chap2機構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)分析

1、機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國Mechanical Design機械原 理第二章第二章 機構(gòu)的組機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析成及結(jié)構(gòu)分析機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design21 研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的22 機構(gòu)的組成及其運動簡圖的繪制機構(gòu)的組成及其運動簡圖的繪制23 平面機構(gòu)自由度的計算及機構(gòu)運平面機構(gòu)自由度的計算及機構(gòu)運動確定的條件動確定的條件24 平面機構(gòu)的高副低帶、結(jié)構(gòu)分析平面機構(gòu)的高副低帶、結(jié)構(gòu)分析和組成原理和組成原理機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mecha

2、nical Design研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究組成機構(gòu)的要素及機構(gòu)具有確定運動的條件；研究組成機構(gòu)的要素及機構(gòu)具有確定運動的條件；目的是弄清機構(gòu)包含哪幾個部分，各部分如何相聯(lián)？以目的是弄清機構(gòu)包含哪幾個部分，各部分如何相聯(lián)？以及怎樣的結(jié)構(gòu)才能保證具有確定的相對運動？及怎樣的結(jié)構(gòu)才能保證具有確定的相對運動？這對于設(shè)這對于設(shè)計新的機構(gòu)顯得尤其重要。計新的機構(gòu)顯得尤其重要。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：不同的機構(gòu)都有各自

3、的特點，把各種機構(gòu)按結(jié)構(gòu)加以分不同的機構(gòu)都有各自的特點，把各種機構(gòu)按結(jié)構(gòu)加以分類，其目的是類，其目的是按其分類建立運動分析和動力分析的一般按其分類建立運動分析和動力分析的一般方法方法。研究組成機構(gòu)的組成原理，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點對機構(gòu)研究組成機構(gòu)的組成原理，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點對機構(gòu)進行分類；進行分類；機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機構(gòu)運動簡圖的繪制；研究機構(gòu)運動簡圖的繪制；目的是如何用簡單的圖形來表示機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動形目的是如何用簡單的圖形來表示機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運

4、動形態(tài)，態(tài)，為運動分析和動力分析作準備。為運動分析和動力分析作準備。研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的綜合方法。研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的綜合方法。目的研究在滿足預(yù)期運動及工作條件下，如何綜合出機目的研究在滿足預(yù)期運動及工作條件下，如何綜合出機構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)形式機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素機構(gòu)由構(gòu)件和運動副兩個要素組成機構(gòu)由構(gòu)件和運動副兩個要素組成機器由若干個機構(gòu)組合而成機器由若干個機構(gòu)組合而成內(nèi)燃機內(nèi)燃機中的連桿機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)

5、構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素構(gòu)件，構(gòu)件， (Link) 獨立的運動單元獨立的運動單元 構(gòu)件構(gòu)件零件，零件，(part)獨立的制造單元獨立的制造單元區(qū)別不同構(gòu)件的標準區(qū)別不同構(gòu)件的標準，在于它們之間存在相對運動在于它們之間存在相對運動機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素兩構(gòu)件之間直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運動的活動連接兩構(gòu)件之間直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運動的活動連接運動副運動副兩個構(gòu)件間兩個構(gòu)件間直接接觸直接接觸有相對運動有相

6、對運動機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素兩構(gòu)件上直接參與構(gòu)成運動副的接觸表面稱為運動副元素兩構(gòu)件上直接參與構(gòu)成運動副的接觸表面稱為運動副元素運動副運動副點（滾動軸承）點（滾動軸承）線（齒輪齒廓）線（齒輪齒廓）面（面（活塞與缸套活塞與缸套）機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)目分類 運動副的分類運動副的分類空間兩構(gòu)件未構(gòu)成運動副

