第一章機構(gòu)的組成及其自由度的計算,1.1機構(gòu)的組成1.2機構(gòu)運動簡圖1.3機構(gòu)具有確定運動的條件1.4平面機構(gòu)自由度的計算1.5平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析,1,本章的主要內(nèi)容,1、主要內(nèi)容機構(gòu)的組成及其具有確定運動的條件機構(gòu)運動簡圖及其繪制機構(gòu)的組成原理和機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類2、重點機構(gòu)具有確定運動的條件和平面機構(gòu)自由度的計算機構(gòu)的組成分析和機構(gòu)的級別判別。3、難點虛約束的判別,2,1.1機構(gòu)的組成,1.構(gòu)件2.運動副3.運動鏈4.機構(gòu),3,構(gòu)件,機構(gòu)是怎樣組成的？連接：運動副運動單元：構(gòu)件運動單元+連接運動鏈運動鏈+機架機構(gòu),4,運動副:兩個構(gòu)件直接接觸并產(chǎn)生某些相對運動的可動聯(lián)接,兩個構(gòu)件上參加接觸的運動副表面稱運動副元素，運動副的元素是點、線、面。,5,運動副分類：空間和平面運動副,平面運動副,空間運動副,6,平面運動副：兩構(gòu)件相對運動為平面運動的運動副,低副：面接觸的運動副（回轉(zhuǎn)副、移動副）,7,高副:點、線接觸的運動副,8,平面運動副符號：,9,空間運動副的符號,10,3.運動鏈運動鏈：構(gòu)件通過運動副聯(lián)接而成的相對可動的系統(tǒng)。,11,運動鏈成為機構(gòu)的條件：將運動鏈的一個構(gòu)件固定，當(dāng)它的一個或幾個構(gòu)件作獨立運動時，其余構(gòu)件隨之作確定的運動，這種運動鏈便成為機構(gòu)。顯然，不能運動或無規(guī)則亂動的運動鏈都不能成為機構(gòu)。,為使運動鏈獲得確定的相對運動，構(gòu)件的總數(shù)、運動副類型和數(shù)量以及獨立運動數(shù)目必須符合一定的關(guān)系，將在自由度計算中加以論述。,12,1.2機構(gòu)運動簡圖,在對現(xiàn)有機械進(jìn)行分析或設(shè)計新機器時，都需要繪出其機構(gòu)運動簡圖。1.機構(gòu)運動簡圖的定義機構(gòu)運動簡圖根據(jù)機構(gòu)的運動尺寸，按一定的比例尺定出各運動副的位置，采用運動副及常用機構(gòu)運動簡圖符號和構(gòu)件的表示方法，將機構(gòu)運動傳遞情況表示出來的簡化圖形。機構(gòu)示意圖按比例繪出不嚴(yán)格的，只表示機械結(jié)構(gòu)狀況的簡圖。,13,2.機構(gòu)運動簡圖的繪制,繪制方法及步驟：（1）搞清機械的構(gòu)造及運動情況，沿著運動傳遞路線，查明組成機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運動副的類別及其位置；（2）選定視圖平面；（3）選適當(dāng)比例尺，作出各運動副的相對位置，再畫出各運動副和機構(gòu)的符號，最后用簡單線條連接即得機構(gòu)運動簡圖。,14,舉例1小型壓力機,15,舉例2內(nèi)燃機,16,1.3機構(gòu)具有確定運動的條件,構(gòu)件自由度:構(gòu)件具有獨立運動參數(shù)的數(shù)目機構(gòu)自由度:機構(gòu)具有獨立運動參數(shù)的數(shù)目,17,一個構(gòu)件的平面運動有三個自由度,無約束,18,平面運動副的約束,19,平面運動副的約束,高副約束1個自由度,20,1.4平面機構(gòu)的自由度計算公式,n個活動構(gòu)件（不包括機架）,pl個低副,ph個高副，則自由度計算公式:F=3n-(2pl+ph),21,舉例3,22,機構(gòu)具有確定運動的條件,原動件數(shù)=機構(gòu)的自由度,23,計算平面機構(gòu)自由度時的注意事項,復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件通過回轉(zhuǎn)副并聯(lián)在一起局部自由度：機構(gòu)中某構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運動并不影響整個機構(gòu)中其它構(gòu)件的運動虛約束：機構(gòu)中某些運動副或某些運動副與構(gòu)件的組合所形成的約束與其它約束重復(fù)而不再起作用,24,舉例4,25,虛約束注意事項,兩構(gòu)件連接前后軌跡重合點兩構(gòu)件某兩點間的距離始終不變兩構(gòu)件組成多個移動副兩構(gòu)件組成多個轉(zhuǎn)動副不影響機構(gòu)運動的重復(fù)部分,26,1.5平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析,組成原理結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)分析,27,基本桿組：（低副）,構(gòu)件組去掉機架和原動件后剩下的F=0的最小運動鏈。F=3n-2pl=0級別：n24pl36,28,結(jié)構(gòu)分類：桿組為幾級？什么形式？例如級組：二桿三副組,外接副：與桿組以外的構(gòu)件相連的運動副內(nèi)接副：與桿組內(nèi)部的構(gòu)件相連的運動副,29,例如級組：三桿六副組特點：其中一個構(gòu)件上有三個內(nèi)接副,30,舉例5,31,結(jié)構(gòu)分析：從遠(yuǎn)離原動件的構(gòu)件開始，盡可能拆成最低的桿組，每拆完一個桿組，保證剩下的桿組自由度為零。對剩下的桿組再拆時，仍從最遠(yuǎn)端開始拆，每拆一次桿組，均從最低級的桿組開始，無法拆時，再試拆高一級的桿組。所拆桿組中，級別最高的桿組為該機構(gòu)的桿組級別,32,顎式破碎機機構(gòu)簡圖及桿組拆法,組成原理：原動件+機架+桿組（F=0),33,平面機構(gòu)中的高副低代,高副低代的原則：代替前后機構(gòu)的自由度完全相同代替前后機構(gòu)的瞬時速度和瞬時加速度完全相同,34,高副低