机构的结构分析和综合

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1、第二章机构的结构分析和综合§2-1平面运动及其分类一.平面运动副：1.概念：在同一平面中两构件直接接触而构成的可动联接。2.分类(按所占空间位置)：运动副F—Freedom二.自由度：（重点、难点）1.构件的自由度：构件具有的独立运动的数目。2.平面中一个构件的自由度：平面中一个点有2个自由度。F=2空间中一个点有3个自由度。F=3平面中一个构件有3个自由度。F=3空间中一个构件有6个自由度。F=6平面中，要确定任意瞬时该构件的位置，要给定三个独立的运动参数。XAYAα当A点固定（限制）后：如图C与X轴焊死，AC与AB绕A点能转动—转动副A点XA,YA均为常数，α即可描

2、述。F=1。约束：对构件独立运动所加的限制。第二章—26加一个约束，失去一个自由度，约束数等于自由度减少数。A点：两约束F=3-2=1。3.说明：平面运动副至少有一个自由度（即一个相对运动）所以，任何平面运动副最多只能引入两个约束。一个构件的自由度F=3-约束数。一个低副引入两个约束，一个高副引入一个约束。（P8表2-1）按运动副所引入的约束数分：Ⅰ级副：引入1个约束的运动副Ⅱ级副：引入2个约束的运动副运动副……Ⅴ级副：引入5个约束的运动副电脑动画§2-2平面机构运动简图P9三一.引入的目的：如内燃机、外形复杂，但其运动和外形无关，只与运动副及其相对位置有关。所以，用简

3、单线条绘制出其主要特征，为研究提供方便。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特征，可以根据运动简图进行分析。正确、简单、清晰为原则。照相、美术如：第二章—26一.常用机构运动简图符号：㈠机构1.在支架上的电机机构：2.带传动机构：3.链传动机构：4.外啮合齿轮机构（P121表5-1）:5.内啮合齿轮机构：（图4-2）6.齿轮齿条传动机构：（图4-3）7.圆锥齿轮传动机构：（图4-5）第二章—268.圆柱蜗杆传动机构：（图4-8）9.凸轮传动机构：（p43图3-3）10.棘轮机构：㈡构件表示：1.杆、轴类构件：2.固定构件（机架）：⑵　　⑵3.同一构件:　　　⑶第二章—

4、264.两副构件：　　　　　⑷5.三副构件：一.机构运动简图的绘制：1.绘制步骤：分析、选择、画运动副、连结、标注。①组成分析：原动部分、工作部分、传动路线。②选择投影面和比例尺。③画运动副：A.转动副中心、B.移动副轨迹、C.高副廓线。④连接：用简单线条将各运动副联接起来。⑤标注：A、构件用阿拉伯数字表示：原动件一般标为1，沿传动路线，依次为2，3，……B、转动副中心用大写英文字母表示：A、B、C、D……C、用箭头表示出原动件的运动方向：D、写出比例尺或标出尺寸：机构运动简图才完成。第二章—262.举例：例一：（图3-1b）图示为一液压泵，该机构的原动件为偏心轴1，其

5、几何轴线B绕固定轴线A作圆周运动，环状构件2空套在偏心轴1上，有相对运动。隔板3的下端呈圆弧状与构件2相铰接，通过隔板3将泵内液体空间分隔为Ⅰ、Ⅱ两腔。随着机械运动，Ⅰ、Ⅱ两强的压力发生变化，从而形成吸液和排液过程。试绘制该液压泵的机构运动简图。解：①组成分析：偏心轮1、圆环2、隔板3、机架4。主动1→2→3②选择投影面和比例尺图示，③画运动副：④连接⑤标注，按注意事项，画全例二（P11例2-1）作业：P22习题2-3§2-3平面机构的自由度计算（建立预习制）P11一.平面机构的自由度：机构的自由度：机构所具有的独立运动的数目。也称为运动链相对于机构的自由度，简称运动链

6、的自由度。F=3n-(2PL+PH)其中：F—机构的自由度；n—机构中活动构件的数目。(弹簧、机架不算机构中的基本构件)PL—低副数目，L—lowPH—高副数目H—high解释公式：3n—一个三级构件有3个自由度，n个活动构件有3n个自由度。2PL—一个低副引入两个约束，PL个低副引入2PL个约束。PH—一个高副引入一个约束，PH个高副引入PH个约束即F=3n–(2PL+PH)第二章—26机构的自由度=总自由度数-总约束数例如①Ｆ＝３ｎ－(２ＰL＋ＰH)＝３×３－（２×４＋０）＝１　　　②Ｆ＝３ｎ－(２ＰL＋ＰH)＝３×４－（２×５＋０）＝２③Ｆ＝３ｎ－(２ＰL＋ＰH)

7、＝３×３－（２×４）＝１④Ｐ１１图２－５。Ｆ＝３ｎ－(２ＰL＋ＰH)＝３×６－（２×８＋１）＝１一.机构具有确定运动的条件：1.机构的原动件数等于机构的自由度数。2.机构的自由度数必须大于零。解释：四杆机构：F=1;原动件（1）只有一个时，具有确定运动。原动件（1）有两个解时，不可能运动，机构会破坏。五杆机构：F=2;原动件只有一个时，运动不确定。原动件有两个时，运动确定。桁(heng)架：第二章—26Ｆ＝３ｎ－(２ＰL＋ＰH)　　　　Ｆ＝３ｎ－(２ＰL＋ＰH)＝３×２－（２×３＋０）＝３×３－２×５＝０　　　　＝-１静定超静定一.计算机