7、之前，共有空間兩構(gòu)件未構(gòu)成運動副之前，共有6個相對運動個相對運動的的自由度自由度，當構(gòu)成運動副后，它們之間的相對運，當構(gòu)成運動副后，它們之間的相對運動受到動受到約束約束，其數(shù)目若用，其數(shù)目若用s表示，則表示，則s最小為最小為1，最，最大為大為5。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)目分類 運動副的分類運動副的分類設(shè)該運動副所保留的相對自由度為設(shè)該運動副所保留的相對自由度為f，即，即f6s空間兩構(gòu)件構(gòu)成運動副后，相對自由度與約數(shù)數(shù)目空間兩構(gòu)件構(gòu)成

8、運動副后，相對自由度與約數(shù)數(shù)目之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為fs 6 （1s5）機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)目分類 運動副的分類運動副的分類I級副，級副， II級副，級副， III級副，級副， IV級副，級副， V級副級副I級副級副II級副級副III級副級副機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)

9、目分類 運動副的分類運動副的分類I級副，級副， II級副，級副， III級副，級副， IV級副，級副， V級副級副IV級副級副V級副級副1V級副級副2V級副級副3機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按運動副元素分類按運動副元素分類 運動副的分類運動副的分類高副：凡兩構(gòu)件通過點、線接觸而形成的運動副高副：凡兩構(gòu)件通過點、線接觸而形成的運動副例如：滾動例如：滾動副副、凸輪副凸輪副、 齒輪副齒輪副等。等。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析

10、Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按運動副元素分類按運動副元素分類 運動副的分類運動副的分類低副：凡兩構(gòu)件通過面接觸而形成的運動副低副：凡兩構(gòu)件通過面接觸而形成的運動副例如：例如：轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副、移動副移動副、球面副球面副等。等。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素按相對運動的范圍分類按相對運動的范圍分類 運動副的分類運動副的分類平面運動副平面運動平面運動副平面運動( (Plannar kinematic pair) )空間運動副空間運動空

11、間運動副空間運動( (Spatial kinematic pair ) )機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素若干個構(gòu)件通過運動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運動鏈若干個構(gòu)件通過運動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運動鏈運動鏈運動鏈運動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)，稱為閉式鏈。運動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)，稱為閉式鏈。 (Close chain)運動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成開放的系統(tǒng)，稱為運動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成開放的系統(tǒng)，稱為開式鏈開式鏈。 (Open chain)機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第

12、二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素若干個構(gòu)件通過運動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運動鏈若干個構(gòu)件通過運動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運動鏈運動鏈運動鏈閉式鏈閉式鏈開式鏈開式鏈機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素若將閉式運動鏈中的一個構(gòu)件加以固定，則該運動鏈就成若將閉式運動鏈中的一個構(gòu)件加以固定，則該運動鏈就成為機構(gòu)。機構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運動為機構(gòu)。機構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運動

13、機構(gòu)機構(gòu)機架機架：作為參考系的固定構(gòu)件。：作為參考系的固定構(gòu)件。如機床床身、車如機床床身、車輛底盤、飛機機身。輛底盤、飛機機身。原（主）動件原（主）動件：按給定運動規(guī)律運動的構(gòu)件：按給定運動規(guī)律運動的構(gòu)件。從動件從動件：其余可動構(gòu)件。：其余可動構(gòu)件。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素若將閉式運動鏈中的一個構(gòu)件加以固定，則該運動鏈就成若將閉式運動鏈中的一個構(gòu)件加以固定，則該運動鏈就成為機構(gòu)。機構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運動為機構(gòu)。機構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運動機構(gòu)機構(gòu)

14、若干若干1個或幾個個或幾個1個個機構(gòu)的組成：機構(gòu)的組成：機構(gòu)機構(gòu)機架機架原動件原動件從動件從動件機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素常見運動副符號的表示常見運動副符號的表示: : 國標國標GB4460/T1984機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design常用運動副的符號常用運動副的符號運動副運動副名稱名稱運動副符號運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動副副移移動動副副12121212

