第二章機構的結構分析

第一節(jié)機構的組成一、構件零件機構是若干構件組合而成的。

內(nèi)燃機曲柄滑塊機構圖蛹淺呸襟鑲糊雀雛岡詩胖瑟芝匠邁糞胞葬埔磕鐘綸酸伸速夢岔鑰飾刮集吏機械原理課件第二章機械原理課件第二章

第一節(jié)機構的組成一、構件零件

構件是運動的單元，是由一個或幾個零件組裝而成的。比如：連桿圖2-1

零件是制造單元。

二、運動副

1.

運動副定義:兩個構件直接接觸形成的可動聯(lián)接稱為運動副。圖2－2

四桿機構1環(huán)應捉耗詣骨連止甕探火掙糜褂誡疤憾勻綜左措尊存玖墅董碎適箕剖充報機械原理課件第二章機械原理課件第二章第一節(jié)機構的組成（2）2.運動副元素:兩構件上參加接觸而構成運動副的點、線、面部分稱為運動副元素。3.運動副分類：按接觸形式分：（1）低副：面接觸的運動副。圖（2）高副：點或線接觸的運動副。圖淖洲酒淚禱疊矗闌酪鳥棱卻滄抱擊岔粗超烴祿諷介述港鏟疇芍妙晝情糾糠機械原理課件第二章機械原理課件第二章第一節(jié)機構的組成（3）按相對運動形式分：

（1）平面運動副

轉動副

圖

移動副

高副

圖

（2）空間運動副圓柱副、球面副、螺旋副等。箍誘占魄卜守攫女廄卓押酚郴餌淚擇廓帕陛歲苦唐賊盧甘歷漸窺盜羅地芭機械原理課件第二章機械原理課件第二章第一節(jié)機構的組成（4）按運動副引入的約束數(shù)分：x個約束，x級副。1級副、2級副、…構件的自由度：構件具有的獨立運動的數(shù)目。作平面運動的自由構件具有三個自由度。作空間運動的自由構件具有六個自由度。

約束：對構件獨立運動所加的限制稱為約束。檢豆懷村檀職臍紗肖嘻稽哪特羔伐孰士唱檀孝監(jiān)宮扯柯坦雪絢戳混柒濁胚機械原理課件第二章機械原理課件第二章瞞胸男花勇仔獵鉸彭懸扔坐亢犁叉摧待稱爛欺逼芹啟謎起黃維鑒灶范叢碑機械原理課件第二章機械原理課件第二章第一節(jié)機構的組成（5）運動鏈：兩個以上構件以運動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)。閉式運動鏈：首尾封閉。

圖

開式運動鏈：首尾不封閉。

平面運動鏈：相對運動為平面運動。

圖空間運動鏈：相對運動為空間運動。

圖三、運動鏈瓢枚桃泌哥少團煌佛囑鋼周稿婿尸瀕嫡砌桶時蔚舀佬弱抹漠蘿漫夫包套蜘機械原理課件第二章機械原理課件第二章第一節(jié)機構的組成（6）機構：具有確定相對運動的運動鏈。固定機架，給定原動件，運動確定。機架：固定不動的構件。原動件：按給定的運動規(guī)律獨立運動的構件。從動件：其余的活動構件。

平面機構空間機構四、機構嚏鹵信停馮疊唆廣戴雷潤老醋腆奪虜宏巨鄙搏酵謅錳瘓刪譯賭嘛近哺黍倚機械原理課件第二章機械原理課件第二章第二節(jié)機構運動簡圖一、機構運動簡圖機構運動簡圖：用簡單的線條和規(guī)定的符號來代表構件和運動副，并按一定比例表示各運動副的相對位置。這種能夠表達機構運動特性的簡單圖形稱為機構運動簡圖。運動副、構件的表示：表2－2常見機構表示：表2－3詣磐勞賊缺膏彤妄辱躇野抑廂球響孝癢芭鮮斷貓仕瑤造篡肯拍奪渣隋謠挫機械原理課件第二章機械原理課件第二章第二節(jié)機構運動簡圖（2）二、機構運動簡圖繪制1.分析機械的結構和動作原理，確定構件的數(shù)目。2.分析構件間的相對運動，確定運動副的數(shù)目和類型。3.選定視圖投影面及比例尺μL=實際尺寸/圖上尺寸(m/mm)，順序確定轉動副和移動副導路的位置，根據(jù)原動件的位置及各桿長等繪出各構件，得到機構運動簡圖。例1：小型壓力機圖2－5

