第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

第2章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析—機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析2機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析§2-1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的§2-2機(jī)構(gòu)的組成§2-3機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖§2-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算§2-6平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析目錄1緒論2機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析[學(xué)習(xí)目的與要求]機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動簡圖畫法及自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)分析的目的和內(nèi)容，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件運(yùn)動副，運(yùn)動鏈目的與要求

掌握

了解理解1緒論2機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析研究機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動簡圖的畫法；了解機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件；研究機(jī)構(gòu)的組成原理及結(jié)構(gòu)分類§2-1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的構(gòu)件–運(yùn)動的單元零件—制造的單元內(nèi)燃機(jī)連桿各種零件§1-1本課程研究的對象及內(nèi)容§2-2機(jī)構(gòu)的組成零件：單獨(dú)加工的制造單元體構(gòu)件：機(jī)器中每一個獨(dú)立運(yùn)動的單元體稱為一個構(gòu)件,一個構(gòu)件可以由一個或多個零件組成?！?-2機(jī)構(gòu)的組成機(jī)器機(jī)構(gòu)構(gòu)件零件1.構(gòu)件連桿構(gòu)件2.運(yùn)動副運(yùn)動副：兩個構(gòu)件之間直接接觸所形成的可動連接。兩個相鄰構(gòu)件直接接觸兩者之間允許一定的相對運(yùn)動每個構(gòu)件至少和另外一個構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接運(yùn)動副元素：兩構(gòu)件上參加接觸而構(gòu)成運(yùn)動副的表面（點(diǎn)、線、面）?！?-2機(jī)構(gòu)的組成§2-2機(jī)構(gòu)的組成運(yùn)動副的自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目，或確定構(gòu)件位置所需的獨(dú)立變量的數(shù)目自由構(gòu)件(空間)：Fmax=6自由構(gòu)件(平面)：Fmax=3約束：運(yùn)動副對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動所加的限制f=6-s其中：f—自由度；S—運(yùn)動副受的約束數(shù)。§2-2機(jī)構(gòu)的組成運(yùn)動副分類I級副II級副III級副（1）、按照運(yùn)動副引入的約束數(shù)目分類：

