机构的组成和结构课件

机构的组成和结构1.1机构的组成1.2机构运动简图1.3

运动链成为机构的条件1.4机构的组成原理和结构分析1.1机构的组成1.1.1构件

定义：每一个独立影响机械功能并能独立运动的单元体称为构件。

构件可以是一个独立的运动构件，也可以由几个零件连接在一起组成1.1.2运动副定义:每两个构件间的这种直接接触所形成的可动联接称为运动副。运动副元素（即解触形式）：点、线、面

分类：

ⅰ按接触形式分类

ⅱ按相对运动的形式分类

ⅲ按引入的约束数分类

ⅳ按接触部分的几何形状分类

1.1.3运动链

定义：两个以上的构件通过运动副的联结而构成的系统。分为开式链和闭式链1.1.4机构定义：在运动链中，一个构件加以固定，另一个或几个构件按给定运动规律相对于该固定构件运动，若运动链中其余各构件能得到确定的运动，此运动链成为机构。

机构中固定不动的构件称为机架。

按给定运动规律独立运动的构件称为原动件，其余活动构件称为从动件。1.2机构运动简图1.2.1运动简图定义：用国际规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形，这种图形成为运动简图。若不按严格比例绘制出的简图通常称为机构示意图。1.2.2运动简图的绘制步骤：1）分析机械的动作原理.组成情况和运动情况，确定其组成的各构件，何为原动件.机架.执行部分和船东部分。2）沿着运动传递路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。3）恰当的选择运动简图的视图平面。（尽可能的选择多数构件的运动平面，必要时选择两个或多个视图）4）选择适当的比例，定出个运动副的相对位置，绘制简图。从原动件开始，按传动顺序标出个构件的编号和运动副的代号。原动件用箭头表示其运动方向。1.3运动链成为机构的条件1.3.1运动链的自由度计算

F表示运动链的自由度数，共有N个构件，n为活动构件的数目，Pn为n级副的个数。计算公式：F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1

平面运动链的自由度计算公式：F=3n-2P5-P41.3.2运动链成为机构的条件试计算下列机构的自由度条件：取运动链中的一个构件相对固定作为机架，运动链，相对于机架的自由度必须大于零，且原动件的数目等于运动链的自由度数1.3.3计算自由度时应注意的问题1）复合铰链:两个以上的构件自同一处以转动副相连接组成的运动副

处理方法：若有k个构件在同一处组成复合铰链，则其构成的转动副数目应为（k-1）个。2）局部自由度:机构中某些构件所具有的自由度，它仅仅局限于该构件本身，而并不影响其它构件的运动处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去。3）虚约束:机构中所存在的不起实际约束效果的重复约束发生场合：ⅰ两构件间构成多个运动副。ⅱ两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变。

ⅲ连接构件上与被连接构件上连接点的轨迹重合。ⅳ机构中对运动不起作用的对称部分。处理方法：在计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。1.4机构的组成原理和结构分析1.4.1平面机构的高副低代实质：以低副来代替高副目的：其一，将含有平面高副的机构进行低代后，可将其视为只含低副的平面机构，就可根据机构组成原理和结构方法对其进行结构分类，并运用低副平面机构的分析方法对其进行分析和研究。其二高副低代及其逆过程，是机构变异的重要方法之一。

条件

1）代替前后机构的自由度不变。

2）代替前