機(jī)械原理第章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

第一章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析§1－1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的§1－2機(jī)構(gòu)的組成§1－3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§1－4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件§1－5平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算§1－6自由度計(jì)算中的特殊問(wèn)題§1－7機(jī)構(gòu)的組成原理及其結(jié)構(gòu)分類§1－1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的1.研究機(jī)構(gòu)的組成及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件目的是2.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類不同的機(jī)構(gòu)都有各自的特點(diǎn)，把各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)加以分類，其目的是按其分類建立運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析的一般方法。3.繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖目的是為運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析作準(zhǔn)備?！鍣C(jī)構(gòu)包含哪幾個(gè)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(duì)運(yùn)動(dòng)？這對(duì)于設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)顯得尤其重要。4.研究機(jī)構(gòu)的組成原理目的是搞清楚按何種規(guī)律組成的機(jī)構(gòu)能滿足運(yùn)動(dòng)確定性的要求。機(jī)構(gòu)有簡(jiǎn)有繁，構(gòu)件有多有少，而運(yùn)動(dòng)確定是它們的共同特征。研究的名詞術(shù)語(yǔ)解釋:1.構(gòu)件(Link)－獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元

內(nèi)燃機(jī)中的連桿§1－2機(jī)構(gòu)的組成作者：潘存云教授內(nèi)燃機(jī)連桿套筒連桿體螺栓墊圈螺母軸瓦連桿蓋零件(part)－獨(dú)立的制造單元2.運(yùn)動(dòng)副a)兩個(gè)構(gòu)件、b)直接接觸、c)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副元素－直接接觸的部分（點(diǎn)、線、面）例如：凸輪、齒輪齒廓、活塞與缸套等。定義：運(yùn)動(dòng)副－－兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。三個(gè)條件，缺一不可作者：潘存云教授用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)后，彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到某些約束.空間任一構(gòu)件在用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)前有六個(gè)獨(dú)立的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件2xzy構(gòu)件1O轉(zhuǎn)動(dòng)副作者：潘存云教授運(yùn)動(dòng)副的分類：1)按引入的約束數(shù)分有：I級(jí)副II級(jí)副III級(jí)副I級(jí)副、II級(jí)副、III級(jí)副、IV級(jí)副、V級(jí)副。2)按相對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍分有：平面運(yùn)動(dòng)副－平面運(yùn)動(dòng)(Plannarkinematicpair)平面機(jī)構(gòu)－全部由平面運(yùn)動(dòng)副組成的機(jī)構(gòu)。IV級(jí)副例如：球鉸鏈、拉桿天線、螺旋、生物關(guān)節(jié)?？臻g運(yùn)動(dòng)副－空間運(yùn)動(dòng)(Spatialkinematicpair)V級(jí)副1V級(jí)副2IV級(jí)副兩者關(guān)聯(lián)空間機(jī)構(gòu)－至少含有一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)?！?