分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級副§2-2機(jī)構(gòu)的組成IV級副V級副1V級副2V級副3§2-2機(jī)構(gòu)的組成（2）按照運(yùn)動副的接觸形式分類：低副(面接觸）、高副（點(diǎn)、線接觸）高副高副低副§2-2機(jī)構(gòu)的組成（3）按照運(yùn)動副的相對運(yùn)動形式分類：平面運(yùn)動副、空間運(yùn)動副平面副空間副空間副§2-2機(jī)構(gòu)的組成圓柱副螺旋副（4）按照運(yùn)動副接觸部分的幾何形狀及運(yùn)動特點(diǎn)：圓柱副、平面與平面副、球面副、螺旋副、球面與平面副等球面副§2-2機(jī)構(gòu)的組成運(yùn)動副的分類方法總結(jié)：（3）按照運(yùn)動副的相對運(yùn)動形式分類平面運(yùn)動副、空間運(yùn)動副（2）按照運(yùn)動副的接觸形式分類低副(面接觸）、高副（點(diǎn)、線接觸）（4）按照運(yùn)動副接觸部分的幾何形狀及運(yùn)動特點(diǎn)圓柱副、平面與平面副、球面副、螺旋副、球面與平面副等（1）按照運(yùn)動副引入的約束數(shù)目分類n級副n=1,2…5§2-2機(jī)構(gòu)的組成按接觸部分的幾何形狀及運(yùn)動特點(diǎn)分類：按接觸形式分類：按引入的約束數(shù)目分類：按相對運(yùn)動形式分類：平面運(yùn)動副低副轉(zhuǎn)動副五級副R運(yùn)動副舉例：§2-2機(jī)構(gòu)的組成P按接觸部分的幾何形狀分類：按接觸形式分類：按引入的約束數(shù)目分類：按相對運(yùn)動形式分類：平面運(yùn)動副低副移動副五級副運(yùn)動副舉例：§2-2機(jī)構(gòu)的組成按接觸形式分類：按引入的約束數(shù)目分類：按相對運(yùn)動形式分類：按接觸部分的幾何形狀分類：平面運(yùn)動副高副平面高副四級副運(yùn)動副舉例：§2-2機(jī)構(gòu)的組成低副機(jī)構(gòu)高副機(jī)構(gòu)運(yùn)動副舉例：§2-2機(jī)構(gòu)的組成常見運(yùn)動副符號的表示:國標(biāo)GB4460/T－1984§2-2機(jī)構(gòu)的組成常用運(yùn)動副的符號運(yùn)動副名稱運(yùn)動副符號兩運(yùn)動構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動副轉(zhuǎn)動副移動副12121212121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時的運(yùn)動副122121平面運(yùn)動副平面高副螺旋副21121221211212球面副球銷副121212空間運(yùn)動副1212123.運(yùn)動鏈構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接而構(gòu)成的相對可動的系統(tǒng)。閉式運(yùn)動鏈（簡稱閉鏈）開式運(yùn)動鏈（簡稱開鏈）平面閉式運(yùn)動鏈空間閉式運(yùn)動鏈平面開式運(yùn)動鏈空間開式運(yùn)動鏈平面運(yùn)動鏈空間運(yùn)動鏈按運(yùn)動分按結(jié)構(gòu)分運(yùn)動鏈4機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動鏈中，如果將某一個構(gòu)件加以固定，而讓另一個或幾個構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律相對固定構(gòu)件運(yùn)動時，如果運(yùn)動鏈中其余各活動構(gòu)件都有確定的相對運(yùn)動，則此運(yùn)動鏈稱為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動的運(yùn)動鏈?！?-2機(jī)構(gòu)的組成機(jī)架原動件從動件在運(yùn)動鏈中，將某一個構(gòu)件加以固定，而讓另一個或幾個構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律相對固定構(gòu)件運(yùn)動時，如果運(yùn)動鏈中其余各構(gòu)件都有確定的相對運(yùn)動，則此運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)?！?-2機(jī)構(gòu)的組成1機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖定義及用途

用國標(biāo)規(guī)定的簡單符號和線條代表運(yùn)動副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與原機(jī)械具有完全相同運(yùn)動特性?！?-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖用于現(xiàn)有機(jī)械或新機(jī)械原理方案的設(shè)計(jì)、分析與討論重點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)、組成方式等在方案設(shè)計(jì)階段并不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性運(yùn)動副類型表明了構(gòu)件之間的聯(lián)接關(guān)系和傳動方式構(gòu)件的運(yùn)動尺寸是運(yùn)動分析的基礎(chǔ)不嚴(yán)格按比例可繪制機(jī)構(gòu)示意圖§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖國標(biāo)規(guī)定的構(gòu)件和運(yùn)動副的表示符號運(yùn)動簡圖的繪制方法§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖2構(gòu)件與運(yùn)動副的表達(dá)方法機(jī)架AB機(jī)架和活動構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接(內(nèi)副)機(jī)架和活動構(gòu)件通過移動副聯(lián)接§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖兩個活動構(gòu)件聯(lián)接§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖雙副構(gòu)件(一個構(gòu)件和兩個外副)注：點(diǎn)劃線表示與其聯(lián)接的其他構(gòu)件§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖雙副構(gòu)件(一個構(gòu)件和兩個外副)§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖偏心輪AB12BA21§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖三副構(gòu)件(一個構(gòu)件和三個外副)§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖三副構(gòu)件(一個構(gòu)件和三個外副)§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖一般構(gòu)件的表示方法桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖三副構(gòu)件

