1、机械设计基础第六版第一章 平面机构的自由度和速度分析第1章 平面机构的自由度和速度分析 学习目的: 掌握如何用机构运动简图表示机器(或机构)中各构 件的相对运动关系;会计算机构的自由度。 平面机构和空间机构 本章主要研究内容: 机构的组成(运动副及其分类) 平面机构运动简图及其画法 平面机构自由度的计算及平面机构具有 确定运动的条件 速度瞬心法在机构运动分析中的应用 计算实例 计算如图所示双曲线画规机构和牛头刨床机构 的自由度。 (a) 双 曲 线 画 规 机 构 (b) 牛 头 刨 床 机 构 (a )F = 3n 2 PL PH = 3 5 2 7 0 = 1 (b )F = 3n 2 P
2、L PH = 3 6 2 8 1 = 1 1-4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 一、速度瞬心 作平面运动的两个刚体,在任一瞬时,其相对运动可看 作是绕某一重合点的转动,该重合点就称为速度瞬心或 瞬时回转中心,简称瞬心。 速度瞬心是两个刚体上相对运动速度为零的重合点,也 即绝对速度相等的重合点。 2 1 相对速度瞬心: 1 绝对速度瞬心: 如果一个机构由K个构件组成,则 瞬心数: NK(K1)2 P12 2 vP 二、速度瞬心的求法 1.当两构件组成转动副时,转动副中心就是瞬心; 2.当两构件组成移动副时,瞬心位于导路垂线的无穷远处; 3.当两构件组成纯滚动高副时,接触点就是其瞬心; 4.
3、当两刚体上两个重合点A1(A2)、B1(B2)上的相对速度vA1A2 和vB1B2,该二速度向量的垂线的交点便是瞬心; 5.当两构件组成滑动兼滚动的高副时,由于接触点的相对速 度沿切线方向,其瞬心应位于过接触点的公法线上,具体 位置还要根据其他条件才能确定; 6.利用三心定理求瞬心。 vA1A2 2 1 B2(B1) vB1B2 A (A ) 1 2 P12 三心定理: 作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心,这三个 瞬心位于同一直线上。 2 v1 P13 3 证明 P12 v2 2 M P23 P13 B P12 1 P A 14 P23 C 3 4 P34 D 应用实例 N P24 本章总结学习重点1. 搞清运动副、运动链、约束和自由度等基本概念2. 能绘制和识别常用机构的机构运动简图3. 能熟练计算平面机构的自由度学习难点复合铰链、局部自由度和虚约束的识别和处理