－1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的1.研究機(jī)構(gòu)的組成及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件目的是2.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類3.繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖4.研究機(jī)構(gòu)的組成原理名詞術(shù)語(yǔ)解釋:1.構(gòu)件(Link)－獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元

§1－2機(jī)構(gòu)的組成零件(part)－獨(dú)立的制造單元2.運(yùn)動(dòng)副a)兩個(gè)構(gòu)件、b)直接接觸、c)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副元素－直接接觸的部分（點(diǎn)、線、面）定義：運(yùn)動(dòng)副－－兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。3)按運(yùn)動(dòng)副元素分有：①高副(highpair)－點(diǎn)、線接觸，應(yīng)力高。②低副(lowerpair)－面接觸，應(yīng)力低。例如：滾動(dòng)副、凸輪副、齒輪副等。例如：轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副）、移動(dòng)副。121212212121運(yùn)動(dòng)副表示示方法轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副用規(guī)定符號(hào)號(hào)代表運(yùn)動(dòng)動(dòng)副常用運(yùn)動(dòng)副副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副名稱運(yùn)動(dòng)副符號(hào)號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件件構(gòu)成的運(yùn)運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副12121212121212121212121212兩構(gòu)件之一一為固定時(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)副副122121平面運(yùn)動(dòng)副副平面高副螺旋副21121221211212球面副球銷(xiāo)副121212空間運(yùn)動(dòng)副副121212一般構(gòu)件的的表示方法法桿、軸構(gòu)件件固定構(gòu)件同一構(gòu)件用線條和簡(jiǎn)簡(jiǎn)單圖形代代表構(gòu)件三副構(gòu)件兩副構(gòu)件一般構(gòu)件的的表示方法法運(yùn)動(dòng)鏈－兩兩個(gè)以上的的構(gòu)件通過(guò)過(guò)運(yùn)動(dòng)副的的聯(lián)接而構(gòu)構(gòu)成的可動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)。注意事項(xiàng):作者：潘存云教授畫(huà)構(gòu)件時(shí)應(yīng)應(yīng)撇開(kāi)構(gòu)件件的實(shí)際外外形，而只只考慮運(yùn)動(dòng)動(dòng)副的性質(zhì)質(zhì)。閉式鏈(Closechain)3.運(yùn)運(yùn)動(dòng)鏈(Kinematicchain)作者：潘存云教授開(kāi)式鏈(Openchain)若干1個(gè)或幾個(gè)1個(gè)4.機(jī)構(gòu)構(gòu)定義：具有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)鏈稱為機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)。機(jī)架－作為參考考系的構(gòu)件件，如機(jī)床床身身、車(chē)輛底底盤(pán)、飛機(jī)機(jī)機(jī)身。機(jī)構(gòu)的組成成：機(jī)構(gòu)＝機(jī)架＋原原動(dòng)件＋從從動(dòng)件機(jī)構(gòu)是由若若干構(gòu)件經(jīng)經(jīng)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)聯(lián)接而成的的，很顯然然，機(jī)構(gòu)歸歸屬于運(yùn)動(dòng)動(dòng)鏈，那么么，運(yùn)動(dòng)鏈鏈在什么條條件下就能能稱為機(jī)構(gòu)構(gòu)呢？即各各部分運(yùn)動(dòng)動(dòng)確定。