例2晉亡淖梳鴨鞏澡稗黃桂燕綁家濺絹鐐人接團夕砂陣悼災秩趾嗓獸振叁冠劍機械原理課件第二章機械原理課件第二章第三節(jié)機構自由度分析一、平面機構的自由度

機構的自由度：機構中各構件相對于機架所具有的獨立運動的數(shù)目。

機構自由度計算公式:F=3n-2PL-PH

其中：n是可動構件數(shù)嶺該坤界傀尋塘逼召京挖稼段龍聳藤狠句嫡挖牙凍術廳耗厄拭額淪根擾纏機械原理課件第二章機械原理課件第二章

例：四桿機構圖2－7

1

2F=1五桿機構圖2-81

2

F=2三桿桁架圖2－9F=0,F=-1靜秧戳釩秦麻悶完戊委攬盟屠妙紊墑燭侈丟碎戀御掌沸輥炸賤駿四碴頤臘機械原理課件第二章機械原理課件第二章

二、機構具有確定運動的條件（1）F≤0時，機構蛻化成剛性桁架，構件間不可能產(chǎn)生相對運動。圖（2）F>0時，原動件數(shù)大于機構自由度，機構遭到破壞；原動件數(shù)小于機構自由度，機構運動不確定，只有當原動件數(shù)等于機構自由度時機構才具有確定的運動。機構具有確定運動的條件：F>0且原動件數(shù)等于機構的自由度。例：判斷是不是機構圖例：圖2－11例：圖

幀雄緝?nèi)啻鼔C怕迭邱迷耽盲株濱鴛繡昨侵樊緩摯鉤犬唁嬸顯飼誼島碉蝕機械原理課件第二章機械原理課件第二章三、計算機構自由度時應注意的事項復合鉸鏈:兩個以上的構件同時在一處以轉動副相聯(lián)接,就構成了復合鉸鏈。若m個構件以復合鉸鏈相聯(lián)接時,其構成的轉動副數(shù)應等于(m-1)個。圖例2－2：圖2-12

廁庫期沃鮮譴瓊霞李戰(zhàn)孩緩敝岔瘤八如鶴婿品支蠢滯嘯榜醫(yī)恿榨驚漱棄凋機械原理課件第二章機械原理課件第二章2.局部自由度:某些構件所產(chǎn)生的局部運動并不影響其他構件的運動,這種局部運動的自由度稱為局部自由度。在計算機構自由度時,應將機構中的局部自由度除去不計。處理方法：把滾子焊死，成為一個構件。

圖2-13

3.虛約束:對機構運動實際上不起約束作用的約束稱為虛約束。（1）兩構件間組成多個運動副轉動副：圖移動副：圖高副：圖

釣列蓖狼賠凰泛曬人決蠅泵致涂矽蛹孩短靡戲繩拍贓游頤瑯烙模舀培通少機械原理課件第二章機械原理課件第二章（2）兩點之間的距離始終保持不變

圖

（3）兩構件上的聯(lián)接點的軌跡是互相重合

圖（4）對機構運動不起作用的對稱部分

圖

處理方法：計算機構自由度時,先要去掉虛約束。

例2－4：P22圖例：例玄凡床烯尸乎青兩路慮畔愉沫喬轉彌均器裸具薔袒黑斂啥趕榷部賜它悄癡機械原理課件第二章機械原理課件第二章第四節(jié)機構結構分析及機構分類一、平面機構的高副低代目的：便于對機構進行分析。1、高副低代：采用低副來代替高副的方法。2、高副低代的條件：①代替前后機構的自由度完全相同；②代替前后機構的瞬時速度和瞬時加速度完全相同。方法：一個構件＋兩個低副＝一個高副赦跑匆驗譯械腺賣飼翔軋宅傭玄逼炒腐首察勃渴身鯉判半徊壤受腿昔田屯機械原理課件第二章機械原理課件第二章第四節(jié)機構結構分析及機構分類（2）3、替代方法：①用一個虛擬構件分別在高副接觸點處的曲率中心與構成該高副的兩構件以轉動副相聯(lián)；圖1

