机构的结构分析课件

第2章机构的结构分析本章重点：机构运动简图自由度计算机构组成原理本章难点：机构组成原理第2章机构的结构分析本章重点：机构运动简图本章难点：机构1§2-1机构分析的内容及目的平面机构：各构件的相对运动平面互相平行（常用的机构大多数为平面机构）。空间机构：至少有两个构件能在三维空间中相对运动。1.机构的组成与机构运动简图2.自由度计算与确定运动条件3.机构组成原理与结构分类§2-1机构分析的内容及目的平面机构：各构件的相对运动平面2§2-2机构的组成2.运动副构件间既保持直接接触，又能产生一定的相对运动的可动联接。1)低副面接触①转动副两个构件间只能作相对旋转运动的运动副；②移动副两个构件间只能作相对移动运动的运动副。机构是由构件通过运动副联接而组成的。1.构件§2-2机构的组成2.运动副构件间既保持直接接触，又能产32)高副点、线接触①齿轮副；②凸轮副。3)运动副元素2)高副点、线接触①齿轮副；②凸轮副。3)运动副元素4闭链开链①平面运动链；②空间运动链4.机构（从运动链角度）（1）对一个运动链（2）选一构件为机架（3）确定原动件（一个或数个）（4）原动件运动时，从动件有确定的运动。3.运动链两个以上构件通过运动副联接而成的系统闭链开链①平面运动链；②空间运动链4.机构（从运动链角度）5一、定义：二、绘制：1、运动副的符号转动副：移动副：用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。§2-3机构运动简图一、定义：二、绘制：1、运动副的符号转动副：移动副：6齿轮副：凸轮副：2、构件（杆）:齿轮副：凸轮副：2、构件（杆）:71）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有运动副的类型和数目；3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4）确定比例尺；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）3、机构运动简图的绘制(牛头刨床F)冲床F鄂式破碎机V鄂式破碎机F冲床V1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有8练习穿针机构F唧筒机构F偏心轮机构F曲柄滑块泵V曲柄摇块泵V转动翼板泵F练习穿针机构F唧筒机构F偏心轮机构F曲柄滑块泵V曲柄摇块泵V9§2-4机构具有确定运动的条件机构的自由度F:机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0,原动件数=F，运动确定原动件数<F，运动不确定原动件数>F，机构破坏§2-4机构具有确定运动的条件机构的自由度F:机构中各构件10§2-5机构自由度的计算约束:对独立运动的限制低副引入2个约束，1个自由度高副引入1个约束，2个自由度1.机构自由度计算公式（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）§2-5机构自由度的计算约束:对独立运动的限制低副引入11机构具有确定运动的条件原动件数=机构自由度

(原动件数>F，机构破坏）机构具有确定运动的条件原动件数=机构自由度12原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）

铰链五杆机构:原动件数<机构自由度数，机构运动不确定铰链五杆机构:13构件间没有相对运动刚性桁架（多一个约束）超静定桁架构件间没有相对运动刚性桁架（多一个约束）超静定桁架14§2-6计算F时注意问题

1.复合铰链mm-1构件数铰链数§2-6计算F时注意问题1.复合铰链mm15（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）2.局部自由度（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）2.局部自由度163.虚约束：在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。3.虚约束：在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制17（1）不同构件上两点间的距离保持恒定……平面机构的虚约束常出现于下列情况：（1）不同构件上两点间的距离保持恒定……平面机构的虚约束常出18（2）两构件构成多个移动副且导路互相平行（2）两构件构成多个移动副且导路互相平行19（3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合……（3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合……20（4）机构的对称部分（4）机构的对称部分21例：计算自由度（先看有无注意事项，复合铰链……，再看有几个构件）BCDE12345678A计算自由度例：计算自由度（先看有无注意事项，复合铰链……，再看有几个构22二、机构中瞬心的数目：k——构件数目两构件上相对速度为零的重合点：瞬时绝对速度相同的重合点。相对速度瞬心：两构件都是运动的绝对速度瞬心：两构件之一是静止的

§2-6速度瞬心法及其速度分析一、速度瞬心：二、机构中瞬心的数目：k——构件数目两构件上相对速度为零23三心定理:例：找出下面机构所有的速度瞬心1、若已知两构件的相对运动，用定义确定……2、形成运动副的两构件（用定义）3、不形成运动副的两构件（三心定理）三、瞬心位置的确定作平面运动的三个构件共有3个瞬心，它们位于同一直线上。