分分別用四桿桿機(jī)構(gòu)和五五桿機(jī)構(gòu)模模型演示得得出如下結(jié)結(jié)論：在運(yùn)動(dòng)鏈中中，如果以以某一個(gè)構(gòu)構(gòu)件作為參參考坐標(biāo)系系，當(dāng)其中中另一個(gè)（（或少數(shù)幾幾個(gè)）構(gòu)件件相對(duì)于該該坐標(biāo)系按按給定的運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其其余所有的的構(gòu)件都能能得到確定定的運(yùn)動(dòng)，，那么，該該運(yùn)動(dòng)鏈便便成為機(jī)構(gòu)構(gòu)。原（主）動(dòng)動(dòng)件－按給定運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件件。從動(dòng)件－其余可動(dòng)動(dòng)構(gòu)件。1234θ1§2－3平平面機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖－用以說(shuō)明明機(jī)構(gòu)中各各構(gòu)件之間間的相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的的簡(jiǎn)單圖形形。(用線條和簡(jiǎn)簡(jiǎn)單圖形代代表構(gòu)件，，用規(guī)定符符號(hào)代表運(yùn)運(yùn)動(dòng)副，按按比例作出出的圖形。。)作用：1.表示機(jī)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和和運(yùn)動(dòng)情況況。機(jī)構(gòu)示意圖圖－不按比比例繪制的的簡(jiǎn)圖現(xiàn)摘錄了部部分GB4460－84機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖如下表表。2.作為運(yùn)運(yùn)動(dòng)分析和和動(dòng)力分析析的依據(jù)。。常用機(jī)構(gòu)運(yùn)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符符號(hào)在機(jī)架上的電機(jī)齒輪齒條傳動(dòng)帶傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)圓柱蝸桿蝸輪傳動(dòng)凸輪傳動(dòng)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖應(yīng)滿足的條條件：1.構(gòu)件數(shù)數(shù)目與實(shí)際際相同2.運(yùn)動(dòng)副副的性質(zhì)、、數(shù)目與實(shí)實(shí)際相符3.運(yùn)動(dòng)副副之間的相相對(duì)位置以以及構(gòu)件尺尺寸與實(shí)際際機(jī)構(gòu)成比例。棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖順口溜：先兩頭，后后中間，從從頭至尾走走一遍，數(shù)數(shù)構(gòu)件是是多少，再再看它們?cè)踉跸嗦?lián)。步驟：1.運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)械，搞清清楚運(yùn)動(dòng)副副的性質(zhì)、、數(shù)目和構(gòu)構(gòu)件數(shù)目；；4.檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)構(gòu)是否滿足足運(yùn)動(dòng)確定定的條件。。2.測(cè)量各各運(yùn)動(dòng)副之之間的尺寸寸，選投影影面（運(yùn)動(dòng)動(dòng)平面）。。3.按比例例繪制運(yùn)動(dòng)動(dòng)簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖比例尺尺：μl=實(shí)際尺寸寸m/圖上長(zhǎng)長(zhǎng)度mm思路：先定原動(dòng)部分和和工作部分分（一般位于于傳動(dòng)線路路末端），，弄清運(yùn)動(dòng)動(dòng)傳遞路線線，確定構(gòu)構(gòu)件數(shù)目及及運(yùn)動(dòng)副的的類型，并并用符號(hào)表表示出來(lái)。。舉例：繪制破碎機(jī)和偏心泵的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)簡(jiǎn)圖。鱷式破碎機(jī)機(jī)等同作者：潘存存云教授1234繪制圖示偏心泵的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖偏心泵作者：潘存存云教授§2－4機(jī)機(jī)構(gòu)具有有確定運(yùn)動(dòng)動(dòng)的條件給定θ1＝θ1（t）一個(gè)獨(dú)立參參數(shù)S3＝S3(t)，唯一確定，，該機(jī)構(gòu)僅需要一一個(gè)獨(dú)立參參數(shù)。若僅給定θθ1＝θ1（t）,則則θ2θ3θ4均不能唯一一確定。若若同時(shí)給定定θ1和θ4，則θ3θ2能唯一確定定，該機(jī)構(gòu)構(gòu)需要兩個(gè)個(gè)獨(dú)立參數(shù)數(shù)。