15、121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時的運動副兩構(gòu)件之一為固定時的運動副122121平平面面運運動動副副機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平平面面高高副副螺螺旋旋副副21121221211212球球面面副副球球銷銷副副121212空空間間運運動動副副121212機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析

16、機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 桿、軸構(gòu)件桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件同一構(gòu)件機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design三副構(gòu)件三副構(gòu)件 兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件 一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成要素機構(gòu)的組成要素構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法注意事項注意事項: :畫構(gòu)件時應(yīng)撇開構(gòu)件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)畫構(gòu)件時應(yīng)撇開

17、構(gòu)件的實際外形，而只考慮運動副的性質(zhì)。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖在分析現(xiàn)有機械和設(shè)計新機械地時候，都需要繪制機構(gòu)運在分析現(xiàn)有機械和設(shè)計新機械地時候，都需要繪制機構(gòu)運動簡圖動簡圖根據(jù)機構(gòu)的運動尺寸，按一定的根據(jù)機構(gòu)的運動尺寸，按一定的比例尺比例尺定出各運動副的位置，定出各運動副的位置，并運用已規(guī)定的并運用已規(guī)定的運動副符號運動副符號及及機構(gòu)表示符號機構(gòu)表示符號和和構(gòu)件的表示方構(gòu)件的表示方法法，將機構(gòu)的，將機構(gòu)的運動傳遞情況運動傳遞情況表示出來的簡化圖形稱為機構(gòu)運表示出來

18、的簡化圖形稱為機構(gòu)運動簡圖動簡圖機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖的作用機構(gòu)運動簡圖的作用表示機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動情況表示機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動情況作為運動分析和動力分析的依據(jù)作為運動分析和動力分析的依據(jù)機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)示意圖機構(gòu)示意圖不按比例繪制的簡圖。不按比例繪制的簡圖。只反映機構(gòu)的結(jié)構(gòu)情況只反映機構(gòu)的結(jié)構(gòu)情況常用機構(gòu)運動簡圖符號

19、常用機構(gòu)運動簡圖符號 在在機機架架上上的的電電機機齒齒輪輪齒齒條條傳傳動動帶帶傳傳動動圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動動鏈鏈傳傳動動圓柱圓柱蝸桿蝸桿蝸輪蝸輪傳動傳動凸凸輪輪傳傳動動外嚙外嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動棘棘輪輪機機構(gòu)構(gòu)內(nèi)嚙內(nèi)嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖應(yīng)滿足的條件機構(gòu)運動簡圖應(yīng)滿足的條件：構(gòu)件數(shù)目與實際相同構(gòu)件數(shù)目與實際相同運動副的性質(zhì)、數(shù)目與實際相符運動副的性質(zhì)、數(shù)目與實際相符 運動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實際機構(gòu)成

20、比例。運動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實際機構(gòu)成比例。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：先定原動部分和工作部分（一般位于傳動線路末端），先定原動部分和工作部分（一般位于傳動線路末端），弄清運動傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運動副的類弄清運動傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運動副的類型，并用符號表示出來型，并用符號表示出來。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Des

21、ign機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：首先搞清楚機械的實際構(gòu)造和運動情況；首先搞清楚機械的實際構(gòu)造和運動情況；找出機械的機架和原動件，按照運動的傳遞路線搞找出機械的機架和原動件，按照運動的傳遞路線搞清楚機械原動部分的運動如何傳遞到工作部分清楚機械原動部分的運動如何傳遞到工作部分搞清楚機械由多少個構(gòu)件組成，并根據(jù)兩構(gòu)件間的接觸情搞清楚機械由多少個構(gòu)件組成，并根據(jù)兩構(gòu)件間的接觸情況和相對運動的性質(zhì)，確定各個運動副的類型；況和相對運動的性質(zhì)，確定各個運動副的類型；機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成

