平面机构的结构分析

第一章

平面机构的结构分析机械工程学院

1内容平面机构运动简图的识别平面连杆机构的结构分析2Review机构、运动副机构的运动简图、运动简图的构成绘制机构运动简图的方法和步骤平面机构自由度的计算公式

F=3n-(2PL+Ph)平面机构具有确定运动的条件1.1平面机构运动简图的识别3局部自由度和虚约束局部自由度：机构中某构件所具有的与其它构件运动无关的自由度。1.1平面机构运动简图的识别4虚约束：机构中某运动副或某些运动副与构件的组合所形成的约束与其他约束重复而不再起作用，则这类约束称为虚约束。K个构件组成（k-1）个同轴线的转动副（或同方位的移动副），多余的转动副（移动副）存在虚约束。1.1平面机构运动简图的识别5在沿周向配置多个行星轮的机构中存在虚约束2H2H55114蓝色行星轮对称配置于中心轮1和5之间，存在需约束1.1平面机构运动简图的识别6在某些具有特定几何条件的机构中存在虚约束1.1平面机构运动简图的识别72H2H55114R14R4HR45R1H-复合铰链8高副与低副间的转换永久替代瞬时替代Position1Position21.1平面机构运动简图的识别9平面低副的几何性质移动副的几何性质组成移动副两元素的包容面（滑槽）与被包容面（滑块、滑杆）可以对调，运动副特性不变O1AO3124O1AO3123O1AO31234包容面与被包容面对调高副低代1.1平面机构运动简图的识别10组成移动副的方位线可以任意平移，而不影响该运动副的特性O1AO31234B1.1平面机构运动简图的识别O1AO31234C11组成移动副的方位线可以任意平移，而不影响该运动副的特性1.1平面机构运动简图的识别12三个构件可组成同方位的两个移动副O1O3AB1234561.1平面机构运动简图的识别O1O3AB123456O1O3AB12345613转动副的几何性质

转动副的运动特性取决于相对回转中心；只要这个中心在成副构件上的位置不变，则组成该副的两元素可按同一比例任意扩大或缩小。1.1平面机构运动简图的识别14基本杆组：不能再拆分的自由度为零的低副构件组合n=2PL/3n=2，4，6，…PL=3，6，9，…基本杆组的级别：取决于基本杆组中包含的封闭多边形的最多边数。杆组具有运动确定性和静力确定性。回顾：机构的组成原理主动件-基本干组1.2平面连杆机构的结构分析15两个构件三个低副组成II级杆组1.2平面连杆机构的结构分析16四个构件六个低副组成III级杆组或IV级杆组III级杆组IV级杆组1.2平面连杆机构的结构分析17主动件为连架杆的平面连杆机构1.2平面连杆机构的结构分析18

例题1.画机构运动简图，并分析当构件1和4分别为主动件时机构的级别1.2平面连杆机构的结构分析19

例题2.如图所示冷扎机飞剪传动连杆机构，分析机构的级别1.2平面连杆机构的结构分析20主动件为非连架杆的平面连杆机构含液压气动元件的平面连杆机构1.2平面连杆机构的结构分析21在基本杆组中引进液压气动元件而形成的“杆组”的自由度等于气（液）缸数。这种平面连杆机构可以认为由基本杆组和包含液压气动元件的“杆组”，依次联接到运动已经确定的一个或几个构件（包括机架）上去的方法来组成。1.2平面连杆机构的结构分析22

含气动液压元件的“杆组”与机架直接联接-自由度数等于缸数O1O3ACBD12345六杆倾卸机构1.2平面连杆机构的结构分析23含气动液压元件的“杆组”与原机构中一个运动构件联接三自由度挖掘工作机1.2平面连杆机构的结构分析24

与原机构中几个构件联接两自由度装卸机构1.2平面连杆机构的结构分析25包含液压气动元件的平面连杆机构的级别判断：要考虑机构的基本杆组和包含液压气动元件的“杆组”。即，这种机构的级别由其中基本杆组或“杆组”的最高级别确定。1.2平面连杆机构的结构分析26

例题2.右图所示为包装机械的横封机构，分析该机构的组成1.2平面连杆机构的结构分析1234567