θ4S3123S’3θ11234θ1曲柄滑塊機(jī)機(jī)構(gòu)五桿機(jī)構(gòu)1個(gè)原動(dòng)件件2個(gè)原動(dòng)件件有無(wú)確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)？定義：保證機(jī)構(gòu)具具有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所必必須給定的的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參參數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由由度(Freedom，F(xiàn))。原動(dòng)件－能獨(dú)立運(yùn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件件?！咭粋€(gè)原動(dòng)動(dòng)件只能提提供一個(gè)獨(dú)獨(dú)立參數(shù)∴機(jī)構(gòu)具有有確定運(yùn)動(dòng)動(dòng)的條件為為：自由度＝原原動(dòng)件數(shù)≠0§2－5平平面機(jī)構(gòu)構(gòu)自由度的的計(jì)算作平面運(yùn)動(dòng)動(dòng)的剛體在在平面上的的位置需要要三個(gè)獨(dú)立立的參數(shù)（x，y,θ）才能唯一確確定。yxθ(x,y)F=3單個(gè)自由構(gòu)構(gòu)件的自由由度為自由構(gòu)件的自由度數(shù)運(yùn)動(dòng)副自自由度數(shù)約約束束數(shù)回轉(zhuǎn)副1（θ）+2（x，y）=3yx12Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2結(jié)論：構(gòu)件自由度度＝3－約約束數(shù)移動(dòng)副1（x））+2（y，θ）=3高副副2（x,θ）+1（y））=3θ構(gòu)件經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相相聯(lián)后，由由于有約束（R），自自由度會(huì)變變化：＝自由構(gòu)件件的自由度度數(shù)－約束束數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)數(shù)n計(jì)算公式：：F=3n－－(2PL+Ph)要求：記住住上述公式式，并能熟熟練應(yīng)用。。構(gòu)件總自由由度低副約束數(shù)數(shù)高副約束數(shù)數(shù)3×n2×PL1×Ph推廣到一般般：PL=4,PH=1,F=0n=3,n=2,PL=3,F=0231123ACB4Dn=3,PL=5,F==-1B2C4ADE13結(jié)論：機(jī)機(jī)構(gòu)可能運(yùn)運(yùn)動(dòng)的條件件是:機(jī)機(jī)構(gòu)自由度度數(shù)F≥1。例題①計(jì)算曲柄滑滑塊機(jī)構(gòu)的的自由度。。解：活動(dòng)構(gòu)構(gòu)件數(shù)n=3低副數(shù)PL=4F=3n－－2PL－PH=3×3－－2××4=1高副數(shù)PH=0S31234具有確定原原動(dòng)條件：：原動(dòng)件數(shù)數(shù)=1機(jī)構(gòu)可能運(yùn)動(dòng)且具有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)的條件為：：2、自由度度＝原動(dòng)件件數(shù)1、機(jī)構(gòu)自自由度數(shù)F≥1。例題②計(jì)算五桿鉸鉸鏈機(jī)構(gòu)的的自由度解：活動(dòng)構(gòu)構(gòu)件數(shù)n=4低副數(shù)PL=5F=3n－－2PL－PH=3×4－－2××5=2高副數(shù)PH=01234θ1具有確定原原動(dòng)條件：：原動(dòng)件數(shù)數(shù)=2例題③計(jì)算圖示凸凸輪機(jī)構(gòu)的的自由度。。解：活動(dòng)構(gòu)構(gòu)件數(shù)n=2低副數(shù)PL=2F=3n－－2PL－PH=3×2－2×2－1=1高副數(shù)PH=1123具有確定定原動(dòng)條條件：原原動(dòng)件數(shù)數(shù)=1平面機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖步驟：1.運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)機(jī)械，，搞清楚楚運(yùn)動(dòng)副副的性質(zhì)質(zhì)、數(shù)目目和構(gòu)件件數(shù)目；；4.檢驗(yàn)驗(yàn)機(jī)構(gòu)是是否滿足足運(yùn)動(dòng)確確定的條條件。2.測(cè)量量各運(yùn)動(dòng)動(dòng)副之間間的尺寸寸，選投投影面（（運(yùn)動(dòng)平平面）。。3.按比比例繪制制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖。