大工11秋《机械原理》辅导资料二

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1、机械原理辅导资料二主题：第二章机构的组成和结构学习时间：2011年10月10日一10月16日内容：我们这周主要学习本课程课件的第二章。一、学习要求1.掌握机构的组成。2.掌握机构运动简图的绘制方法。3.熟练掌握机构自由度的计算及具有确定运动的条件。4.掌握机构的组成原理和机构的结构分类。二、主要内容一、机构的组成（一）基本概念1.零件：单独加工制造的单元体称为零件。2.构件：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。3.运动副：机构都是由构件组合而成的，其中每个构件都以一定的方式至少与另一个构件相联

2、接，这种联接既使两个构件直接接触，又使两构件能产生一定的相对运动。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。4.运动链：两个以上构件通过运动副的联接而构成的系统称为运动链。如果组成运动链的各构件未构成首末封闭的系统，则称为开式运动链，简称开链。5.机构：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相对于该固定构件作运动，若运动链中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。（二）运动副的分类1.按运动副的接触形式分类。面与面相接触的运动副在承受载荷方面与点、线相

3、接触的运动副相比，其接触部分的压强较低，故面接触的运动副称为低副，而点、线接触的运动副称为高副，高副比低副易磨损。2.按相对运动的形式分类。构成运动副的两构件之间的相对运动若为平面运动则称为平面运动副，若为空间运动则称为空间运动副。两构件之间只作相对转动的运动副称为转动副或回转副，两构件之间只作相对移动的运动副则称为移动副。3.按运动副引入的约束数分类。引入1个约束的运动副称为1级副、引入2个约束的运动副称为2级副，依次类推，还有3级副、4级副、5级副。4.按接触部分的几何形状分类。根据组成运动副的两构件在接

4、触部分的几何形状，可分为圆柱副、平面与平面副、球面副、螺旋副、球面与平面副、球面与圆柱副、圆柱与平面副等。二、机构运动简图无论是对现有机构进行分析，还是构思新机械的运动方案和对组成机械的各机构作进一步的运动及动力设计与分析，都需要一种表示机构的简明图形。（一）运动副的画法两运动构件构成的运动副两构件之一为固定时的运动副平面运动副转动副1移动―1T1112221TTzfX]-rrr皿2面高副两运动构件构成的运动副两构件之一为固定时的运动副空间运动«M72球面尉及副X也图1平面运动副和空间运动副（二）构件的画

5、法淋c图3特殊构件规定画法（三）机构运动简图的绘制步骤1.分析机构的动作原理、组成情况和运动情况，确定其组成的各构件，识别原动件、机架、执行部分和传动部分。1.沿着运动传递路线，逐一分析每两个构件相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。2.恰当地选择运动简图的视图平面。通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其展示到同一图面上。3.选择适当的比例尺。/////////6图4机构简图的绘制实例三、运动链成为机构的条件（一）运动链的自由度计算确定运动链中各构件

6、相对于其中某一构件的位置所需的独立参变量的数目称为运动链的自由度。I(b)图5约束对独立运动的限制运动链的自由度取决于运动链中活动构件的数目、联接各构件的运动副的类型和数目。设一个运动链中共有N个构件，活动构件的数目为n=N-个。若以F表示运动链的自由度数，则有五级副必为平面低副，四级副厂为平面高副。则平面运动链的自由度计算公式为：F=3n-2p5-p4o例题1,计算下图四杆机构的自由度。解：F=3n—2pL—pH=3x3—2x4=1o例题2,计算下图六杆机构的自由度。图7解：F=3n-2pL-pH=3x5

7、-2x7=1（二）运动链成为机构的条件运动链成为机构的条件为：取运动链中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，且原动件的数目必须等于运动链的自由度数。（三）计算自由度时应注意的问题1.复合较链两个以上构件同一处以转动副相联接，所构成的运动副称为复合较链。若有k个构件在同一处组成复合较链，则其构成的转动副数目应为伙-1）个。在计算机构自由度时，应注意是否存在复合餃链，以免把运动副的数目搞错。2.局部自由度若机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运动有关，并不影响其他构件的运动，则称

8、这种自由度为局部自由度。在计算机构自由度时，应将该局部自由度除去不计，即该机构的真实自由度为：F=3n_2p、_p厂局部自由度数。局部自由度常见于变滑动摩擦为滚动摩擦时添加的滚子、轴承中的滚珠等场合。3.虚约束机构的运动不仅与构件数、运动副类型和数目有关，而且与转动副间的距离、移动副的导路方向、高副元素的曲率中心等几何条件有关。在一些特定的几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的约束可能与其他运动副