機(jī)構(gòu)的組成與結(jié)構(gòu)PPT課件

1、第第1章章 機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)1.1 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成1.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖1.3 運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件1.4 機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析1.1 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 1.1.1 構(gòu)件構(gòu)件機(jī)構(gòu)：具有確定運(yùn)動的實(shí)物組合體機(jī)構(gòu)：具有確定運(yùn)動的實(shí)物組合體構(gòu)件：構(gòu)件：獨(dú)立影響機(jī)構(gòu)功能，且能獨(dú)獨(dú)立影響機(jī)構(gòu)功能，且能獨(dú)立運(yùn)動的單元體立運(yùn)動的單元體零件：零件：單獨(dú)加工的制造單元體單獨(dú)加工的制造單元體 一個(gè)構(gòu)件一個(gè)構(gòu)件:1)一個(gè)零件一個(gè)零件 2)多個(gè)零件多個(gè)零件1.1.2 運(yùn)動副運(yùn)動副運(yùn)動副：兩個(gè)構(gòu)件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接運(yùn)動副：兩個(gè)

2、構(gòu)件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接兩個(gè)相鄰構(gòu)件直接接觸兩個(gè)相鄰構(gòu)件直接接觸兩者之間允許一定的相對運(yùn)動兩者之間允許一定的相對運(yùn)動機(jī)構(gòu)中每個(gè)構(gòu)件至少與另外一個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接機(jī)構(gòu)中每個(gè)構(gòu)件至少與另外一個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接運(yùn)動副元素：運(yùn)動副元素： 兩個(gè)構(gòu)件上參與接觸構(gòu)成運(yùn)動副的部分（點(diǎn)、線、面）兩個(gè)構(gòu)件上參與接觸構(gòu)成運(yùn)動副的部分（點(diǎn)、線、面）接觸形式：點(diǎn)、線、面接觸形式：點(diǎn)、線、面自由度：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)件自由構(gòu)件(空間空間)：f = 6自由構(gòu)件自由構(gòu)件(平面平面)：f = 3運(yùn)

3、動副每引入一個(gè)約束，構(gòu)件就失去一個(gè)自由度。運(yùn)動副每引入一個(gè)約束，構(gòu)件就失去一個(gè)自由度。一個(gè)運(yùn)動副引入多少約束？取決于運(yùn)動副類型。一個(gè)運(yùn)動副引入多少約束？取決于運(yùn)動副類型。約束：約束：運(yùn)動副對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動所加的限制。運(yùn)動副對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動所加的限制。運(yùn)動副的分類方法：運(yùn)動副的分類方法：1 按照運(yùn)動副的相對運(yùn)動形式分類按照運(yùn)動副的相對運(yùn)動形式分類平面運(yùn)動副、空間運(yùn)動副平面運(yùn)動副、空間運(yùn)動副2 按照運(yùn)動副的接觸形式分類按照運(yùn)動副的接觸形式分類低副（面面）、高副（點(diǎn)線）低副（面面）、高副（點(diǎn)線）4 按照運(yùn)動副接觸部分的幾何形狀分類按照運(yùn)動副接觸部分的幾何形狀分類圓柱副、平面與平面副、球面副、螺旋副、球面

4、與平面副等圓柱副、平面與平面副、球面副、螺旋副、球面與平面副等3 按照運(yùn)動副引入的約束數(shù)目分類按照運(yùn)動副引入的約束數(shù)目分類n 級副級副n = 1, 2 5p 按接觸部分的幾何形狀分類：按接觸部分的幾何形狀分類：p 按接觸形式分類：按接觸形式分類：p 按引入的約束數(shù)目分類：按引入的約束數(shù)目分類：p 按相對運(yùn)動形式分類：按相對運(yùn)動形式分類： 平面運(yùn)動副平面運(yùn)動副低副低副轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副五級副五級副rpp 按接觸部分的幾何形狀分類：按接觸部分的幾何形狀分類：p 按接觸形式分類：按接觸形式分類：p 按引入的約束數(shù)目分類：按引入的約束數(shù)目分類：p 按相對運(yùn)動形式分類：按相對運(yùn)動形式分類： 平面運(yùn)動副平面運(yùn)動