簡(jiǎn)圖比例例尺：μl=實(shí)際尺尺寸m/圖圖上長(zhǎng)長(zhǎng)度mm機(jī)構(gòu)具有有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)的條條件機(jī)構(gòu)可能運(yùn)動(dòng)動(dòng)且具有確定定運(yùn)動(dòng)的條件為為：2、自由由度＝原原動(dòng)件數(shù)數(shù)1、機(jī)構(gòu)構(gòu)自由度度數(shù)F>=1。?；顒?dòng)構(gòu)件件數(shù)n計(jì)算公式式：F=3n－(2PL+Ph)構(gòu)件總自自由度低副約束束數(shù)高副約束束數(shù)3×n2×PL1×Ph自由度計(jì)計(jì)算中的的特殊問(wèn)問(wèn)題§2－6自自由由度計(jì)算算中的特特殊問(wèn)題題作者：潘存云教授12345678ABCDEF例題④計(jì)算圖示示圓盤(pán)鋸機(jī)機(jī)構(gòu)的自由度度。解：活動(dòng)動(dòng)構(gòu)件數(shù)數(shù)n=7低副數(shù)PL=6F=3n－2PL－PH高副數(shù)PH=0=3×7－2×6－0=9計(jì)算結(jié)果果肯定不不對(duì)！構(gòu)件數(shù)不不會(huì)錯(cuò)，，肯定是是低副數(shù)數(shù)目搞錯(cuò)錯(cuò)了！1.復(fù)合合鉸鏈－－兩個(gè)個(gè)以上的的構(gòu)件在在同一處處以轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副相聯(lián)聯(lián)。計(jì)算：m個(gè)構(gòu)件件,有m－1轉(zhuǎn)動(dòng)副副。兩個(gè)低副副上例：在在B、C、、D、E四處應(yīng)各各有2個(gè)運(yùn)動(dòng)副副。例題④重新計(jì)算算圖示圓圓盤(pán)鋸機(jī)機(jī)構(gòu)的自自由度。。解：活動(dòng)動(dòng)構(gòu)件數(shù)數(shù)n=7低副數(shù)PL=10F=3n－2PL－PH=3×7－2×10－0=1可以證明明：F點(diǎn)點(diǎn)的軌跡跡為一直直線。12345678ABCDEF作者：潘存云教授圓盤(pán)鋸機(jī)機(jī)構(gòu)具有確定定原動(dòng)條條件：原原動(dòng)件數(shù)數(shù)=1⑥計(jì)算圖圖示兩種種凸輪機(jī)機(jī)構(gòu)的自自由度。。解：n=3，PL=3，F(xiàn)=3n－2PL－PH=3×3－2×3－1=2PH=1對(duì)于右邊邊的機(jī)構(gòu)構(gòu)，有：：F=3×2－2×2－1=1事實(shí)上，，兩個(gè)機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)相同同，且F=11231232.局部部自由度度F=3n－2PL－PH－FP=3×3－2×3－1－1=1本例中局局部自由由度FP=1或計(jì)算時(shí)時(shí)去掉滾滾子和鉸鉸鏈：F=3×2－2×2－1=1定義：構(gòu)件局部部運(yùn)動(dòng)所所產(chǎn)生的的自由度度。出現(xiàn)在加加裝滾子子的場(chǎng)合合，計(jì)算算時(shí)應(yīng)去去掉Fp。滾子的作作用：滑動(dòng)摩擦擦滾動(dòng)摩摩擦。123123作者：潘潘存云教教授解：n=4，PL=6，F(xiàn)=3n－2PL－PH=3×4－2×6=0PH=03.虛約約束(redundantconstraint)－－對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)實(shí)際際不起作作用的約約束。計(jì)算自由由度時(shí)應(yīng)應(yīng)去掉虛虛約束。?！逨E＝AB＝＝CD且且互相相平行，，故增加構(gòu)構(gòu)件4前前后E點(diǎn)點(diǎn)的軌跡跡都是以以F為圓圓心的圓圓。增加的約約束不起起作用，，應(yīng)去掉掉構(gòu)件4。⑦已知：AB＝CD＝EF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。1234ABCDEF作者：潘潘存云教教授重新計(jì)算算：n=3,PL=4,PH=0F=3n－2PL－PH=3×3－2×4=1特別注意意：此例例存在虛虛約束的的幾何條條件是：：1234ABCDEF4F⑦已知：AB＝CD＝EF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。AB＝CD＝EF虛約束作者：潘潘存云教教授出現(xiàn)虛約約束的場(chǎng)場(chǎng)合：1.兩構(gòu)構(gòu)件聯(lián)接接前后，，聯(lián)接點(diǎn)點(diǎn)的軌跡跡重合，，2.兩構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成成多個(gè)移移動(dòng)副，，且導(dǎo)路路平行。。如平行四邊邊形機(jī)構(gòu)構(gòu)，火車(chē)輪橢圓儀等。(需要證證明)ABCDAD=BD=DC2CAB134F=3××3－－2×4=1作者：潘潘存云教教授4.