22、及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：繪制機構(gòu)運動簡圖的步驟：恰當?shù)倪x擇投影面，并將機構(gòu)停留在適當?shù)匚恢?，避免?gòu)建恰當?shù)倪x擇投影面，并將機構(gòu)停留在適當?shù)匚恢?，避免?gòu)建重疊重疊一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運動平面相平行的面為投影一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運動平面相平行的面為投影面面選擇適當?shù)拈L度比例尺選擇適當?shù)拈L度比例尺ll，確定出個運動副之間的相對，確定出個運動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號表示各運動副，并將同一構(gòu)件參與構(gòu)位置，用規(guī)定的符號表示各運動副，并將同一構(gòu)件參與構(gòu)成的運動副符號用簡單的線條連接起來。成的運動副符號用簡單

23、的線條連接起來。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制例題一：顎式破碎機例題一：顎式破碎機機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制機構(gòu)運動簡圖的繪制例題二：偏心泵例題二：偏心泵1234機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的

24、組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件實例分析實例分析鉸鏈四桿機構(gòu)：鉸鏈四桿機構(gòu)： 在 鉸 鏈 四 桿在 鉸 鏈 四 桿機 構(gòu) 中 ， 如機 構(gòu) 中 ， 如果 給 定 一 個果 給 定 一 個獨 立 的 運 動獨 立 的 運 動參 數(shù) ， 則 其參 數(shù) ， 則 其余 構(gòu) 件 的 運余 構(gòu) 件 的 運動完全確定動完全確定機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件實例分析實例分析鉸鏈四桿機構(gòu)：鉸鏈四桿機構(gòu)： 在 鉸 鏈 四 桿在 鉸 鏈 四 桿機 構(gòu) 中 ， 如機 構(gòu) 中

25、， 如果 給 定 兩 個果 給 定 兩 個獨 立 的 運 動獨 立 的 運 動參 數(shù) ， 則 將參 數(shù) ， 則 將導(dǎo) 致 機 構(gòu) 中導(dǎo) 致 機 構(gòu) 中最 薄 弱 的 環(huán)最 薄 弱 的 環(huán)節(jié)被破壞節(jié)被破壞機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件實例分析實例分析鉸鏈四桿機構(gòu)：鉸鏈四桿機構(gòu)： 在 鉸 鏈 五 桿在 鉸 鏈 五 桿機 構(gòu) 中 ， 如機 構(gòu) 中 ， 如果 給 定 一 個果 給 定 一 個獨 立 的 運 動獨 立 的 運 動參 數(shù) ， 則 其參 數(shù) ， 則 其余 構(gòu) 件 的 運余 構(gòu) 件 的 運

26、動將不確定動將不確定機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件實例分析實例分析鉸鏈四桿機構(gòu)：鉸鏈四桿機構(gòu)： 在 鉸 鏈 五 桿在 鉸 鏈 五 桿機 構(gòu) 中 ， 如機 構(gòu) 中 ， 如果 給 定 兩 個果 給 定 兩 個獨 立 的 運 動獨 立 的 運 動參 數(shù) ， 則 其參 數(shù) ， 則 其余 構(gòu) 件 的 運余 構(gòu) 件 的 運動完全確定動完全確定機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)的自由度：機構(gòu)的自由度

27、：保證機構(gòu)具有確定運動時所必須給定的獨立保證機構(gòu)具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數(shù)稱為機構(gòu)的自由度。運動參數(shù)稱為機構(gòu)的自由度。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件構(gòu)件具有確定運動的條件：構(gòu)件具有確定運動的條件：原動件能獨立運動的構(gòu)件。原動件能獨立運動的構(gòu)件。一個原動件只能提供一個獨立參數(shù)一個原動件只能提供一個獨立參數(shù)機構(gòu)具有確定運動的條件為：機構(gòu)具有確定運動的條件為：自由度原動件數(shù)自由度原動件數(shù)N=FN=F機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mec

