平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)分析分析解析課件

§2—4平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)分析

一、平面機(jī)構(gòu)的組成原理構(gòu)件組（F=0）因?yàn)闄C(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：原動(dòng)件數(shù)=F，所以如將機(jī)構(gòu)的機(jī)架和原動(dòng)件（稱為基本機(jī)構(gòu)）與其余構(gòu)件拆分開，則由其余構(gòu)件構(gòu)成的構(gòu)件組的F=0。而這個(gè)F=0的構(gòu)件組，有時(shí)還可以再拆分成更簡(jiǎn)單的F=0的構(gòu)件組。機(jī)構(gòu)（F=1）機(jī)架、原動(dòng)件=+§2—4平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)分析一、平面機(jī)1我們把最后不能再拆的最簡(jiǎn)單的自由度為0的構(gòu)件組稱為基本桿組或阿蘇爾桿組，簡(jiǎn)稱為桿組。∴任何機(jī)構(gòu)都可以看作是由若干個(gè)基本桿組依次聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成的。這就是所謂機(jī)構(gòu)的組成原理。即：任何機(jī)構(gòu)=原動(dòng)件、機(jī)架（F個(gè)）+若干個(gè)基本桿組（F=0）我們把最后不能再拆的最簡(jiǎn)單的自由度為0的構(gòu)件2二、結(jié)構(gòu)分類

機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類是根據(jù)桿組的不同組成形態(tài)進(jìn)行的。1、組成桿組的條件：

F=3n-（2PL+PH）=0如在基本桿組中的運(yùn)動(dòng)副全部為低副（如有高副，可用高副低代的方法），則：3n-2PL=0或n=2/3PL∵n、PL都須整數(shù)∴n應(yīng)是2的倍數(shù)，而PL應(yīng)是3的倍數(shù)。n246…PL369…即：二、結(jié)構(gòu)分類機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類是根據(jù)桿組的不同組成形態(tài)進(jìn)行的。32、桿組的級(jí)別

1）Ⅱ級(jí)桿組：由2個(gè)構(gòu)件、3個(gè)低副構(gòu)成的基本桿組。Ⅱ級(jí)桿組是最簡(jiǎn)單的、應(yīng)用最多的基本桿組，絕大多數(shù)的機(jī)構(gòu)都是由Ⅱ級(jí)桿組構(gòu)成的。Ⅱ級(jí)桿組有5種不同的類型（如圖2-32）：a）RRRb）RRPc）RPRd）PRPe）PPR2、桿組的級(jí)別1）Ⅱ級(jí)桿組：由2個(gè)構(gòu)件、3個(gè)低副構(gòu)成的基本42）Ⅲ級(jí)桿組：由4個(gè)構(gòu)件、6個(gè)低副構(gòu)成的基本桿組，而且都有一個(gè)包含3個(gè)低副的構(gòu)件。Ⅲ級(jí)桿組有3種結(jié)構(gòu)形式，如圖2-33所示。至于較Ⅲ級(jí)桿組更高級(jí)的基本桿組，因在實(shí)際機(jī)構(gòu)中很少遇到，此處就不再列舉了。2）Ⅲ級(jí)桿組：由4個(gè)構(gòu)件、6個(gè)低副構(gòu)成的基本桿組，而且都有一53、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類

機(jī)構(gòu)的級(jí)別是根據(jù)所含桿組的最高級(jí)別來分類的。1）Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)：由最高級(jí)別為Ⅱ級(jí)桿組的基本桿組構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；2）Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)：由最高級(jí)別為Ⅲ級(jí)桿組的基本桿組構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；3）Ⅰ級(jí)機(jī)構(gòu)：只由機(jī)架和原動(dòng)件而構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，如杠桿、斜面機(jī)構(gòu)。注意：根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成原理，在進(jìn)行新機(jī)械方案設(shè)計(jì)時(shí)，就可以按設(shè)計(jì)要求把桿組加到原有機(jī)構(gòu)上，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。但設(shè)計(jì)中必須遵循一個(gè)原則：在滿足相同工作要求的前提下，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單、桿組的級(jí)別越低、構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目越少越好。3、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類機(jī)構(gòu)的級(jí)別是根據(jù)所含桿組的最高級(jí)別來分類6三、結(jié)構(gòu)分析

1、目的：是把機(jī)構(gòu)拆分成桿組，然后判斷桿組的級(jí)別，并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。2、方法、步驟1）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度（真正去除機(jī)構(gòu)中的虛約束和局部自由度），并確定原動(dòng)件。如含有高副，用高副低代；2）從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始拆桿組；先試拆Ⅱ級(jí)桿組，若不行，再拆Ⅲ級(jí)桿組、Ⅳ級(jí)桿組…，直至全部桿組拆出，最后只剩下原動(dòng)件和機(jī)架。拆桿原則：每拆出一個(gè)桿組后，留下的部分仍應(yīng)是一個(gè)與原機(jī)構(gòu)有相同自由度的機(jī)構(gòu)，直至全部桿組拆出，只剩下原動(dòng)件和機(jī)架。3）根據(jù)所拆桿組的最高級(jí)別決定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。三、結(jié)構(gòu)分析1、目的：是把機(jī)構(gòu)拆分成桿組，然后判斷桿組的級(jí)7例：計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組和判斷機(jī)構(gòu)的級(jí)別。解：F=3n-（2PL+PH-P′）-F′=3×10-(2×14+0-0)-0=2n=10，PL=14，PH=0，F(xiàn)′=0，P′=05、6組成Ⅱ級(jí)桿組；4、7組成Ⅱ級(jí)桿組；8、9組成Ⅱ級(jí)桿組；2、3組成Ⅱ級(jí)桿組；∴此機(jī)構(gòu)是Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)例：計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組和判斷機(jī)8小結(jié)：通過本章的學(xué)習(xí)，要求：1、會(huì)繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，應(yīng)該表達(dá)出：構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類型、運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置、原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等；而不需表達(dá)：構(gòu)件的外形（高副的輪廓形狀除外）、斷面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目及固聯(lián)方式、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造。2、會(huì)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度，正確判斷復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束。3、