包含的。 （ 2）独立回路数满足 图 由 3个移动副组成的平面机构及其回路 1 nm机械工程学院机械设计系 167。 平面机构组成原理 一 、平面机构中的高副低代 二、驱动副位于机架的平面机构组成原理 三、一般平面机构的 组成原理 * 机械工程学院机械设计系 ◆ 高副低代须满足的条件为： （一）代替前后机构的自由度数保持不变 为保证代替前后机构自由度数不变，可用假想的一构件二低副来代替一个高副。 （二）代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度。 一、平面机构的高副低代 目的：为使平面低副机构的结构分析和运动分析的方法适用于一切平面机构，可以按一定条件将机构中的高副用低副来代替。 这种以低副来代替高副的做法称为高副低代。 平面机构组成原理 机械工程学院机械设计系 图 一构件二低副 图 高副低代 机械工程学院机械设计系 图 直线轮廓高副低代 平面机构组成原理 机械工程学院机械设计系 图 尖点轮廓高副低代 机械工程学院机械设计系 二、驱动副位于机架的平面机构组成原理 通常从动件系统是由一个或若干个不可再分解的自由度为零的基本系统组成的，这种基本系统称为基本杆组 (或阿苏尔组 )，简称杆组。 由此可知，机构是由原动件、机架及若干个基本杆组按一定顺序连接而成的一个系统，此即为平面机构的组成原理。 LPn 32由杆组定义可知，组成平面机构杆组的条件应为： 上式中杆组只出现低副，若机构中有高副，则应先高副低代后再来 分析机构的组成。 组成平面低。