28、hanical Design機構(gòu)具有確定運動的條件構(gòu)件具有確定運動的條件：構(gòu)件具有確定運動的條件：若若NFNFNF，則導(dǎo)致最薄弱的環(huán)節(jié)被破壞，則導(dǎo)致最薄弱的環(huán)節(jié)被破壞機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算構(gòu)件、運動副、約束與自由度的關(guān)系構(gòu)件、運動副、約束與自由度的關(guān)系一個作平面運動的自由構(gòu)件一個作平面運動的自由構(gòu)件在空間的位置，需要三個獨在空間的位置，需要三個獨立的參數(shù)（立的參數(shù)（x x，y y，）才能）才能唯一確定唯一確定F = 3單個自由構(gòu)件的自由度為單個自由構(gòu)件的自由度為 3(x , y)機械

29、基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算構(gòu)件、運動副、約束與自由度的關(guān)系構(gòu)件、運動副、約束與自由度的關(guān)系yx12Syx12xy12s=2, F=1s=2, F=1s=1, F=2機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算構(gòu)件、運動副、約束與自由度的關(guān)系構(gòu)件、運動副、約束與自由度的關(guān)系運動副運動副 自由度數(shù)自由度數(shù) 約束數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副 1（） + 2（x，y） =3移動副移動副 1（x） + 2（y，）=3高高

30、 副副 2（x,） + 1（y） =3結(jié)論：結(jié)論：構(gòu)件自由度構(gòu)件自由度3約束數(shù)約束數(shù)機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算平面機構(gòu)自由度的計算平面機構(gòu)自由度的計算設(shè)機構(gòu)中活動構(gòu)件數(shù)目為設(shè)機構(gòu)中活動構(gòu)件數(shù)目為n，則構(gòu)件的總自由度數(shù)目為，則構(gòu)件的總自由度數(shù)目為3n，低副總數(shù)為低副總數(shù)為pl，引入的約束總數(shù)為，引入的約束總數(shù)為2pl，高副總數(shù)為，高副總數(shù)為ph，引，引入的約束總數(shù)為入的約束總數(shù)為ph則機構(gòu)的自由度計算公式為：則機構(gòu)的自由度計算公式為： F3n（2plph）也稱為也稱為平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式平面

31、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算平面機構(gòu)自由度的計算平面機構(gòu)自由度的計算例一：鉸鏈四桿機構(gòu)和鉸鏈五桿機構(gòu)的自由度計算例一：鉸鏈四桿機構(gòu)和鉸鏈五桿機構(gòu)的自由度計算鉸鏈四桿機構(gòu)：鉸鏈四桿機構(gòu)：n3，pl4，ph0；F3n （2plph）3324 1鉸鏈五桿機構(gòu)：鉸鏈五桿機構(gòu)：n4，pl5，ph0；F3n （2plph）3425 2機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算平面機構(gòu)自由度的計算平

32、面機構(gòu)自由度的計算例二：曲柄滑塊機構(gòu)的自由度計算例二：曲柄滑塊機構(gòu)的自由度計算n3，pl4，ph0；F3n （2plph）3324 11234機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的自由度計算平面機構(gòu)自由度的計算平面機構(gòu)自由度的計算例三：凸輪機構(gòu)的自由度計算例三：凸輪機構(gòu)的自由度計算n2，pl2，ph1；F3n （2plph）3324 111123機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及

33、結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈例：計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度計算例：計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度計算12345678ABCDEF解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(gòu)件數(shù)n= 7低副數(shù)低副數(shù)PL=6F=3n 2PL PH 高副數(shù)高副數(shù)PH=0=37 26 0=9計算結(jié)果肯定不對！計算結(jié)果肯定不對！機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈1.1.復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 compound hinges 兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。兩個以上的