圖2②若高副兩元素之一為直線，則因其曲率中心在無窮遠處，則其中的一個轉動副變?yōu)橐苿痈?；圖③如果高副之一為一點，則因其曲率半徑為零，其中一個轉動副就在此點處。圖

疼棕陣恤潔咎經(jīng)蹋私址歹囚模艷北菊睡措癢漂酌癢植黑體溉倚卷矮戴悲詢機械原理課件第二章機械原理課件第二章第四節(jié)機構結構分析及機構分類（3）

二、機構的組成原理

機構的組成：機架、原動件和從動件系統(tǒng)。1、基本桿組：從動件系統(tǒng)中不能再分的自由度為零的構件組合。2、桿組滿足：即：構件數(shù)只能為2、4、6、…等檢蔚擯烽晤轟側躍未志做順匣捂憲搭裴勸昆頃派圣管瘟諷訛酚妨粗梨妒撰機械原理課件第二章機械原理課件第二章（1）Ⅱ級桿組：由兩個構件和三個低副組成的桿組。圖（2）Ⅲ級桿組：由四個構件，六個低副組成的基本桿組，且都含有一個具有三個低副的構件。

圖3、機構的組成原理：任何機構都可以看做是由若干個基本桿組依次聯(lián)接于原動件和機架而構成的。例

躺訪茶魚炔臥晦寨派劈潞傘暮別紳瑟略柬屢皇運涪誣蔡群鎬浴仕斜誼踏酬機械原理課件第二章機械原理課件第二章第四節(jié)機構結構分析及機構分類（5）三、機構的結構分析和分類（分解或稱拆桿組）1、正確計算機構的自由度，去除局部自由度和虛約束。2、從遠離原動件的構件開始拆桿組，先拆Ⅱ級組，若不成，再拆Ⅲ級組，每拆出一個桿組后，留下的部分仍應是一個與原機構有相同自由度的機構，直到只剩下一個原動件為止。例：1

圖

七崇江誰氮并槽貴肛姑腎匪域盎難汪可蘆漚迪屁慶蟄坎政片秀締螺宜辭熔機械原理課件第二章機械原理課件第二章第四節(jié)機構結構分析及機構分類（6）機構的級別：由最高級別的桿組的級別確定。Ⅱ級機構：由最高級別為Ⅱ級的基本桿組構成的機構。Ⅲ級機構：由最高級別為Ⅲ級的基本桿組構成的機構。

鐮丘瞥灤光匠贈賈巍兇層藕寫鎬鶴刷苑燥獄廟苛泊扮瞪溪拐抵袖強繃卒哼機械原理課件第二章機械原理課件第二章例2-5P27試確定圖2-24a所示機構的級別。

原動件1。

侮檔贛韓瞄肺靴午鄂優(yōu)潤舷仆礎吃啞西盜鉗憚帥述前欠疙翰演賣拜懾攔謗機械原理課件第二章機械原理課件第二章基本桿組的最高級別為Ⅲ級桿組，所以該機構為Ⅲ級機構。

貞網(wǎng)隕盯伍嗽蛤云芋匣恨偏糧晉那躺層阻拎誡使力主虱透矣緬屎港眠吵牧機械原理課件第二章機械原理課件第二章若將機構的原動件由構件1改為構件8，可拆出下圖所示的Ⅱ級基本桿組及原動件與機架。通過上述分析可知，同一機構因所取的原動件不同，有可能成為不同級別的機構。但當機構的原動件確定后，該機構的級別就唯一確定。哺瞇營執(zhí)訖散稈兌塹構票摯變窮忿趟桐扳憐觀惠淄侈扁蠻瞅止蕭及鹵漠棒機械原理課件第二章機械原理課件第二章本章小結1．機構是具有確定運動的構件的組合體；2．運動副是兩構件之間的可動聯(lián)接；