5、副低副低副移動副移動副五級副五級副?p 按接觸形式分類：按接觸形式分類：p 按引入的約束數(shù)目分類：按引入的約束數(shù)目分類：p 按相對運(yùn)動形式分類：按相對運(yùn)動形式分類：p 按接觸部分的幾何形狀分類：按接觸部分的幾何形狀分類：平面運(yùn)動副平面運(yùn)動副高副高副平面高副平面高副四級副四級副1.1.3 運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈：運(yùn)動鏈：兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)n開式運(yùn)動鏈（開鏈開式運(yùn)動鏈（開鏈）n運(yùn)動鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉系統(tǒng)運(yùn)動鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉系統(tǒng)n 閉式運(yùn)動鏈（閉鏈閉式運(yùn)動鏈（閉鏈）n 運(yùn)動鏈的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)運(yùn)動鏈的各構(gòu)件構(gòu)

6、成首末封閉的系統(tǒng)1.1.4 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)機(jī) 構(gòu)：構(gòu)：在運(yùn)動鏈中，如果將某一個(gè)構(gòu)件加以固定，而讓另一在運(yùn)動鏈中，如果將某一個(gè)構(gòu)件加以固定，而讓另一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律相對固定構(gòu)件運(yùn)動時(shí)，如果運(yùn)動鏈個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律相對固定構(gòu)件運(yùn)動時(shí)，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)。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)動鏈機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動的運(yùn)動鏈。機(jī)架機(jī)架原動件原動件從動件從動件低副機(jī)構(gòu)低副機(jī)構(gòu)高副機(jī)構(gòu)高副機(jī)構(gòu)v 閉式鏈機(jī)構(gòu)閉式鏈機(jī)構(gòu)v 開式鏈機(jī)構(gòu)開式鏈機(jī)構(gòu)思考題：思考題：何謂何謂“零件零件”和和“構(gòu)件構(gòu)件”?試舉例說明其區(qū)

7、別。試舉例說明其區(qū)別。“構(gòu)件是由多個(gè)零件組成的構(gòu)件是由多個(gè)零件組成的”，“一個(gè)零件不能成為一個(gè)零件不能成為構(gòu)件構(gòu)件”的說法是否正確的說法是否正確? 構(gòu)件和零件的本質(zhì)區(qū)別是什么構(gòu)件和零件的本質(zhì)區(qū)別是什么?何謂何謂“運(yùn)動副運(yùn)動副”? 滿足什么條件兩個(gè)構(gòu)件間才能構(gòu)成運(yùn)滿足什么條件兩個(gè)構(gòu)件間才能構(gòu)成運(yùn)動副動副? 何謂何謂“運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈”? 具備什么條件，運(yùn)動鏈才具有運(yùn)動的具備什么條件，運(yùn)動鏈才具有運(yùn)動的可能性可能性? 具備什么條件后才具有運(yùn)動的確定性具備什么條件后才具有運(yùn)動的確定性? 具備什具備什么條件，運(yùn)動鏈才能成為機(jī)構(gòu)么條件，運(yùn)動鏈才能成為機(jī)構(gòu)?如何簡要的表達(dá)設(shè)計(jì)思想和運(yùn)動特性？繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪

8、制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖1.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 用國標(biāo)規(guī)定的簡單符號和線條代表用國標(biāo)規(guī)定的簡單符號和線條代表運(yùn)動副運(yùn)動副和和構(gòu)件構(gòu)件，并按一定，并按一定比例比例尺尺表示表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，繪制出表示，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形機(jī)構(gòu)的簡明圖形。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與原機(jī)械具有完全相同運(yùn)動特性。與原機(jī)械具有完全相同運(yùn)動特性。功用：功用：用于現(xiàn)有機(jī)械的分析用于現(xiàn)有機(jī)械的分析用于新機(jī)械原理方案的設(shè)計(jì)用于新機(jī)械原理方案的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)示意圖:不嚴(yán)格按比例繪制的機(jī)構(gòu)簡圖不嚴(yán)格按比例繪制的機(jī)構(gòu)簡圖1.2.1 構(gòu)件與運(yùn)動副的表達(dá)方法構(gòu)件與運(yùn)動副的表達(dá)方法機(jī)架機(jī)架機(jī)架和活動構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接