34、構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。計算：計算：m個構(gòu)件個構(gòu)件, , 有有m1轉(zhuǎn)動副。轉(zhuǎn)動副。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈例：計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度計算例：計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度計算12345678ABCDEF解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(gòu)件數(shù)n=7低副數(shù)低副數(shù)PL= 10F=3n 2PL PH 高副數(shù)高副數(shù)PH=0=37 210 0=1上例：在上例：在B、C、D、E四處應(yīng)各有四處應(yīng)各有 2 個運動副個運動副。圓盤鋸機構(gòu)圓盤鋸機構(gòu) 動畫機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組

35、成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項局部自由度局部自由度例：例：計算圖示兩種滾子凸輪機構(gòu)的自由度計算圖示兩種滾子凸輪機構(gòu)的自由度解：對于左邊的機構(gòu)：解：對于左邊的機構(gòu)：n3，pl3，ph1F=3n 2PL PH =33 23 1212312機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項局部自由度局部自由度例：例：計算圖示兩種滾子凸輪機構(gòu)的自由度計算圖示兩種滾子凸輪機構(gòu)的自由度（續(xù)）對于右邊的機構(gòu)：（續(xù)）對于右邊的機構(gòu)：n2，pl2，ph1F = 3 n 2 pl

36、 ph =32221=112312事實上，兩個機構(gòu)的運動相同，事實上，兩個機構(gòu)的運動相同，且且F=1機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項局部自由度局部自由度2.2.局部自由度局部自由度 passive degree of freedom對機構(gòu)其他構(gòu)件運動無關(guān)的自由度對機構(gòu)其他構(gòu)件運動無關(guān)的自由度一般出現(xiàn)在凸輪機構(gòu)中，為減少高副接一般出現(xiàn)在凸輪機構(gòu)中，為減少高副接觸處的磨損，在凸輪和從動件之間安裝觸處的磨損，在凸輪和從動件之間安裝了圓柱形滾子了圓柱形滾子滾子繞其自身軸線的自由轉(zhuǎn)動絲毫不影響其滾子繞其自

37、身軸線的自由轉(zhuǎn)動絲毫不影響其他構(gòu)件的運動，引入一個局部自由度他構(gòu)件的運動，引入一個局部自由度123機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項局部自由度局部自由度2.2.局部自由度局部自由度 passive degree of freedom在計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)去掉局部自由度在計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)去掉局部自由度方法一：將滾子與推桿視作焊接，再來方法一：將滾子與推桿視作焊接，再來計算自由度計算自由度12312機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical

38、 Design自由度計算注意事項局部自由度局部自由度2.2.局部自由度局部自由度 passive degree of freedom在計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)去掉局部自由度在計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)去掉局部自由度方法二：在機構(gòu)自由度計算公式中將局方法二：在機構(gòu)自由度計算公式中將局部自由度數(shù)目部自由度數(shù)目F減去，公式變?yōu)闇p去，公式變?yōu)?23F=3n（2plph） F 33（231）11計算結(jié)果完全一致計算結(jié)果完全一致機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束例：已知：例：已知：ABCDEF，計算圖示平行

39、四邊形機構(gòu)的自由度。，計算圖示平行四邊形機構(gòu)的自由度。1234ABCDEF解：解：n=n=4，pl= 6，F(xiàn)=3n 2pl ph =34 26 =0ph=0顯然結(jié)果與機構(gòu)實際運動情況不符顯然結(jié)果與機構(gòu)實際運動情況不符 機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束3.3. 虛約束虛約束 redundant constraint1234ABCDEF在機構(gòu)中，有些約束所起的作在機構(gòu)中，有些約束所起的作用是重復(fù)的，這種其重復(fù)限制用是重復(fù)的，這種其重復(fù)限制作用的約束稱為作用的約束稱為虛約束虛約束虛約束雖然

40、對機構(gòu)的運動并不虛約束雖然對機構(gòu)的運動并不產(chǎn)生實際的約束作用，但會導(dǎo)產(chǎn)生實際的約束作用，但會導(dǎo)致機構(gòu)自由度的計算結(jié)果和機致機構(gòu)自由度的計算結(jié)果和機構(gòu)實際自由度不符構(gòu)實際自由度不符機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束3.3. 虛約束虛約束 redundant constraint1234ABCDEF去除辦法：去除辦法：方法一：將機構(gòu)中引入虛約束方法一：將機構(gòu)中引入虛約束的運動副或運動鏈的部分去掉的運動副或運動鏈的部分去掉機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成