兩副構(gòu)件

一般構(gòu)件的表示方法§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖注意事項(xiàng):畫構(gòu)件時應(yīng)撇開構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動副的性質(zhì)。§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖原動機(jī)§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖符號在機(jī)架上的電機(jī)齒輪齒條傳動帶傳動圓錐齒輪傳動§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖鏈傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動凸輪傳動外嚙合圓柱齒輪傳動§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖應(yīng)滿足的條件：

1.構(gòu)件數(shù)目與實(shí)際相同2.運(yùn)動副的性質(zhì)、數(shù)目與實(shí)際相符3.運(yùn)動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實(shí)際機(jī)構(gòu)成比例。棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖3運(yùn)動簡圖的繪制小型壓力機(jī)編號原則：注意區(qū)分位置重疊的不同構(gòu)件和同軸剛性聯(lián)接的多個零件。前者分別編號，后者采用一個編號，加`以示區(qū)別。

（1）分析整個機(jī)構(gòu)的工作原理機(jī)構(gòu)組成動作原理和運(yùn)動情況偏心輪1齒輪1`桿件2齒輪6`桿件3槽凸輪6桿件4滑塊7壓頭8原動件執(zhí)行構(gòu)件§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（2）沿著傳動路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對運(yùn)動關(guān)系，確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目。轉(zhuǎn)動副移動副平面高副§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（3）選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面

選擇原則1清楚表達(dá)機(jī)構(gòu)的主體部分；2盡可能反映機(jī)構(gòu)的全面運(yùn)動；3可以選擇其他視圖平面作為補(bǔ)充?！?-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖(4)繪圖選擇機(jī)架提取構(gòu)件的運(yùn)動尺寸確定比例尺選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動中的一個狀態(tài)確定各運(yùn)動副位置，繪圖編號：A、B、C…表示運(yùn)動副

1、2、3…表示構(gòu)件

O1、O2…表示固定轉(zhuǎn)軸原動件的運(yùn)動方向§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖◆運(yùn)動簡圖的繪制步驟：a.分析整個機(jī)構(gòu)的工作原理b.沿著傳動路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對運(yùn)動關(guān)系，確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目c.選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖d.繪圖§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖DCBA1432課堂練習(xí)1：繪制圖示鱷式破碎機(jī)的運(yùn)動簡圖。§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖課堂練習(xí)2：繪制圖示內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖?！?-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件：機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)=機(jī)構(gòu)的運(yùn)動自由度數(shù)構(gòu)件2、3的運(yùn)動由1完全確定構(gòu)件2、3、4的運(yùn)動不能由1完全確定123θ1BCADC’D’1234θ1DCBAE運(yùn)動鏈具有確定的相對運(yùn)動機(jī)構(gòu)桁架運(yùn)動鏈相對運(yùn)動不確定無相對運(yùn)動§2-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件活動構(gòu)件數(shù)

n

平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式：

F=3n－(2PL+Ph)構(gòu)件總自由度低副約束數(shù)高副約束數(shù)3×n2×PL1

×Ph§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算舉例1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)F＝3n－(2pL＋ph)=3×3－2×4－0＝12）鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)F＝3n－(2pL＋ph)＝3×4－2×5－0＝23）內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)F＝3n－(2pl＋ph)＝3×6－2×7－3＝1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算12345P4=1P5=5n=4F

=3×4–2×5–1=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接，請計(jì)算右圖機(jī)構(gòu)的自由度解決方法：若有m個構(gòu)件在同一處形成復(fù)合鉸鏈，則它們構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副的數(shù)目為（m-1)個。這樣所構(gòu)成的運(yùn)動副稱為復(fù)合鉸鏈1.復(fù)合鉸鏈F=3*5-2*6=3F=3*5-2*7=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算自由度計(jì)算要注意的幾個問題例：§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算特別要注意以下情況：§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算特別要注意以下情況：§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算注意有無焊接：1231212312§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算12312§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算Ex.1:計(jì)算如下齒輪連桿機(jī)構(gòu)的自由度.