9、機(jī)架和活動構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動副聯(lián)接 (內(nèi)副內(nèi)副)機(jī)架和活動構(gòu)件通過移動副聯(lián)接機(jī)架和活動構(gòu)件通過移動副聯(lián)接兩個(gè)活動構(gòu)件聯(lián)接兩個(gè)活動構(gòu)件聯(lián)接雙副構(gòu)件雙副構(gòu)件(一個(gè)構(gòu)件和兩個(gè)外副一個(gè)構(gòu)件和兩個(gè)外副)注：點(diǎn)劃線表示與其聯(lián)接的其他構(gòu)件注：點(diǎn)劃線表示與其聯(lián)接的其他構(gòu)件三副構(gòu)件三副構(gòu)件(一個(gè)構(gòu)件和三個(gè)外副一個(gè)構(gòu)件和三個(gè)外副)原動機(jī)原動機(jī)偏心輪偏心輪ab12ba21構(gòu)件構(gòu)件1與機(jī)架：轉(zhuǎn)動副與機(jī)架：轉(zhuǎn)動副a構(gòu)件構(gòu)件1與構(gòu)件與構(gòu)件2：轉(zhuǎn)動副：轉(zhuǎn)動副b擴(kuò)大運(yùn)動副尺寸擴(kuò)大運(yùn)動副尺寸偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)1.2.2 運(yùn)動簡圖的繪制運(yùn)動簡圖的繪制 1. 分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理構(gòu)件構(gòu)件 沿著傳動路線，分析相鄰

10、構(gòu)件之間的相對運(yùn)動沿著傳動路線，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)目關(guān)系，確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目運(yùn)動副運(yùn)動副3. 選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面4. 選擇比例尺，采用選擇比例尺，采用標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的符號和線條符號和線條繪圖繪圖1.2.2 運(yùn)動簡圖的繪制運(yùn)動簡圖的繪制小型壓力機(jī)小型壓力機(jī)編號原則：編號原則：注意區(qū)分位置重疊的不注意區(qū)分位置重疊的不同構(gòu)件和同軸剛性聯(lián)接的多個(gè)零件。同構(gòu)件和同軸剛性聯(lián)接的多個(gè)零件。前者分別編號，后者采用一個(gè)編號，前者分別編號，后者采用一個(gè)編號，加加 以示區(qū)別。以示區(qū)別。 1. 分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理機(jī)構(gòu)組成機(jī)構(gòu)組成動作原理和

11、運(yùn)動情況動作原理和運(yùn)動情況偏心輪偏心輪1 齒輪齒輪1 桿件桿件2 齒輪齒輪6 桿件桿件3 槽凸輪槽凸輪6 桿件桿件4 滑塊滑塊7 壓頭壓頭8原動件原動件執(zhí)行構(gòu)件執(zhí)行構(gòu)件2. 沿著傳動路線，分析相沿著傳動路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對運(yùn)動關(guān)系，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。確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目。轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副移動副移動副平面高副平面高副3. 選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面 選擇原則選擇原則1 1 清楚表達(dá)機(jī)構(gòu)的主體部分；清楚表達(dá)機(jī)構(gòu)的主體部分；2 2 盡可能反映機(jī)構(gòu)的全面運(yùn)動；盡可能反映機(jī)構(gòu)的全面運(yùn)動；3 3 可以選擇其他視圖平面作為補(bǔ)充?？梢赃x擇其他視圖平面作為補(bǔ)充。4

12、. 繪圖繪圖p 選擇機(jī)架選擇機(jī)架p 提取構(gòu)件的運(yùn)動尺寸提取構(gòu)件的運(yùn)動尺寸p 確定比例尺確定比例尺p 選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動中的一個(gè)狀態(tài)選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動中的一個(gè)狀態(tài)p 確定各運(yùn)動副位置，繪圖確定各運(yùn)動副位置，繪圖p 編號：編號：a、b、c 表示運(yùn)動副表示運(yùn)動副 1、2、3 表示構(gòu)件表示構(gòu)件 o1、o2表示固定轉(zhuǎn)軸表示固定轉(zhuǎn)軸p 標(biāo)注原動件運(yùn)動方向標(biāo)注原動件運(yùn)動方向思考題：思考題：1. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖有什么用途？它著重表達(dá)機(jī)構(gòu)的哪些特征？機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖有什么用途？它著重表達(dá)機(jī)構(gòu)的哪些特征？2. 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟是什么？應(yīng)注意哪些事項(xiàng)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟是什么？應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?1.3 運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件運(yùn)動