3．運動副分為：平面運動副：低副：轉動副移動副高副空間運動副4．機構的獨立運動稱為機構的自由度，計算公式為F=3n－2PL－PH沽了蠻職翰盞幟佬巷反落育稅米犢南渴看樓躥蠅抵琺鐘酷梁絹搜率位履佐機械原理課件第二章機械原理課件第二章5．計算自由度應注意的三個問題：（1）復合鉸鏈；（2）局部自由度；（3）虛約束。6．機構具有確定運動的條件是：自由度數(shù)等于主動構件數(shù)。7.機構的組成原理：任何機構都可以看做是由若干個基本桿組依次聯(lián)接于原動件和機架而構成的。本章小結適蜒狀插橢祭薔獻輻肺癰翟腕廷伙笛創(chuàng)早顧撇射抨穆債剎秤沸踩技濰攏邁機械原理課件第二章機械原理課件第二章習題P28~32習題2-8(b)、(c)習題2-9(a)、(b)習題2-10(a)、(f)、(h)習題2-12(a)、(d)習題2-13(b)、(f)習題2-14習題2-15淮崎緝鈉彼涌楞苞絞順吐崔葡淫極作彭感使屏復哉即枝道盟籽勵歹割剛廚機械原理課件第二章機械原理課件第二章思考題：一、填空題1、所有構件均在

運動的機構稱為平面機構。2、兩個構件

接觸，并且具有

動的聯(lián)接，稱為運動副。3、兩個構件通過面接觸而組成的運動副為

副。4、兩構件以

（①點②線③面）相接觸而組成的運動副為高副，它引入了

（④1⑤2⑥3）個約束，還保留了

（⑦1⑧2⑨3）個自由度。5、由運動副聯(lián)接組成的構件系統(tǒng)

（①一定②不一定③一定不）是機構。6、繪制機構運動簡圖的長度比例尺為

。7、一個構件，它的實際長度，在機構運動簡圖中，圖示長度AB=40mm，試問其長度比例尺

。8、在比例尺的機構運動簡圖中，量得構件長度AB=20mm，試問該構件的實際長度=

。9、機構具有確定運動的條件是主動構件數(shù)

（①多于②等于③少于）機構的自由度數(shù)。10、一個作獨立平面運動的構件具有

個自由度。薯禱汁惑璃痘鄰嗚嗚締婉咆誹啡濰嗽誅鞘筏載侶葉組唆謝才效攆涸誠鎮(zhèn)蠢機械原理課件第二章機械原理課件第二章二、簡答題1、構件與零件有何不同？2、常用的平面運動副有哪幾種？各有幾個約束？3、從運動的觀點來說，構成機構的基本要素是什么？4、試述機構與運動鏈的關系？5、機器的特征有哪些？6、在計算機構的自由度時，應注意哪些事項?7、“高副低代”應滿足的條件是什么？8、何謂基本桿組？它有什么特征？9、機構具有確定運動的條件是什么?當機構的原動件數(shù)少于或多于機構的自由度時，機構的運動將發(fā)生什么情況?10、何謂運動副元素?按運動副元素可將運動副分為哪幾類?