運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，兩兩構(gòu)件上上的兩點(diǎn)點(diǎn)距離始始終不變變。3.兩構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成成多個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)副，，且同軸軸。5.對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)不起起作用的的對(duì)稱部部分。如如多個(gè)行行星輪。。EF作者：潘存云教授作者：潘潘存云教教授作者：潘潘存云教教授作者：潘存云教授6.兩構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成成高副，，兩處接接觸，且且法線重重合。如等寬凸輪輪W注意：法線不重重合時(shí)，，變成實(shí)實(shí)際約束束！AA’n1n1n2n2n1n1n2n2A’A虛約束的的作用：：①改善構(gòu)構(gòu)件的受受力情況況，如多多個(gè)行星星輪。②增加機(jī)機(jī)構(gòu)的剛剛度，如如軸與軸軸承、機(jī)機(jī)床導(dǎo)軌軌。③使機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)順順利，避避免運(yùn)動(dòng)動(dòng)不確定定，如車(chē)車(chē)輪。注意：各種出現(xiàn)現(xiàn)虛約束束的場(chǎng)合合都是有有條件的的!作者：潘潘存云教教授作者：潘潘存云教教授B2I9C3A1J6H87DE4FG5⑧計(jì)算圖圖示包裝裝機(jī)送紙紙機(jī)構(gòu)的的自由度度。分析：活動(dòng)構(gòu)件件數(shù)n：：A1B2I9C3J6H87DE4FG592個(gè)低副復(fù)合鉸鏈鏈:局部自由由度2個(gè)虛約束:1處I8去掉局部部自由度度和虛約約束后：：

n=6PL=7F=3n－2PL－PH=3×6－2×7－3=1PH=3§2－7機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的組成成原理及及其結(jié)構(gòu)構(gòu)分類一、機(jī)構(gòu)構(gòu)的組成成原理a)原動(dòng)件作作移動(dòng)(如直線線電機(jī)、、流體壓力力作動(dòng)筒筒)。b)原動(dòng)件作作轉(zhuǎn)動(dòng)(如電動(dòng)動(dòng)機(jī))。。1.基本機(jī)構(gòu)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)構(gòu)：由一個(gè)原原動(dòng)件和和機(jī)架組組成的雙雙桿機(jī)構(gòu)構(gòu)。F=1F=021212.基本本桿組機(jī)構(gòu)具有有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)的條條件是原動(dòng)件數(shù)數(shù)＝自由由度。F=1F=0現(xiàn)設(shè)想將將機(jī)構(gòu)中中的原動(dòng)動(dòng)件和機(jī)機(jī)架拆分分出來(lái)，，則原動(dòng)動(dòng)件與機(jī)機(jī)架構(gòu)成成了基本本機(jī)構(gòu)，，其F＝1。剩下的的構(gòu)件組組必有F＝0。將構(gòu)件件組繼續(xù)續(xù)拆分成成更簡(jiǎn)單單F＝0的構(gòu)件組組，直到到不能再再拆為止止。2134ABCDEF561A6F=1F=0F=0234BCDEF5F=3××5-2×7=1F=023BCDE4F5桿組定義：不可再分解的自由度為零的構(gòu)件組稱為基本桿組，簡(jiǎn)稱桿組。內(nèi)端副－－桿組組內(nèi)部相相聯(lián)。外端副－－與組組外構(gòu)件件相聯(lián)。。推論：任何一個(gè)個(gè)平面機(jī)機(jī)構(gòu)都可可以認(rèn)為為是在基基本機(jī)構(gòu)構(gòu)的基礎(chǔ)上，，依次添添加若干干個(gè)桿組組所形成成的。機(jī)構(gòu)的組組成原理理：機(jī)構(gòu)＝基基本機(jī)構(gòu)構(gòu)＋基本本桿組結(jié)論：該機(jī)構(gòu)包包含一個(gè)個(gè)基本機(jī)機(jī)構(gòu)和兩兩個(gè)基本本桿組，，換句話說(shuō)，，將兩個(gè)個(gè)基本桿桿組添加加到基本本機(jī)構(gòu)上上，構(gòu)成了該該六桿機(jī)機(jī)構(gòu)。二、結(jié)構(gòu)構(gòu)分類設(shè)基本桿桿組中有有n個(gè)構(gòu)件，，則由條條件F＝0有：F＝3n－2PL－Ph＝0低副機(jī)構(gòu)構(gòu)中Ph＝0，，如果機(jī)機(jī)構(gòu)中含含有高副副，要將將高副低低代，使使Ph＝0，，故PL＝3n/2∵PL為整數(shù)，，∴n只能能取偶數(shù)數(shù)。n＝24n>4已無(wú)實(shí)例了了!PL＝36n=2的桿組稱為為Ⅱ級(jí)組－－應(yīng)用最最廣而又最最簡(jiǎn)單的基基本桿組。。