机械原理_2结构分析.ppt

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1、第二章机构的结构分析机构的组成及机构具有确定运动的条件自由度的计算机构组成原理和结构分析§2-1机构的组成及运动简图一.机构的组成组成要素构件运动副构件是由一个或若干个零件组成。（一）构件零件——制造的单元体。齿轮轴键构件分成机架（或固定构件）活动构件主动件从动件运动规律已知的活动构件称为原动件。作用有驱动力或驱动力矩的活动构件称为主动件。输出运动或动力的从动件称为输出件。机构中的运动单元体。内燃机用运动副联结后，彼此的相对运动受到某些约束.两个构件在用运动副联结前有六个独立的相对运动。构件2xzy构件1O机构中两构

2、件直接接触的可动联接。§2-1机构的组成及运动简图一.机构的组成（一）构件（二）运动副转动副21（1）根据运动副对被联结的两个构件相对运动约束数的不同，可将运动副分为至级副§2-1机构的组成及运动简图一.机构的组成（一）构件（二）运动副球面副（级副）球销副（Ⅳ）转动副（）球销副转动副（2）根据运动副中构件间的接触形式分：移动副转动副常用的运动副齿轮副凸轮副低副：面接触的运动副高副：点、线接触的运动副。（3）根据构件间的相对运动分：平面运动副空间运动副转动副移动副齿轮副球顶凸轮副§2-1机构的组成及运动简图一.机构的组

3、成（一）构件（二）运动副（三）运动链用运动副联结而成的相对可动的构件系统称为运动链1234ABC1234ABCD123456ABCDEFG开式运动链闭式运动链单闭环运动链多闭环运动链机械手运动链§1-1机构的组成及运动简图一.机构的组成（一）构件（二）运动副（三）运动链（四）机构1234ABCD机构是用来传递运动和力且有一个构件为机架的用运动副联结而成的构件系统。机构的形成§1-1机构的组成及运动简图一.机构的组成（一）构件（二）运动副（三）运动链（四）机构二.机构运动简图用线条和简单图形代表构件，用规定符号代表运动

4、副，按比例作出的图形。121212212121转动副移动副直齿轮的啮合球顶凸轮副CAB12344'D55'6内燃机ECAB1DFG2345678HI插齿机绘图步骤：了解机构组成：固定、活动构件，运动流向分析构件间相对运动：运动副类型、数目确定与运动有关的尺寸：回转中心、导路中心位置，高副接触点位置选择适当视图：全面反映机构运动关系定长度比例μl=实际尺寸/图形尺寸§2-2机构自由度的计算能动吗？一.平面机构自由度的计算机构自由度——机构中各活动构件相对于机架的可能独立运动的数目。两构件以运动副相联后自由度：213AC

5、B4D单个活动构件的自由度：F=3低副（以转动副为例）联接前：F=3×2=6联接后：F=3×2－2×1=4高副（以凸轮副为例）联接前：F=3×2=6联接后：F=3×2－1×1=5§2-2机构自由度的计算一.平面机构自由度的计算推广：作平面运动的运动链自由度：F=3N－2Pl－Ph平面机构自由度计算式（只含一个固定构件）N------构件数Pl------低副数Ph------高副数n------活动构件数：n＝N－1分析：两杆（如门、风扇）F＝3×1－2×1＝1F=原动件数，∴运动确定123ACB4D二.机构具有确定

6、运动的条件§2-2机构自由度的计算一.平面机构自由度的计算两杆；Pl=4,Ph=1,F=0n=3,n=2,Pl=3,F=0231n=3,Pl=4,F=114123ABCD14C2B54ADE13n=4,Pl=5,F=2C'结论：1.机构可能运动的条件是：2.机构具有确定运动的条件是：即主动件数等于机构自由度数F。输入的独立运动数目等于机构自由度数F。机构自由度数F1。分析：三杆；四杆；五杆。例§2-2机构的自由度计算三.计算机构自由度时应注意的问题（一）虚约束虚约束——机构中那些对构件间的相对运动不起独立限制

7、作用的重复约束。或称消极约束。4F5ABCDEF123ADBCE？123ADBCE机构的虚约束机构的虚约束2常见的虚约束：1.机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合？2.两构件组成若干个导路中心线互相平行或重叠的移动副2CAB1343CAD=BD=DC2AB14D二维移动副虚约束常见的虚约束：4.在机构整个运动过程中，其中某两构件上两点之间的距离始终不变。5.机构中，不影响运动的对称部分。ACBD1232'4CAB1325DEFBC=EF，AB=CD，BE=CF，AE=DF。2132'2"O3.两构件组成若干个轴线互相

8、重合的转动副。二维2Kh行星轮系三.计算机构自由度时应注意的问题（一）虚约束（二）局部自由度局部自由度——机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。21ACB43?21ACB3三.计算机构自由度时应注意的问题（一）虚约束（二）局部自由度（三）正确确定运动副的数目？A2CB134DE56324复合铰链——由个m构件在