13、鏈成為機(jī)構(gòu)的條件 運(yùn)動鏈的自由度：運(yùn)動鏈的自由度：確定運(yùn)動鏈中各構(gòu)件相對于其中某一構(gòu)件的位置所需要確定運(yùn)動鏈中各構(gòu)件相對于其中某一構(gòu)件的位置所需要的獨(dú)立參變量的數(shù)目。的獨(dú)立參變量的數(shù)目。 運(yùn)動鏈自由度計(jì)算的一般公式：運(yùn)動鏈自由度計(jì)算的一般公式： f = 6n - 5p5 - 4p4 - 3p3 - 2p2 p1n個(gè)活動構(gòu)件，在無約束的空間有個(gè)活動構(gòu)件，在無約束的空間有6n個(gè)自由度個(gè)自由度1.3.1 運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算pk 個(gè)個(gè) k （k=1,2,3,4,5）級副，共引入級副，共引入5p5 4p4 3p3 2p2 p1約束約束機(jī)架機(jī)架1和活塞和活塞2：圓柱副（：圓柱副（4級副）

14、級副）活塞活塞2和連桿和連桿3：轉(zhuǎn)動副（：轉(zhuǎn)動副（5級副）級副）連桿連桿3和搖桿和搖桿4：球面副（：球面副（3級副）級副）搖桿搖桿4和機(jī)架和機(jī)架1：轉(zhuǎn)動副（：轉(zhuǎn)動副（5級副）級副）自動駕駛儀操作裝置自動駕駛儀操作裝置1.3.1 運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算2314 構(gòu)件數(shù)目：構(gòu)件數(shù)目：n = 4 活動構(gòu)件數(shù)目：活動構(gòu)件數(shù)目：n = 3 運(yùn)動副：運(yùn)動副：p3 = 1 p4 = 1 p5 = 2f = 6n - 5p5 - 4p4 - 3p3 - 2p2 p1 = 63524131 = 11.3.1 運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算具有公共約束數(shù)為具有公共約束數(shù)為q運(yùn)動鏈的自由度：運(yùn)動

15、鏈的自由度： 平面運(yùn)動鏈的公共約束平面運(yùn)動鏈的公共約束q=3，則其自由度：，則其自由度： f = 3n - 2p5 - p4k運(yùn)動副的級別運(yùn)動副的級別公共約束作用下的運(yùn)動鏈自由度公共約束作用下的運(yùn)動鏈自由度12345p4 = 1 p5 = 5n = 4f = 3n - 2p5 p4 = 34 25 1 = 11.3.1 運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算運(yùn)動鏈的自由度計(jì)算例：平面運(yùn)動鏈例：平面運(yùn)動鏈1.3.2 運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件：運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件： 取一個(gè)構(gòu)件相對固定作為機(jī)架，取一個(gè)構(gòu)件相對固定作為機(jī)架，運(yùn)動鏈相對于機(jī)架的自由度必須大于零；運(yùn)動鏈相對于機(jī)架的自由度

16、必須大于零；原動件數(shù)目等于運(yùn)動鏈自由度數(shù)。原動件數(shù)目等于運(yùn)動鏈自由度數(shù)。 滿足此條件的運(yùn)動鏈即成為機(jī)構(gòu)。滿足此條件的運(yùn)動鏈即成為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算可采用運(yùn)動鏈自由度的計(jì)算公式。機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算可采用運(yùn)動鏈自由度的計(jì)算公式。機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動鏈中將某一個(gè)構(gòu)件固定，讓另一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律相對固定構(gòu)件在運(yùn)動鏈中將某一個(gè)構(gòu)件固定，讓另一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件按給定運(yùn)動規(guī)律相對固定構(gòu)件運(yùn)動時(shí)，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)。運(yùn)動時(shí)，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)。1.3.2 運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件（舉例運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件（舉例1）fa =

