机构的结构分析

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1、8/25/2021第2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机构自由度的计算§2-6计算平面机构自由度时应注意的事项§2-7平面机构的组成原理、结构分类及结构分析§2-8机构结构的型综合及其设计返回§2-1机构结构分析的内容及目的本节研究的主要内容及目的是：(1)研究机构的组成及机构运动简图的画法(2)了解机构具有确定运动的条件(3)研究机构的组成原理和结构分类以及型综合§2-2机构的组成1.构件零件——独立制造单元体构件——独立运

2、动单元体任何机器都是由若干个构件组合而成的任何机器都是由许多零件组合而成的。气缸体连杆体连杆头曲轴活塞结论：构件是组成机构的一个基本要素构件有是一个零件而运动的，而往往是由若干个零件刚性连接的一个整体而运动的连杆连杆体连杆头单缸内燃机螺钉垫圈螺钉齿轮机构的组成(2/5)——两构件参与接触的表面。——两构件的可动连接。运动副运动副元素实例：2.运动副轴与轴承运动副也是组成机构的又一基本要素。滑块与导轨两轮齿啮合——圆柱面与圆孔面——棱柱面与棱孔面——两齿廓曲面运动副自由度f和约束数s的关系：f=6–s其约束数最少为1，

3、最多为5。结论：运动副元素是决定运动副具体特征的要素。（1）概念4）按相对运动形式分转动副移动副螺旋副球面副2）按接触形式分高副：点、线接触的运动副低副：面接触的运动副（2）分类1）按引入的约束数目分：Ⅰ级副、Ⅱ级副、……Ⅴ级副机构的组成(3/5)2.运动副3）按保持接触的形式分几何力封闭运动副（重力、弹簧力）（常用运动副的模型）分平面运动副与空间运动副两类或形封闭运动副（回转副或铰链）（3）符号运动副常用规定的简单符号来表达（常用运动副的符号）（GB4460－84）3.运动链运动链闭式运动链（闭链）与开式运动链（开

4、链）机构的组成(4/5)——构件通过运动副构成的相对可动的系统分类：表达：1）平面运动链与空间运动链2）平面闭式运动链空间闭式运动链平面开式运动链空间开式运动链空间铰链四杆运动链平面铰链四杆运动链——已知独立运动的构件4.机构机构机架原动件从动件——相对固定的构件——其余从动运动的构件平面铰链四杆机构平面机构与空间机构平面机构的应用最为广泛空间铰链四杆机构（用转向箭头表示）机架从动件机架从动件原动件机构的组成(5/5)——具有固定构件的运动链组成：分类：—原动件——不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的简图。——根

5、据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，§2-3机构运动简图在分析和设计机械时，都需要绘出其机构运动简图。1.机构运动简图例内燃机机构运动简图机构运动简图用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法，将机构运动传递情况表示出来的简图。机构示意图查明构件数、运动副的类别及其位置；（2）举例2）选定视图平面；3）选适当比例尺作出各运动副的相对位置，机构运动简图(2/2)2.机构运动简图的绘制（1）步骤1）搞清机械的构造及运动情况，例1内燃机机构运动简图绘制例2颚式破碎机机构运动简图绘制沿着运动传递路线，再画

6、出各运动副和常用机构的符号，最后用简单线条或几何图形连接即成。§2-4机构具有确定运动的条件分析：例1铰链四杆机构例2铰链五杆机构若给定一个独立运动，则运动完全确定若给定两个独立运动，则最薄弱环节损坏若给定一个独立运动，则运动不完全确定若给定两个独立运动，则运动完全确定机构的自由度机构具有确定运动的条件是：问题：若原动件数F,则机构运动将不确定则机构最薄弱环节损坏两个例子——机构运动确定时所需的独立运动数目结论：机构的原动件数目应等于其自由度的数目一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？F§2-5

7、机构自由度的计算1.平面机构自由度的计算（1）计算公式3n式中n——活动构件数目pl——低副数目ph——高副数目(2)举例1）铰链四杆机构F＝3n－(2pl＋ph)＝3×3－2×4－0＝12）铰链五杆机构F＝3n－(2pl＋ph)＝3×4－2×5－0＝2(2pl＋ph)F＝－4）直线机构3）内燃机机构F＝3n－(2pl＋ph)＝3×6－2×7－3＝1机构自由度的计算(2/4)结论：由此说明计算公式是正确的。2.空间机构自由度的计算（1）一般空间机构设一空间机构：pi个i级运动副F＝6n(5p5＋4p4＋3p3＋2p2

8、＋p1)＝6n－Σipii=151）空间四杆机构＝6×3－4×1＝1机构自由度的计算(2/4)－（i=1,2,...5）2）平面四杆机构F＝6n－5p5－4p4－3p3－5×2F＝6n－5p5－5×4＝6×3＝－2－3×1？机构中所有构件均受到3个共同约束原因：——公共约束n个活动构件，不对3）楔形滑块机构全移动副平面机构：m＝4F＝(6－m)