三心定理:例：1、若已知两构件的相对运动，用定义确定……2、24例1：图示机构中，已知lAB,lBCφ，构件1以ω逆时针方向转动。四、利用瞬心对机构进行运动分析求：①机构的全部瞬心位置；②从动件3的速度。例1：图示机构中，已知lAB,lBCφ，构件25凸轮以匀速逆时针转动，求该位置时从动件2的速度V2。速度瞬心法只能对机构进行速度分析，不能加速度分析。2.构件数目较少时用。例2:注意:本章结束凸轮以匀速逆时针转动，求该位置时从动件2的26第2章机构的结构分析本章重点：机构运动简图自由度计算机构组成原理本章难点：机构组成原理第2章机构的结构分析本章重点：机构运动简图本章难点：机构27§2-1机构分析的内容及目的平面机构：各构件的相对运动平面互相平行（常用的机构大多数为平面机构）。空间机构：至少有两个构件能在三维空间中相对运动。1.机构的组成与机构运动简图2.自由度计算与确定运动条件3.机构组成原理与结构分类§2-1机构分析的内容及目的平面机构：各构件的相对运动平面28§2-2机构的组成2.运动副构件间既保持直接接触，又能产生一定的相对运动的可动联接。1)低副面接触①转动副两个构件间只能作相对旋转运动的运动副；②移动副两个构件间只能作相对移动运动的运动副。机构是由构件通过运动副联接而组成的。1.构件§2-2机构的组成2.运动副构件间既保持直接接触，又能产292)高副点、线接触①齿轮副；②凸轮副。3)运动副元素2)高副点、线接触①齿轮副；②凸轮副。3)运动副元素30闭链开链①平面运动链；②空间运动链4.机构（从运动链角度）（1）对一个运动链（2）选一构件为机架（3）确定原动件（一个或数个）（4）原动件运动时，从动件有确定的运动。3.运动链两个以上构件通过运动副联接而成的系统闭链开链①平面运动链；②空间运动链4.机构（从运动链角度）31一、定义：二、绘制：1、运动副的符号转动副：移动副：用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简图。§2-3机构运动简图一、定义：二、绘制：1、运动副的符号转动副：移动副：32齿轮副：凸轮副：2、构件（杆）:齿轮副：凸轮副：2、构件（杆）:331）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有运动副的类型和数目；3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；4）确定比例尺；5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）3、机构运动简图的绘制(牛头刨床F)冲床F鄂式破碎机V鄂式破碎机F冲床V1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；2）确定所有34练习穿针机构F唧筒机构F偏心轮机构F曲柄滑块泵V曲柄摇块泵V转动翼板泵F练习穿针机构F唧筒机构F偏心轮机构F曲柄滑块泵V曲柄摇块泵V35§2-4机构具有确定运动的条件机构的自由度F:机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。F>0,原动件数=F，运动确定原动件数<F，运动不确定原动件数>F，机构破坏§2-4机构具有确定运动的条件机构的自由度F:机构中各构件36§2-5机构自由度的计算约束:对独立运动的限制低副引入2个约束，1个自由度高副引入1个约束，2个自由度1.机构自由度计算公式（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）§2-5机构自由度的计算约束:对独立运动的限制低副引入37机构具有确定运动的条件原动件数=机构自由度

(原动件数>F，机构破坏）机构具有确定运动的条件原动件数=机构自由度38原动件数<机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）

铰链五杆机构:原动件数<机构自由度数，机构运动不确定铰链五杆机构:39构件间没有相对运动刚性桁架（多一个约束）超静定桁架构件间没有相对运动刚性桁架（多一个约束）超静定桁架40§2-6计算F时注意问题

1.复合铰链mm-1构件数铰链数§2-6计算F时注意问题1.复合铰链mm41（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）2.局部自由度（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）2.局部自由度423.虚约束：在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。3.虚约束：在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制43（1）不同构件上两点间的距离保持恒定……平面机构的虚约束常出现于下列情况：（1）不同构件上两点间的距离保持恒定……平面机构的虚约束常出44（2）两构件构成多个移动副且导路互相平行（2）两构件构成多个移动副且导路互相平行45（3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合……（3）两构件构成多个转动副且轴线互相重合……46（4）机构的对称部分（4）机构的对称部分47例：计算自由度（先看有无注意事项，复合铰链……，再看有几个构件）BCDE12345678A计算自由度例：计算自由度（先看有无注意事项，复合铰链……，再看有几个构48二、机构中瞬心的数目：k——构件数目两构件上相对速度为零的重合点：瞬时绝对速度相同的重合点。相对速度瞬心：两构件都是运动的绝对速度瞬心：两构件之一是静止的

§2-6速度瞬心法及其速度分析一、速度瞬心：二、机构中瞬心的数目：k——构件数目两构件上相对速度为零49三心定理:例：找出下面机构所有的速度瞬心1、若已知两构件的相对运动，用定义确定……2、形成运动副的两构件（用定义）3、不形成运动副的两构件（三心定理）三、瞬心位置的确定作平面运动的三个构件共有3个瞬心，它们位于同一直线上。

三心定理:例：1、若已知两构件的相对运动，用定义确定……2