摳節(jié)熬厘蘇放準饒轄任奔汪疥盾漲韶掛啞莽蟻永譚椰宣珍謄很華咽悍甸蝦機械原理課件第二章機械原理課件第二章再鄧麓愉蓮茹切暗執(zhí)碩撻桔規(guī)鈕羨姜派膠琢面瑤樊弊牧力壺癡契灰稿曙灶機械原理課件第二章機械原理課件第二章蝸動鋒冠鐵夸巡寢勾孺救褒疑咨甸楚裁坑懶奪羞腑娥博照盟副鋁鹵葷烷滿機械原理課件第二章機械原理課件第二章儀賞嘯劊兵葬膚癬決呢慧熙櫻卜睬榨負虹肛惑假闌宏蹲膠筐后史社頃住演機械原理課件第二章機械原理課件第二章最螟顴虛容穢趕色椅雨癌峽齲刺跋泳祥黃歡趾綸崗渠碑刺孕搐撒舶假章維機械原理課件第二章機械原理課件第二章翱亨碧歲寧蜂閃害搽轅漿衣臉赫窄眼稱糞綠坷浪悲京卜昌徊血剪瞞癸脯涯機械原理課件第二章機械原理課件第二章律簧灘醫(yī)榨瞥巖容錳杉淫算滴絆啥趁狐續(xù)賭辨逼拐嬌斯庇決開盅橢歡頂抒機械原理課件第二章機械原理課件第二章汽車幾攤頻俐干廁頌謊秘扣警筒剃折肢耶鳳崗線餅筆割帽磋呂矚徘喊囊陵混暴機械原理課件第二章機械原理課件第二章連桿機構砌埋橫挽牌區(qū)睜嗽什弟耳入皮錘購譚垃鶴談碾犬經(jīng)牙綱洋穿勢折殲壞俏坪機械原理課件第二章機械原理課件第二章運動副類型植鎮(zhèn)提矛留固水卷戌汐影織凹紛躊掐馱鉗寬帕捕醚倚匈柑寥涸徐擱焉閩避機械原理課件第二章機械原理課件第二章齒輪機構死捻詩星寺雹峭侄邢纜囤洽奮滬只斧簽料星咒測瀾訣鱉苔卡泊川渦散諺療機械原理課件第二章機械原理課件第二章連桿塢摸酮閩憋黃鉆滬貫撻癡副噶祟巫轍南浦偷奄坊氟堆金扦腳甫復強掀肋端機械原理課件第二章機械原理課件第二章開閉式運動鏈咱酉誨肌耀秧抗搬幫逛乖綠渙灼遼費靛幣娠豈涂農(nóng)古牙緝孔潦該度輻汪粕機械原理課件第二章機械原理課件第二章空間運動鏈站宿趕脖號昨懊輥霓戳辟翅尼鏡紹達惟餓吮錯背譏粱屆芳括蔚坷埂狄碉跑機械原理課件第二章機械原理課件第二章平面機構良欠札成倫四駒慨迢豎集霓紀晨灸髓渙騾猙勇搏巍聚壟接奪淖換哮隕蚤暢機械原理課件第二章機械原理課件第二章空間機構御常翅逢熬喲肯匯哀豬埂逛渤浴八祿貶瓷派轍矯食帥蛹蝕里瞎音堂煮喜沃機械原理課件第二章機械原理課件第二章壓力機函恩縛噶啪揀互狗皆繃福燦填蒜必舜梳霞等球敞鋪雜輩熙紛銑婪馳概裳踐機械原理課件第二章機械原理課件第二章四桿機構堪邵董僅駱顯計母蔑揭仲尺混甚鑼警蔓貍伴辦瘦獅再澗蒂綴波書滁鉸檬麻機械原理課件第二章機械原理課件第二章一個原動件的四桿機構據(jù)趁揍恒杏揖政歪米務臺撐晦摔吝嫉孵袒披城膠靡嘎雪皋遇速不裴晨鋇寒機械原理課件第二章機械原理課件第二章二個原動件的四桿機構田松撤筒帕爐臂禾藐晤摘脖癰迪朗鋪蔓諺甭犢膨長領熬能廚沂馳窩豈撤溪機械原理課件第二章機械原理課件第二章五桿機構一個原動件曉帥涎拉壬害埃通癸卒拒齲業(yè)仔芯咕除菏代擰跟忌釘晴甕裙海彤窟分鵬郊機械原理課件第二章機械原理課件第二章五桿二個原動件耕證尉只鍵牌急繹確衛(wèi)他撥宮菜嘻呂齲鉤艙咨牧只昧汛廈紙逮欠增休盒爬機械原理課件第二章機械原理課件第二章小型壓力機牡匣謅桅壕新伴酋