41、及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束例：已知：例：已知：ABCDEF，計算圖示平行四邊形機構(gòu)的自由度。，計算圖示平行四邊形機構(gòu)的自由度。123ABCDE解：解：n=n=3，pl= 4，F(xiàn)=3n 2pl ph =33 24 =1ph=0特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是： ABCDEF 機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束3.3. 虛約束虛約束 redundant constraint1234ABCDEF去除辦法

42、：去除辦法：方法二：從機構(gòu)中減去虛約束方法二：從機構(gòu)中減去虛約束的數(shù)目的數(shù)目pp（2plph）3nF=3n（2plphp） F機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束例：已知：例：已知：ABCDEF，計算圖示平行四邊形機構(gòu)的自由度。，計算圖示平行四邊形機構(gòu)的自由度。1234ABCDEF解：解：n=n=4，pl= 6，F(xiàn)=3n （2pl php） =34 26 1 =1ph=0p（2plph）3n 2231 1 機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析M

43、echanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：1234ABCDEF兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合點的軌跡重合如平行四邊形機構(gòu)，火車如平行四邊形機構(gòu)，火車輪、橢圓儀等輪、橢圓儀等機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：運動時，兩構(gòu)件上的兩點距運動時，兩構(gòu)件上的兩點距離始終不變，用一構(gòu)件將兩離始終不變，用一構(gòu)件將兩點連接起來，形成虛約束點連接起來，形成虛約束EF機

44、械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：對運動不起作用的對稱對運動不起作用的對稱部分部分如多個行星輪如多個行星輪機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，且導(dǎo)路平行。且導(dǎo)路平行。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分

45、析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且同軸。且同軸。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合接觸，且法線重合如等寬凸輪如等寬凸輪W機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛

46、約束機構(gòu)中存在虛約束的場合：機構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合接觸，且法線重合注意：注意：法線不重合時，法線不重合時，變成實際約束！變成實際約束！機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束各種出現(xiàn)虛約束的場合都有一定的幾何條件，如各種出現(xiàn)虛約束的場合都有一定的幾何條件，如果在制造和裝配中，不能滿足相應(yīng)的幾何條件，果在制造和裝配中，不能滿足相應(yīng)的幾何條件，則虛約束將會變成實實在在的約束則虛約束將會變成實實在在的約束機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二

47、章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束虛約束的作用：虛約束的作用：改善構(gòu)件的受力情況，如多個行星輪。改善構(gòu)件的受力情況，如多個行星輪。增加機構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機床導(dǎo)軌。增加機構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機床導(dǎo)軌。使機構(gòu)運動順利，避免運動不確定，如車輪。使機構(gòu)運動順利，避免運動不確定，如車輪。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計算注意事項虛約束虛約束例：例：計算圖示包裝機送計算圖示包裝機送紙機構(gòu)的自由度紙機構(gòu)的自由度。解：解：局部自由度局部自由

48、度2 2個個虛約束虛約束 1 1處處, , 構(gòu)件構(gòu)件8 8復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈: : 位置位置D D ，2 2個低副個低副F=3n 2pl ph =36 27 3 =1機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本機構(gòu)基本機構(gòu)基本機構(gòu)基本機構(gòu)由一個原動件和一個機架組成的雙桿機構(gòu)由一個原動件和一個機架組成的雙桿機構(gòu)原動件作移動原動件作移動 ( (如直線如直線電機、流體壓力作動筒電機、流體壓力作動筒) )。21機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical D