共有5種類型型n=4（PL＝6）的桿組有以以下四種類類型:以上三種形形式稱為Ⅲ級(jí)組。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：其中一一個(gè)構(gòu)件有有三個(gè)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副。典型Ⅱ級(jí)組組：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：：有兩個(gè)三副副桿，且4個(gè)構(gòu)件構(gòu)構(gòu)成四邊形形結(jié)構(gòu)。第四種形式式稱為IV級(jí)組。機(jī)構(gòu)構(gòu)命命名名方方式式：：按所所含含最最高高桿桿組組級(jí)級(jí)別別命命名名，，如如Ⅱ級(jí)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)，Ⅲ級(jí)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)等。。n=4（PL＝6））的桿桿組組必須須強(qiáng)強(qiáng)調(diào)調(diào)指指出出：：1.桿桿組組的的各各個(gè)個(gè)外外端端副副不不可可以以同同時(shí)時(shí)加加在在同同一一個(gè)個(gè)構(gòu)構(gòu)件件上上，，否否則則將將成成為為剛剛體體。。如如：：2.機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的級(jí)級(jí)別別與與原原動(dòng)動(dòng)件件的的選選擇擇有有關(guān)關(guān)。。舉例例：：將圖圖示示八八桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)拆拆分分成成基基本本機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)和和基基本本桿桿組組。。71324568Ⅲ級(jí)級(jí)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)35或Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)7132456853本章章重重點(diǎn)點(diǎn)：：?機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖圖的的測(cè)測(cè)繪繪方方法法。。?自自由由度度的的計(jì)計(jì)算算。。?機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的組組成成原原理理。。A[例]計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度：2CB13DE5647局部自由度機(jī)構(gòu)構(gòu)具具有有確確定定運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),因因?yàn)闉橹髦鲃?dòng)件件數(shù)數(shù)等等于于機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)自自由由度度數(shù)數(shù)F。。EABCDOFGHn=7PL=10,PH=0PL=8,PH=1n=6虛約束1)HD為虛約束束F=3×9-2×13=1REDUNDANTREDUNDANTACBDHIJ為為虛約束F=3×7-2×10=12)JG，GC為為虛約束F=3×9-2×13=1CGHFIJK為虛虛約束F=3×5-2×7=1精密壓床（1）（2）ECAB1DFG2345678HI作業(yè)：小型壓力機(jī)機(jī)機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§1－1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分分析的內(nèi)容容及目的1.研究機(jī)機(jī)構(gòu)的組成成及其具有有確定運(yùn)動(dòng)動(dòng)的條件目的是2.按結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分分類3.繪制機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖4.研究機(jī)機(jī)構(gòu)的組成成原理名詞術(shù)語(yǔ)解解釋:1.構(gòu)件(Link)－獨(dú)立的運(yùn)運(yùn)動(dòng)單元§1－2機(jī)機(jī)構(gòu)的組成成零件(part)－獨(dú)立的制制造單元2.運(yùn)動(dòng)副副a)兩個(gè)構(gòu)構(gòu)件、b)直接接接觸、c)有相對(duì)對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副元素素－直接接接觸的部分分（點(diǎn)、線線、面）定義：運(yùn)動(dòng)副－－－兩個(gè)構(gòu)件件直接接觸觸組成的