17、32 - 23 = 0fb = 33 - 25 = -1f 0 運(yùn)動鏈不能運(yùn)動，不成為機(jī)構(gòu)運(yùn)動鏈不能運(yùn)動，不成為機(jī)構(gòu) f = 34 - 25 = 2f 0，但原動件數(shù)目小但原動件數(shù)目小于自由度數(shù)目，運(yùn)動鏈于自由度數(shù)目，運(yùn)動鏈運(yùn)動不確定，不能成為運(yùn)動不確定，不能成為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 f = 33 - 24 = 12 個(gè)原動件個(gè)原動件f 0，但原動件數(shù)目大于但原動件數(shù)目大于自由度數(shù)目，運(yùn)動鏈被破自由度數(shù)目，運(yùn)動鏈被破壞，不能成為機(jī)構(gòu)。壞，不能成為機(jī)構(gòu)。f 0，原動件數(shù)目等于原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目，運(yùn)動鏈?zhǔn)亲杂啥葦?shù)目，運(yùn)動鏈?zhǔn)菣C(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 f = 1 1 個(gè)原動件：活塞個(gè)原動件：活塞 實(shí)現(xiàn)搖桿的往復(fù)擺

18、動實(shí)現(xiàn)搖桿的往復(fù)擺動 f = 1 1 個(gè)原動件個(gè)原動件運(yùn)動鏈已成為機(jī)構(gòu)運(yùn)動鏈已成為機(jī)構(gòu)1.3.2 運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件（舉例運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件（舉例2）1.3.3 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題 問題問題1：復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接所構(gòu)成的運(yùn)動副。聯(lián)接所構(gòu)成的運(yùn)動副。解決方案解決方案k 個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，實(shí)際上構(gòu)成了實(shí)際上構(gòu)成了 ( k-1 ) 個(gè)轉(zhuǎn)動副。個(gè)轉(zhuǎn)動副。 f = 3n - 2p5 p4 = 35 - 27 = 1解決方案解決方案計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，假想滾子和安裝滾

19、子計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，假想滾子和安裝滾子的構(gòu)件固接為一個(gè)整體，成為一個(gè)構(gòu)件的構(gòu)件固接為一個(gè)整體，成為一個(gè)構(gòu)件或在計(jì)算結(jié)果中去除局部自由度或在計(jì)算結(jié)果中去除局部自由度 問題問題2：局部自由度局部自由度 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)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。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。 f = 33 - 23-11 = 2 f = 3n - 2p5 p4 = 32 - 22-11 = 1 問題問題3：虛約束虛約束 在特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運(yùn)動副所引入在特定的幾何條件或結(jié)

20、構(gòu)條件下，某些運(yùn)動副所引入的約束可能與其它運(yùn)動副所起的限制作用是一致的。這的約束可能與其它運(yùn)動副所起的限制作用是一致的。這種種不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。場合一：兩個(gè)構(gòu)件之間形成多個(gè)運(yùn)動副場合一：兩個(gè)構(gòu)件之間形成多個(gè)運(yùn)動副 f = 31 - 22 = -1 解決方案解決方案計(jì)算自由度時(shí)，不考慮虛約束的作用，假定：計(jì)算自由度時(shí)，不考慮虛約束的作用，假定：兩個(gè)構(gòu)件之間只形成一個(gè)運(yùn)動副兩個(gè)構(gòu)件之間只形成一個(gè)運(yùn)動副 f = 31 - 21 = 1等寬凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)兩構(gòu)件組成的多個(gè)平面高副，各接觸點(diǎn)之間的距離為常數(shù)場合二：兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)

21、動中保持不變場合二：兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動中保持不變5ef f = 31 - 22 = -1 ab cd af de點(diǎn)點(diǎn)e、f距離在運(yùn)動過程中始終不變距離在運(yùn)動過程中始終不變 桿式聯(lián)軸器桿式聯(lián)軸器ab場合三：聯(lián)接構(gòu)件和被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合場合三：聯(lián)接構(gòu)件和被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合 f = 31 - 22 = -1場合四：機(jī)構(gòu)中存在不起作用的場合四：機(jī)構(gòu)中存在不起作用的對稱部分對稱部分為了傳遞較大功率，保持機(jī)構(gòu)受力為了傳遞較大功率，保持機(jī)構(gòu)受力平衡，在機(jī)構(gòu)中增加對稱部分平衡，在機(jī)構(gòu)中增加對稱部分 虛約束的引入，一般是為了改善機(jī)構(gòu)受力，虛約束的引入，一般是為了改善機(jī)構(gòu)受力，增大

