第二章 机构的结构分析与综合

《第二章 机构的结构分析与综合》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章机构的结构分析与综合机械原理§2-1研究机构结构的目的机械原理课程对机械的研究主要有以下几个方面：一、对已有机械进行分析二、设计新的机械机构的选型机构的动力设计机械系统总体运动方案设计设计机构机构的运动设计机械的结构分析机械的运动分析机械的动力分析本章主要研究机构的结构分析与综合其目的是：１、研究组成机构的要素及机构具有确定运动的条件２、研究机构的组成原理３、研究机构运动简图的绘制４、研究机构结构的综合方法§2-2机构的组成及其运动简图的绘制一、机构的组成要素机构的组成要素是：１、构件作为一个整体参与机构运动的刚性单元体称为构件一个构件，可以是不能拆开的单一整体，也可能是由若干个

2、不同零件组装起来的刚性体。例如：２、运动副由两个构件直接接触而产生一定相对运动的联接称为运动副。两构件上参与接触构成运动副的部分称为运动副元素。对运动副的理解要把握以下三点：（１）运动副是一种联接；（２）运动副由两个构件组成；（３）组成运动副的两个构件之间有相对运动例如：请看教学模型演示运动副是机械原理中最重要的概念之一以上是机构的两大组成要素可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。二、运动副的分类组成机构的运动副的类型决定机构的运动形式。运动副有多种类型，对运动副进行正确的分类，在机构设计和综合中是非常重要的。１、根据运动副所引入的约束数分类见表2-1２、根据组成运动副的两个运

3、动副元素的接触情况分类球面高副柱面高副运动副元素以点或线接触的运动副称为高副。运动副元素以面接触的运动副称为低副。球面低副移动副转动副３、根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类空间运动副球销副螺旋副圆柱套筒副平面运动副移动副转动副三、运动链与机构开式运动链闭式运动链机构四、机构运动简图的绘制为了便于研究机构的运动，可以撇开构件、运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样绘制出能够准确表达机构运动特性的简明图形就称为机构运动简图。只是为了表明机构的运动状态或各构件的相互关系，也可以不按比例来绘制运动简图，通

4、常把这样的简图称为机构示意图。常用机构构件、运动副代表符号绘制机构运动简图的步骤1.在绘制机构运动简图时，首先确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动部份，由此确定出组成机构的所有构件，然后确定构件间运动副的类型。2.为将机构运动简图表示清楚，恰当地选择投影面。一般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面，然后展开到同一平面上。总之，绘制机构运动简图要以正确、简单、清晰为原则。3.选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出各运动副之间的相对位置，然后用规定的符号画出各类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条连接起来，这样便可

5、绘制出机构的运动简图。绘制牛头刨床机构的运动简图绘制十字滑块联轴节的运动简图§2-3　机构自由度的计算一、平面机构自由度的计算公式(1)自由度与约束构件独立运动的数目称为自由度xyzxyz对构件运动的限制作用称为约束(2)机构自由度机构独立运动的数目称为机构的自由度什么是独立运动?什么是机构的独立运动?对于具有n个活动构件的平面机构，若各构件之间共构成了PL个低副和PH个高副，则它们共引入(2PL+PH)个约束。机构的自由度F显然应为:F=3n－(2PL+PH)=3n－2PL－PH什么是机构的自由度?机构的自由度=机构的独立运动数目平面机构独立运动的数目为:所有活动构件的自由度的和减去

6、所有运动副引入约束数目的和。这是机构自由度的计算公式二、机构自由度的意义及机构具有确定运动的条件所谓机构的自由度，实质上就是机构具有确定位置时所必须给定的独立运动参数的数目。机构的自由度数也就是机构应当具有的原动件数目。计算下列机构的自由度n=2,PL=3,PH=0F=3n－2PL－PH=3*2-2*3=0n=3,PL=5,PH=0F=3n－2PL－PH=3*3-2*5=-1n=3,PL=4,PH=0F=3n－2PL－PH=3*3-2*4=1n=4,PL=5,PH=0F=3n－2PL－PH=3*4-2*5=2讨论n=2,PL=3,PH=0F=3n－2PL－PH=3*2-2*3=0n=3

7、,PL=5,PH=0F=3n－2PL－PH=3*3-2*5=-11)若机构自由度Ｆ≤０，则机构不能动n=3,PL=4,PH=0F=3n－2PL－PH=3*3-2*4=1n=4,PL=5,PH=0F=3n－2PL－PH=3*4-2*5=22)若Ｆ>０且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的，因此，机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数等于机构的自由度数；3)若Ｆ>0，而原动件数０，而原动件数>