分析：此機(jī)構(gòu)中，有3個轉(zhuǎn)動的齒輪(1,2,and3)and2根桿(4and5).§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算C是構(gòu)件2、4、5組成的復(fù)合鉸鏈，D是構(gòu)件3、5、6組成的復(fù)合鉸鏈.F=3n-2PL-Ph=35-26-2=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算A是構(gòu)件1、4焊接的組合體與固定構(gòu)件組成的單鉸鏈D是構(gòu)件7、18焊接的組合體與固定構(gòu)件組成的單鉸鏈F＝3n－(2pl＋ph)＝3×6－2×7－3＝1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算解決方案計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時，假想滾子和安裝滾子的構(gòu)件固接為一個整體，成為一個構(gòu)件或在計(jì)算結(jié)果中去除局部自由度2.局部自由度某些構(gòu)件具有的只影響自身局部運(yùn)動而不影響其它構(gòu)件運(yùn)動的自由度，經(jīng)常發(fā)生在將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦的場合?！?-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算F=3n-2PL-Ph

=33-23-1=2F=3n-2PL-Ph

=32-22-1=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算應(yīng)在計(jì)算時去掉虛約束數(shù)，或先將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件和運(yùn)動副去掉，然后再進(jìn)行計(jì)算。3.虛約束：在機(jī)構(gòu)中，有些約束所起的限制作用可能是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束?！?-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算常見的虛約束有以下幾種情況:１）當(dāng)兩構(gòu)件組成多個移動副，且其導(dǎo)路互相平行或重合時，則只有一個移動副起約束作用，其余都是虛約束。帶虛約束的凸輪機(jī)構(gòu)

F

=3×2–(2×2+1)=132–(23+1)=-1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算帶虛約束的曲軸２）當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且軸線互相重合時，則只有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余轉(zhuǎn)動副都是虛約束。§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算3）機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動起重復(fù)限制作用的對稱部分也往往會引入虛約束。帶虛約束的行星輪系

F=3n-2PL-Ph

34-26=0

=33-24=1?或者=34–(26+0-1)=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算4)當(dāng)兩構(gòu)件在多處接觸并構(gòu)成平面高副，且過各接觸點(diǎn)的公法線方向彼此重合時F=3n-2PL-Ph32-23-2=-2=32-22-1=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

但是，當(dāng)他們(平面高富）的公法線方向不重合時，必須各自計(jì)算其高副數(shù)?！?-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

F=3n-2PL-Ph

34-26=0

=33-24=1或者=34–(26+0-1)=15）如果機(jī)構(gòu)中兩活動構(gòu)件上某兩點(diǎn)的距離始終保持不變，此時若用具有兩個轉(zhuǎn)動副的附加構(gòu)件來連接這兩個點(diǎn)，則將會引入一個虛約束?！?-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算虛約束的本質(zhì)是什么?從運(yùn)動的角度看,虛約束就是“重復(fù)的約束”或者是“多余的約束”?！?-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束?a.使受力狀態(tài)更合理b.使機(jī)構(gòu)平衡c.考慮機(jī)構(gòu)在特殊位置的運(yùn)動使用虛約束時要注意什么問題?保證滿足虛約束存在的幾何條件，在機(jī)械設(shè)計(jì)中使用虛約束時，機(jī)械制造的精度要提高?！?-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算例1：計(jì)算大篩機(jī)構(gòu)自由度復(fù)合鉸鏈？局部自由度？虛約束？n

=7

Ph=1PL=9F

=3×7-2×9–1=2§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算局部自由度復(fù)合鉸鏈虛約束n=8Pl=11Ph=1F=3×8–(2×11+1)=1例2§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算B2I9C3A1J6H87DE4FG5A1B2I9C3J6H87DE4FG5I8

n=8Pl=11F=3×6–(2×7+3)=1例3Ph=1§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算練習(xí)：試求以下機(jī)構(gòu)的自由度§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1）

