机械原理-结构

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1、江苏大学2021年6月30日平面机构组成原理机械原理及设计（Ⅰ）第2章　平面机构组成原理§2-1机构的组成§2-1机构运动简图§2-3机构自由度分析§2-4机构的组成原理和结构分析了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的运动简图；掌握平面机构的自由度计算；了解平面机构组成的基本原理和杆组级别，掌握高副低代。重点：机构自由度的计算方法、高副低代难点：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。基本要求§2-2机构的组成§2-1机构的组成一、机构的组成要素1、构件(Link)机器中每个独立运动的单元体称为构件。一个构件

2、，可以是一个独立运动的零件，也可能是由若干个不同零件组装起来的刚性体。零件是指机器中每个独立加工制造的单元体。区别：构件是运动单元，零件是制造单元。例如：2、运动副(KinematicPairs)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点、线、面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（直接接触）；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。构件和运动副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。运动副是机械原理中最重要的概念之

3、一。3、自由度与约束构件具有的独立运动数目称为自由度。运动副对构件运动的限制作用称为约束。对于作平面运动的自由构件，只有3个自由度。约束数目等于被其限制的自由度数。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Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副2、根据运动副元素的接触情况分类运动副元素以点或线接触的运动副称为高副（HigherPair）。球面高副柱面高副运动副元素以面接触的运动副称为低副（LowerPair）。球面低副转动副

4、3、根据构件的相对运动形式分类平面运动副（PlanarKinematicPairs）移动副（SlidingPair）两构件之间的相对运动为直线移动（用P表示）。（2个约束）表示：移动副——用滑块表示，导路可以平移。表示时块状、杆状（或槽状）可以互换。转动副（RevolutePair）两构件之间的相对运动为转动，又称回转副或铰链(hinge)（用R表示）（2个约束）12表示：转动副——用圆圈表示，圆心表示回转轴线。两构件之间的相对运动为移动和转动。凸轮副（CamPair）高副（1个约束）表示：凸轮副——表示出凸轮轮廓。齿轮副（GearPair）

5、两构件之间的相对运动为移动和转动。（1个约束）表示：齿轮副——用两个相切的节圆表示。4、根据在机构中所起的作用不同分为：1）驱动副——指机构中运动副的两构件的相对运动规律为已知的运动副,即其两构件之间作用有驱动力矩或驱动力的运动副；2）从动副——指机构中的非驱动副。2134构件通过运动副联接而成的相对可动的系统。如果运动链中的每个构件上至少有两个或两个以上运动副相互联接所组成的运动链称为闭式运动链。1、运动链(KinematicChain)三、运动链和机构单封闭回路闭链多封闭回路闭链如果运动链中各构件没有构成首尾封闭的构件系统，则称为开式运动链

6、。Np1开式运动链广泛应用于机械手和机器人中。其余构件运动是否确定？机构满足条件在另一个（或几个）构件上加上给定运动21341432运动链4132固定一个构件2、机构(Mechanism)在运动链中，将某一构件加以固定，而让另一个（或几个）构件按给定运动规律运动，若其余各构件都能得到确定的相对运动，则此运动链成为机构。原动件：机构中按给定运动规律独立运动的构件，也称为主动件。从动件：机构中除原动件外其余随原动件运动的构件。任何机构中必有机架，一般机构中只有一个机架。机构中必须有一个或几个原动件。机架：机构中固定不动的构件。构件的类型平面机构

7、(PlanarMechanism)——组成机构的各构件都在相互平行平面内运动的机构。空间机构(SpatialMechanism)——非平面机构平面机构平面机构是我们的主要研究对象。机构的分类：空间机构分析现有机构新机械的运动方案设计机构运动简图§2-3机构运动简图机构运动简图——用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副，按一定比例表示机构的运动位置尺寸的简明图形。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性。一、机构运动简图及其功用§2-2机构运动简图功用：用于现有机械或新机械原理方案的设计、分析与讨论重点在于机构的运动分析构件的具体结构、组成

8、方式等在方案设计阶段并不影响机构的运动特性运动副类型表明了构件之间的联接关系和传动方式构件的运动尺寸是运动分析的基础机构示意图——只是为了表明机器的