22、傳遞功率等需求；增大傳遞功率等需求； 計(jì)算自由度時(shí)，不考慮虛約束的作用；計(jì)算自由度時(shí)，不考慮虛約束的作用； 虛約束的成立，要滿足一定的幾何條件或者虛約束的成立，要滿足一定的幾何條件或者結(jié)構(gòu)條件，如果這些條件被破壞，將轉(zhuǎn)化了實(shí)結(jié)構(gòu)條件，如果這些條件被破壞，將轉(zhuǎn)化了實(shí)約束，影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動；約束，影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動； 虛約束問題小結(jié)：虛約束問題小結(jié)：如果需要采用虛約束，必須保證設(shè)計(jì)、加工、裝配精度，以如果需要采用虛約束，必須保證設(shè)計(jì)、加工、裝配精度，以確保滿足虛約束存在的條件。確保滿足虛約束存在的條件。例：計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度例：計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)自由度復(fù)合鉸鏈？復(fù)合鉸鏈？局部自由度？局部自由度？虛約束？虛約束？n

23、 = 7 p4 = 1 p5 = 9f = 37 - 29 1 = 2思考題：思考題：1. 運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件是什么運(yùn)動鏈成為機(jī)構(gòu)的條件是什么?2. 當(dāng)一個(gè)運(yùn)動鏈中的原動件數(shù)目與其自由度數(shù)目當(dāng)一個(gè)運(yùn)動鏈中的原動件數(shù)目與其自由度數(shù)目不一致時(shí)，會出現(xiàn)什么情況？不一致時(shí)，會出現(xiàn)什么情況？3. 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?構(gòu)件構(gòu)件 + 運(yùn)動副運(yùn)動副 運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)1.4 機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 機(jī)架機(jī)架原動件原動件從動件組合從動件組合f = 0基本桿組：基本桿組：最簡單的不可再拆的自由度最簡單的不可再拆的自由度為零的構(gòu)件組，簡稱為桿

24、組。為零的構(gòu)件組，簡稱為桿組。 平面低副桿組自由度平面低副桿組自由度 ： f = 3n - 2p5 = 0p5 = 3n/2 n 只能取偶數(shù)！若干個(gè)基本桿組若干個(gè)基本桿組1.4.1 機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)的組成原理n = 2 p5 = 3 級桿組（雙桿組）級桿組（雙桿組）p5 = n32n = 4 p5 = 6 級桿組級桿組三副構(gòu)件三副構(gòu)件3個(gè)雙副構(gòu)件個(gè)雙副構(gòu)件p5 = n321.4.1 機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)的組成原理：機(jī)構(gòu)的組成原理：若干個(gè)自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動機(jī)和若干個(gè)自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動機(jī)和機(jī)架上構(gòu)成機(jī)構(gòu)；機(jī)構(gòu)的自由度等于原動件的數(shù)目。機(jī)架上構(gòu)成機(jī)構(gòu)；機(jī)

25、構(gòu)的自由度等于原動件的數(shù)目。機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)架機(jī)架原動件原動件若干基本桿組若干基本桿組機(jī)架和原動件機(jī)架和原動件級桿組級桿組 級桿組級桿組四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)八八桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：增加基本桿組。：增加基本桿組。 原則原則：在滿足相同工作要求的前提下，：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。越好，運(yùn)動副數(shù)目越少越好。1.4.2 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 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。和機(jī)架，是機(jī)構(gòu)組成的反過程，又稱為拆桿組。機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析原則：機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析原則： 首先，從傳動關(guān)系上遠(yuǎn)離原動件的部分開始拆分首先，從傳動關(guān)系上遠(yuǎn)離原動件的部分開始拆分 每拆完一個(gè)桿組，剩余的部分仍然是一個(gè)完整機(jī)構(gòu)每拆完一個(gè)桿組，剩余的部分仍然是一個(gè)完整機(jī)構(gòu)試拆時(shí)，先試拆低級別桿組，如試拆時(shí)，先試拆低級別桿組，如ii級桿組級桿組1.4.2 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(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：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以機(jī)構(gòu)中所包含的基本桿組的最高級別原動