自由度F>0，且與原動件數(shù)相等，則機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對運(yùn)動是確定的；這就是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。

2）

自由度F=0：將成為一個珩架系統(tǒng)，但它是靜定的；自由度F=

-1：則將成為一個超靜定的系統(tǒng)（或稱為靜不定系統(tǒng)）；

4）

若Ｆ>0，且多于原動件數(shù)，則構(gòu)件間的運(yùn)動是不確定的；

5）

若Ｆ>0，且少于原動件數(shù)，則構(gòu)件間運(yùn)動產(chǎn)生干涉，甚至構(gòu)件斷裂。1）自由度F>0，且與原動件數(shù)相等，則機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間的相對運(yùn)動是確定的；這就是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。

2)自由度F=0：將成為一個珩架系統(tǒng)，但它是靜定的；3)自由度F=

-1：則將成為一個超靜定的系統(tǒng)（或稱為靜不定系統(tǒng)）；

4）若Ｆ>0，且多于原動件數(shù)，則構(gòu)件間的運(yùn)動是不確定的；

5）若Ｆ>0，且少于原動件數(shù)，則構(gòu)件間運(yùn)動產(chǎn)生干涉，甚至構(gòu)件斷裂。§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算自由度與機(jī)構(gòu)的狀態(tài)：1.平面機(jī)構(gòu)的組成原理及分類任何機(jī)構(gòu)都可以看作是若干個自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動機(jī)和機(jī)架上而構(gòu)成的，機(jī)構(gòu)的自由度等于原動件的數(shù)目，這就是機(jī)構(gòu)的組成原理。構(gòu)件+運(yùn)動副運(yùn)動鏈機(jī)構(gòu)機(jī)架原動件若干基本桿組§2-6平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析基本桿組：最簡單的不可再拆的自由度為零的構(gòu)件組，簡稱為桿組。F=0●定義：F=0不可再分的構(gòu)件組。（1）.桿組（基本桿組,Assurgroup）§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析●基本桿組的自由度公式：F=3n－2PL－PH=02PL＝3n●對于低副機(jī)構(gòu)：F=3n－2PL=0§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析●分類①級組(n=2，PL=3)PL＝3n/2(a)RRR(f)PRP(h)PPR(d)RPR(b)RRP§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析PL＝3n/2②Ⅲ級組(n=4，PL=6)Ⅲ級組基本型Ⅲ級組其它型舉例中心構(gòu)件§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架和原動件Ⅱ級桿組Ⅲ級桿組八桿機(jī)構(gòu)§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析I級機(jī)構(gòu)II級機(jī)構(gòu)III級機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的命名：以機(jī)構(gòu)中所包含的基本桿組的最高級別§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析原動件不同，機(jī)構(gòu)的級別也有可能不同12345678§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成：在機(jī)架和原動件上每增加一個基本桿組，并不改變原來的自由度，每次增加都可以獲得一個新機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)時，在滿足相同工作要求的前提下，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡單越好，桿組級別越低越好，運(yùn)動副數(shù)目越少越好。

F=3n-2PL–Ph§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析2機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析是指把機(jī)構(gòu)分解為基本桿組、原動件和機(jī)架，是機(jī)構(gòu)組成的反過程，又稱為拆桿組?！?-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析原則：首先，從遠(yuǎn)離原動件的部分開始拆分；試拆時，先試拆低級別桿組；每拆完一個桿組，剩余的部分仍然是一個完整機(jī)構(gòu)。§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的拆分或組成步驟：§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析1）機(jī)構(gòu)拆分：①將機(jī)架、原動件從機(jī)構(gòu)中拆分出來