49、esign平面機構(gòu)的組成原理基本機構(gòu)基本機構(gòu)基本機構(gòu)基本機構(gòu)由一個原動件和一個機架組成的雙桿機構(gòu)由一個原動件和一個機架組成的雙桿機構(gòu)原動件作轉(zhuǎn)動原動件作轉(zhuǎn)動 ( (如如電動機電動機) )。21機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組基本桿組基本桿組機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)具有確定運動的條件是原動件數(shù)自由度原動件數(shù)自由度?，F(xiàn)設(shè)想將機構(gòu)中的原動件和機架斷開，則原動件與機架現(xiàn)設(shè)想將機構(gòu)中的原動件和機架斷開，則原動件與機架構(gòu)成了基本機構(gòu)，其構(gòu)成了基本機構(gòu)，其F1。剩下的構(gòu)件組必有。剩下的構(gòu)件

50、組必有F0。將構(gòu)件組繼續(xù)拆分成更簡單將構(gòu)件組繼續(xù)拆分成更簡單F0的構(gòu)件組，直到不能的構(gòu)件組，直到不能再拆為止。再拆為止。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組基本桿組基本桿組F=1F=0定義：最簡單的定義：最簡單的F0的構(gòu)件組，稱為的構(gòu)件組，稱為基本桿組基本桿組。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組舉例：將圖示八桿機構(gòu)拆分成基本機構(gòu)和基本桿組。舉例：將圖示八桿機構(gòu)拆分成基本機

51、構(gòu)和基本桿組。71324568機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組舉例：將圖示八桿機構(gòu)拆分成基本機構(gòu)和基本桿組。舉例：將圖示八桿機構(gòu)拆分成基本機構(gòu)和基本桿組。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組結(jié)論：該機構(gòu)包含一個基本機構(gòu)和兩個基本桿組，結(jié)論：該機構(gòu)包含一個基本機構(gòu)和兩個基本桿組，換句話說，將兩個基本桿組添加到基本機構(gòu)上，構(gòu)換句話說，將兩個基本桿組添加到基本機構(gòu)上，構(gòu)成了該

52、八桿機構(gòu)。成了該八桿機構(gòu)。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組推論推論：任何一個平面機構(gòu)都可以認為是在基本機構(gòu)的基：任何一個平面機構(gòu)都可以認為是在基本機構(gòu)的基礎(chǔ)上，依次添加若干個桿組所形成的。礎(chǔ)上，依次添加若干個桿組所形成的。機構(gòu)的組成原理：機構(gòu)的組成原理： 機構(gòu)基本機構(gòu)基本桿組機構(gòu)基本機構(gòu)基本桿組機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的條件基本桿組的條件設(shè)基本桿組中有設(shè)基本桿組中有

53、n個構(gòu)件，則由條件個構(gòu)件，則由條件F0有：有：F3n2plph0p pl l3n/2 3n/2 ( (低副機構(gòu)中低副機構(gòu)中p ph h0 0 ) )機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的條件基本桿組的條件 p pl l 為整數(shù)，為整數(shù)， n n只能取偶數(shù)。只能取偶數(shù)。n n 2 4 n4 2 4 n4 已無實例了已無實例了! !p pl l 3 63 6機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組

54、的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類n=2 的桿組稱為的桿組稱為級組應(yīng)用最廣而又最簡單的基級組應(yīng)用最廣而又最簡單的基本桿組。共有本桿組。共有 5 種類型種類型典型典型級組：級組：機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類級組級組：結(jié)構(gòu)特點：其中一個構(gòu)件有三個運動副。：結(jié)構(gòu)特點：其中一個構(gòu)件有三個運動副。n=4 （pl6）的桿組有以下四種類型）的桿組有以下四種類型: :機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類第四種形式稱為第四種形式稱為IV級組級組。結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：有兩個三副桿，且有兩個三副桿，且4 4個構(gòu)件構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)。個構(gòu)件構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)。機械基礎(chǔ)及工程力學系王震國第二章第二章 機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機構(gòu)的結(jié)