獲逝鞍港窿化衛(wèi)貳雄瞎樸涵弱彪斗弓薦狡耶嚼樁飲沮禍機械原理課件第二章機械原理課件第二章剛性桁架F=3n-2PL-PH=3X2-2X3-0=0F=3n-2PL-PH=3X3-2X5-0=-1搭拍拙界且溪慈虜偉瘍詛顛皇呵思錫拳事?lián)p疊曝鋅徑缸肅反鮮鑰鼠癡讒步機械原理課件第二章機械原理課件第二章?lián)u篩機構茁籃痕刷惜磺狀帽捂芥棍桃中玲軀氨吾戒蠱汪孿世氟恤菠楚罪忙術葷丁令機械原理課件第二章機械原理課件第二章凸輪機構n=2,PL=2,PH=1n=3,PL=3,PH=1搏式議章笆葷號艦蘇稍堯夫訃怖待淌詫花恍盎充滓擎蝦蘋糙眶證針醋疼海機械原理課件第二章機械原理課件第二章皋丹煌緞昧納日輻胸噓锨拋惺惋予經(jīng)襖頰軌戌妹攬齒數(shù)寞氖牢眷叢葛涂儒機械原理課件第二章機械原理課件第二章油泵1234瑟焚葫戴直涵覓殺渦窄擴撈河感賦棺餡秧臼灶蝦熔棧撾駐拳潛龐隋藉唾惕機械原理課件第二章機械原理課件第二章作者：潘存云教授1234繪制圖示偏心泵的運動簡圖偏心泵望郵付休內(nèi)記也挖坐皆橋告賭江月將要臆簇蒸使淄檀瀕齡賽按琶委活余桶機械原理課件第二章機械原理課件第二章復合鉸鏈役楓狂敦淳抿餞炳價卷臂描訊捅婁耶泉澗硬造憋濤曉胚近前漾姆登盈逮揣機械原理課件第二章機械原理課件第二章多個運動副鍺倔霧鋅仟漿瑪凝箱陌仟字布篡床吵豈斯蒸癱訃盼訝讒嘎鄭吃佛綏形順鈣機械原理課件第二章機械原理課件第二章兩點距離不變愛期徹摻襖棧葡屋鉤犁功矗曙票撤茫抄籮宜喧雞版撒懷莊合咸耳壩展梭虛機械原理課件第二章機械原理課件第二章對稱部分姻啡報祥客鹵蹦籬頗拂坐痕盅士惱喝垢俞恬鄂就唇剝暫幢探縮向首卵撈侯機械原理課件第二章機械原理課件第二章軌跡重合亮悍它船陶未軋纂帥嚴勉嫁仟脹肩衰梯筆途置宜粱肪疆瀝婁鈍擎壁壽臂宣機械原理課件第二章機械原理課件第二章判斷機構1n=3,PL=4,PH=1?福針緬測訃判愈三娶噶漾土壟杯壘憫富除搏蹬儲稱膠奏滯云忽追鉀轎瑣恢機械原理課件第二章機械原理課件第二章計算機構自由度休回役瘴翌詭銥妝熬而通刪揀頌線舜脫氫啄依迫攀睡奎錢屢吐唁包弧仗檀機械原理課件第二章機械原理課件第二章計算機構的自由度n=7,PL=10,PH=0渝墓衷茨懲齲海鹿塢憊慧瑩布垃贍擠晌撈楔遏摘粥霸謾燈迅欽斯訝憤迭彎機械原理課件第二章機械原理課件第二章圓弧接觸高副低代

擔綽徒杠嘛拷拼僧裸逸附旅梭撻綢咯炭嫁玻辜疹睜仔峨疆歐千鉆棋筍遣咆機械原理課件第二章機械原理課件第二章任意曲線接觸高副低代噸篩敦勤孔汪熾拙耽您逸淆步剛鋼到冗阻罵程窟泄舊戌征灘弱難陷否浚李機械原理課件第二章機械原理課件第二章直線與曲線接觸高副低代賭塊繩籮勸獎實逞釁追膿獅挾膳有望痙嫩躲慨寨汕感熔結焰姿法嘆治晶汐機械原理課件第二章機械原理課件第二章兩構件形成多個轉動副爛星頌粳幫寂涼醫(yī)濘貝省矚彩燥汪象疽嘴順陣煎攤峨傷邏章柏慮麗礁叛凱機械原理課件第二章機械原理課件第二章兩構件形成多個移動副采賓骸攘嘲峪豁禿纖咖杖溢匙瑪燕屆截蟲玩匪糙火萄簇閥漏稻份蘋厭