→

②剩余部分：自由度為零的桿件組

→③再進(jìn)一步拆成更簡單的自由度為零的桿件組

→④直至拆成最簡單的自由度為零的桿件組

→⑤基本桿組（或阿蘇爾桿組），簡稱桿組。

2）

組成機(jī)構(gòu)時：

①根據(jù)需要確定原動件數(shù)→②添加基本桿組（自由度為零）→③再添加基本桿組→④直至組成所需機(jī)構(gòu)（機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)=原動件數(shù)）

3*平面機(jī)構(gòu)的高副低代根據(jù)一定的條件對平面機(jī)構(gòu)中的高副虛擬地用低副來替代，這種以低副代替高副的方法稱為高副低代。條件一：代替前后機(jī)構(gòu)的自由度不變§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析條件二：代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時速度和加速度不變兩個高副元素均為圓弧AO1、BO、OO1均保持不變§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析瞬時替代機(jī)構(gòu)§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析例：機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析本章重點(diǎn)小結(jié)一、構(gòu)件+運(yùn)動副運(yùn)動鏈機(jī)構(gòu)機(jī)架原動件從動件基本桿組三、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制二、運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件：F>0,原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目平面運(yùn)動鏈自由度計(jì)算方法和注意事項(xiàng)§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析本章習(xí)題及練習(xí)§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析P24，2-11.圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（各尺寸由圖上量?。治鍪欠衲軐?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案（要求用機(jī)構(gòu)示意圖表示出來）。A12345題2-11圖§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析A12345題2-11圖解：⑴分析：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，沿著運(yùn)動傳遞的路線，根據(jù)各個活動構(gòu)件參與構(gòu)成運(yùn)動副的情況（兩構(gòu)件組成的運(yùn)動副的類型，取決于兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動關(guān)系），確定表示各個構(gòu)件的符號，再將各個構(gòu)件符號連接起來，就得到機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（或機(jī)構(gòu)示意圖）。構(gòu)件2構(gòu)件3構(gòu)件4§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析A12345題2-11圖題2-11答圖A1，2345a)A1，2345b)μL=1mm/mm⑵分析：是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析中判斷該方案否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，應(yīng)該從以下兩點(diǎn)考慮：①機(jī)構(gòu)自由度是否大于零；②機(jī)構(gòu)原動件的數(shù)目是否等于機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目。因?yàn)闄C(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×4+1)=0可知，該機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖?！?-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析A12345題2-11圖題2-11答圖A1，2345a)A1，2345b)μL=1mm/mm⑶分析修改方案因?yàn)樵瓌蛹臄?shù)目為1，所以修改的思路為：將機(jī)構(gòu)的自由度由0變?yōu)?§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析因此，修改方案應(yīng)有2種。方案1：給機(jī)構(gòu)增加1個構(gòu)件（增加3個獨(dú)立運(yùn)動）和1個低副（增加2個約束），使機(jī)構(gòu)自由度增加1，即由0變?yōu)?。如題2-11答圖c)、d)、e)所示。要使機(jī)構(gòu)自由度=1即F=3n-(2pL+pH)=1方案2：將機(jī)構(gòu)中的1個低副（2個約束）替換為1個高副（1個約束），使機(jī)構(gòu)中的約束數(shù)減少1個，從而使機(jī)構(gòu)自由度增加1，即由0變?yōu)?。如題2-11答圖f)所示?！?-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析A1，2345e)A1，23454?c)A1，23454?d)A1，2345f)題2-11答圖§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析P25，2-16.試計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。圖a、d為齒輪—連桿組合機(jī)構(gòu)；圖b為凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)（圖中在D處為鉸接在一起的兩個滑塊）；圖c為一精壓機(jī)機(jī)構(gòu)。并問在圖d所示機(jī)構(gòu)中，齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是否相同？為什么？題2-16圖ABCD齒輪a)ABCFKDEILJMc)ABCD1234567d)ABCDEFb)§2-6機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析ABCD齒輪a)ABCDEFb)a)分析：