机构的结构分析1

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1、第二章机构的结构分析§2-1机构结构分析的内容及目的§2-2机构的组成§2-3机构运动简图§2-4机构具有确定运动的条件§2-5平面机构的自由度§2-6计算平面机构自由度时应注意的问题§2-7平面机构的组成原理、结构分类及结构分析§2-1机构结构分析的内容及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

2、、研究机构的组成要素4、研究机构的组成原理及结构分类2、研究机构运动简图的绘制3、研究机构具有确定运动的条件§2-2机构的组成一、机构的组成要素1、构件定义：机器中每个独立的运动单元体。如：内燃机中的缸体、活塞、连杆、曲轴等。特点：一个构件，可以是一个零件，也可能是由若干个不同零件组装起来的刚性体。从运动角度看：任何机器都是由若干个构件组合而成。内燃机中连杆曲轴由三个零件组成的构件构件零件1零件2零件3例：连杆由连杆体、轴瓦、连杆盖、螺栓、垫圈、螺母、连杆衬套等零件相互刚性联接组成。连杆体连杆盖

3、螺栓垫圈螺母连杆衬套轴瓦构件是机械的运动单元，零件是机械的制造单元。内燃机连杆内燃机连杆2.运动副定义：由两个构件直接接触而组成的，能产生某些相对运动的连接。特点：(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。运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副的部分。运动副元素转动副移动副移动副两齿轮轮齿的啮合(高副)机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。曲柄滑块机构曲柄摇杆机构二、运动副的分类机构的运动副的类型决定机构的运动形式。1、按运动副引入的约束

4、数分类可分为：I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。约束—运动副对构件间的相对运动自由度所施加的限制。Oxzysxszsyyxz空间运动刚体的自由度一个完全独立的刚体在空间直角坐标系下的自由度为sx，sy，sz，x，y，z，即自由度数f6。平面运动刚体的自由度为sx，sy，z，即自由度数f3。yxzOyz(x,y)xO平面运动刚体的自由度sxsy刚体的自由度观察图示两构件组成的圆柱副两构件保留的相对运动sz和z，即自由度数f2。两构件之间受限制的相对运动

5、sx，sy，x和y，即约束数s4。zxyOzsz根据运动副所引入的约束数分类表2-1常用运动副及其简图名称图形简图符号副级自由度名称图形简图符号副级自由度球面高副I5圆柱套筒副IV2柱面高副II4转动副V1球面低副III3移动副V1球销副IV2螺旋副V12.根据组成运动副的两个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。球面高副柱面高副2.根据组成运动副的两个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。凸轮高副齿轮高副★运动副元素以面接触的运动

6、副称为低副。转动副移动副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—两构件之间的相对运动为空间运动球面副螺旋副转动副移动副两齿轮轮齿的啮合(高副)★平面运动副—两构件之间的相对运动为平面运动三、运动链构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统称为运动链。开式运动链(广泛应用于机械手和机器人中)闭式运动链运动链的类型：闭式运动链(闭式链)开式运动链(开式链)平面运动链空间运动链简单运动链复杂运动链空间运动链开式运动链闭式运动链简单运动链复杂运动链4、机构的形成运动链固定一个构件为

7、机架机构运动副21341432运动链4132固定一个构件机构至少1个1个构件的类型机架—固定不动的构件。原动件—机构中按给定运动规律运动的构件，也称为输入构件。常在其上画转向箭头表示。从动件—其余的可动构件。具有预期的运动规律、对外完成某种工艺动作的从动件也称为输出构件或执行构件。机构机架原动件从动件系统根据机构中各构件的相对运动是否在同一平面或平行平面内，可将机构分为平面机构和空间机构。平面机构是我们的主要研究对象。空间机构一、定义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

8、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最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，可以不按比例来绘制运动简图，通常把这样的简图称为机构示意图。§2-3机构运动简图常用运动副的符号运动副符号两运动构件构成的运动副转动副移动副121212121212212121平面运动副两构件之一为固定时的运动副121222112211222112运动副名称平面高副螺旋副2112122121