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第一章　机构的结构设计 运动副的分类 ● 按运动副引入的约束数分类 I级副(Class I kinematic pair)、II级副、III级副、IV级副、V级副。 ● 按运动副的接触形式分类 面与面接触的运动副—低副(Lower pair) 　 点、线接触的运动副—高副(Higher pair) ● 按两构件相对运动的形式分类 平面运动副(Planar kinematic pair) 空间运动副(Spatial kinematic pair) ● 按接触部分的几何形状分类 圆柱副、球面副、螺旋副、球面–平面副、平面–平面副、球面–圆柱副、圆柱–平面副等等。 运动副举例 　 平面机构是应用最广泛的机构。 平面运动副的约束数为1? s ?2。 　 点、线接触的平面运动副—平面高副　　　　 运动副的封闭 保持运动副元素之间的接触称为运动副的封闭。 ● 几何封闭(Geometric closure) ● 力封闭(Forced closure) 　 3. 运动链(Kinematic chain) 　　两个以上构件用运动副联接的构件系统。 4. 机构 　　 运动链的生成是创造、获取新机构的重要手段。运动链的设计只关注构件数和联接这些构件的运动副的数量和类型，所以又称为机构的型数综合(Type and number synthesis)。 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(Planar mechanism)和空间机构(Spatial mechanism)。 　　 1. 运动简图 　　机构运动简图(Kinematic sketch)是从运动学角度出发，将实际机械中与运动无关的因素加以抽象和简化后，得到的反映实际机械的运动特性和运动传递关系的图形。 　　机构运动简图应满足的条件： 　　⑴ 构件数目与实际机构相同； 　　⑵ 运动副的性质、数目与实际机构相符； 　　⑶ 运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。 　　机构示意图为不严格按比例绘制的简图，用于表达机械的结构特征。 　　 2. 机构运动简图的绘制 　　步骤： 　　⑴ 分析机械的动作原理、组成情况和运动情况，确定原动件、机架、执行部分和传动部分。 　　⑵ 沿着运动传递路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。 　　⑶ 选择与机械多数构件的运动平面平行的平面，作为机构运动简图的视图平面。 　　⑷ 选择适当的机构运动瞬时位置和比例尺?l(m?mm)，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单线条，绘制机构运动简图。 　　⑸ 从原动件开始，按运动传递顺序标出各构件的编号和运动副代号。在原动件上标出箭头以表示其运动的方向。 平面机构运动简图绘制举例 运动链自由度计算举例 　　　2. 运动链成为机构的条件 　　判断所设计的运动链是否能成为机构，是提出新的设计方案时自行评价方案可行性的关键步骤。 　　 在F?0的条件下，进一步判断运动链是否具有确定的运动。 　　平面五杆运动链 　　平面四杆运动链 ● 复合铰链(Compound hinges) 　 定义：两个以上的构件在同一处以转动副联接所构成的运动副。 　　k个构件组成的复合铰链，有(k-1)个转动副。 　　 准确识别复合铰链举例 　　关键：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副 　 ● 虚约束(Redundant constraint, Passive constraint) 　 定义：机构中不起独立限制作用的重复约束。 　 计算具有虚约束的机构的自由度时，应先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除去。 　　虚约束发生的场合 　　 2. 运动链结构公式推导法 　　改写前述公式 F=1的运动链　　　 N3?2N4?5N5?N?4 N?N2?N3?N4?N5 式中，Nk表示k副构件的数目。 　　基本杆组应满足的条件 F?3n?2pL?0 　即 　n ? (2?3)pL ⑵ n?4，pL?6的多杆组 ① III级组 　　② IV级组 　　杆组不同的构形解即各构件的相对位置解，又称为杆组的装配模式(Assemble modes)。 　 　　 2. 机构的组成原理 　　基本概念 　　基本机构—仅由一个基本杆组构成的机构。 　　复合机构—由一个以上基本杆组构成的机构。 　　按基本杆组的机构