[工学]第1章 平面机构的结构分析.ppt

机械原理 1 平面机构的结构分析 1.1研究机构结构的目的 运动的可能性和确定性 (机构能否运动；怎样才具有确定的相对运动) 对各种类型和型式的机构按结构分类以便于分析运动和动力 帮助正确绘制机构运动简图 （设计新机构； 分析现有机构的基础） 指导设计和创新 1.2 机构的组成及平面运动副 1.2.1平面机构的组成 1.2.2 运动副 1.2.2.1 几个基本概念 运动副--两构件相接触而形成的可动联接 运动副元素--参加接触形成运动副的点、线、面 面 低副-- 转动副，移动副 副元素类型 线 点 高副 1.2.2.2 运动副对构件运动的影响 1.2.2.3 两个构件形成运动副的相对运动 低副 转动副 --- S=2 F=3-S=3-2=1 或称回转副、铰链 移动副 --- S=2 F=3-2=1 棱柱副 高副 S=1 F=3-1=2 1.2.3 运动链 两个以上构件以运动副联接而成的系统称为运动链 若组成运动链的每个构件至少包含两个运动副元素，则构件构成封闭系统，称为闭链 若运动链中有的构件只包含一个运动副元素，便称为开链 1.2.4、机构 1.3 平面机构运动简图 1.3.1 机构运动简图 : 1.3.3构件和运动副规定的符号 移动副： 高 副：按实际轮廓画 构件表示法：确定运动副的位置后用线条连接 1.3.4 机构运动简图绘制步骤： 确定机架、主、从动件 判别运动副类型，确定位置 合理选择视图，定比例尺μl= mm/mm 绘图（机架、主动件、从动件） 1.4 平面机构的自由度 机构具有确定运动的条件： 机构的自由度数目与机构中原动件数目一致。 2、局部自由度——对机构输出件的运动没有影响的多余自由度 单构件高副组 2 1 3 A B C D 三构件高副组 含有高副的 当n = 2时，Pl = 3 有下列型式 2 D C 1 B D C 2 1 D C B D C B 级组 2 1 B C D 3 4 1 2 2 4 级组——包含有三个内副元素 的刚性构件的杆组。 1 3 2 1 3 4 级组——包含四个构件 组成封闭四边形的杆组。 1 当n = 4时，Pl = 6 基本型式为 当n = 6时，Pl = 9 复杂很少使用 基本杆组的类型（按杆组中包含封闭形分类） 杆组中具有1个五边形 杆组中具有1个四边形 至少一构件具3个低副 每构件含2个低副 决定级别的封闭形 Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ 杆组类别 机构的组成：原动件 + 机架 + 杆组 即：任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次联结到 原动件和机架上去的方法来组成。 错误并接 两种并接 E 4 F 5 2 3 B C D 6 1 A 1 A 6 2 3 B C D E 4 F 5 1 .高副低代—— 把机构中的高副根据一定的条件用虚拟的低副来等效地代替。 2 .高副低代的条件—— （1）代替前后机构的自由度数不变； （2）代替前后机构的瞬时速度和加速度不变。 3 .高副低代的方法—— 用两端各装有一个转动副的 构件取代高副，其转动副的中心 位于高副元素的曲率中心处。 1.5.3平面机构的低副代替高副法 高副低代的四种情形： 曲线对曲线 曲线对直线 曲线对点 点对直线（较少） 特殊情况，副元素曲线为圆 一般情况，副元素为一般曲线 特殊情况 一般情况 2 1 3 B 2 1 A C 3 2 1 A C B 3 2 O 1 n n 1.5.4.平面机构中的结构分析 1 .机构的结构分析—— 是将已知机构分解为若干杆组，并确定杆组的级别和类型。 2 .机构结构分析的过程—— （1）计算机构的自由度，去除虚约束、局部自由度，并高副低代， A B C D O E F G H A B C D E F G O H （2）先试拆 级组，若拆不出 级组，再试拆 级组。 （3）确定机构的级别，以机构杆组的最高级别命名机 构的级别。 F A B C D E G O H F G O A B C D H E 注意：对远离主动件的杆组先拆起。 例： * * 构件（运动的单元） 机构 运动副 面接触 线接触 点接触 两构件间有x.y.θ三个相对独立运动(自由度)或称谓三个自由度,用F表示。 1.未形成