第二章 機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)分析

1、機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)： 1 1、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制; ; 2 2、自由度計(jì)算方法。、自由度計(jì)算方法。 3 3、平面機(jī)構(gòu)的組成平面機(jī)構(gòu)的組成 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)： 1 1、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制；平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制； 2 2、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)注意的事項(xiàng)。、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)注意的事項(xiàng)。 3 3、平面機(jī)構(gòu)的組成平面機(jī)構(gòu)的組成 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的 1.1.研究機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫

2、法研究機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法 2.2.了解機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件了解機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 3.3.研究機(jī)構(gòu)的組成原理及結(jié)構(gòu)分類研究機(jī)構(gòu)的組成原理及結(jié)構(gòu)分類 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 1.1.構(gòu)件構(gòu)件 零件零件 第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 自由度自由度：構(gòu)件相對(duì)于其它構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)：構(gòu)件相對(duì)于其它構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng) 約束：約束：對(duì)自由度的限制對(duì)自由度的限制 2.2.運(yùn)動(dòng)副：運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件之間的可動(dòng)聯(lián)接兩個(gè)構(gòu)件之間的可動(dòng)聯(lián)接 運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素：參加接觸構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分：參加接觸構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)

3、構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 3. 3. 運(yùn)動(dòng)副的分類：運(yùn)動(dòng)副的分類： 1 1）按接觸情況）按接觸情況 高副：點(diǎn)、線接觸高副：點(diǎn)、線接觸 低副：面接觸低副：面接觸轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈）轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈） 移動(dòng)副移動(dòng)副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2）. 按構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分按構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分 轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈）轉(zhuǎn)動(dòng)副（鉸鏈） 移動(dòng)副移動(dòng)副 螺旋副：螺旋副：螺旋運(yùn)動(dòng) 球面副：球面副：球面運(yùn)動(dòng) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 3）. 按相對(duì)運(yùn)動(dòng)平面分按相對(duì)運(yùn)動(dòng)平面分 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副: :兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為 空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副

4、: :兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副 平面高副 平面低副 移動(dòng)副 轉(zhuǎn)動(dòng)副 空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副 球面副 螺旋副 4）. 按引入的約束數(shù)分按引入的約束數(shù)分 X X級(jí)運(yùn)動(dòng)副級(jí)運(yùn)動(dòng)副指引入指引入X X個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副。個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副。 級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副級(jí)副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 移動(dòng)副移動(dòng)副 級(jí)副級(jí)副 螺旋副螺旋副 球面副球面副 級(jí)副級(jí)副 級(jí)副級(jí)副 齒輪高副齒輪高副 級(jí)副級(jí)副 凸輪高副凸輪高副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 常見主要平面運(yùn)動(dòng)副及其自由度和約束常見主要平面運(yùn)動(dòng)副及

5、其自由度和約束 引入約束：引入約束： 自 由 度 ：自 由 度 ： 平面平面I級(jí)副級(jí)副 2個(gè)個(gè)zt , 1個(gè)個(gè) n 平面高副平面高副 齒輪副齒輪副凸輪副凸輪副 1 n n t t 2 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 平面低副平面低副 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副移動(dòng)副 2 1 1 2 1 2 x y 1 2 x y 引入約束：引入約束： 自 由 度 ：自 由 度 ： 平面平面II級(jí)副級(jí)副 yx , 2個(gè)個(gè) 1個(gè)個(gè) z zy , 2個(gè)個(gè) 1個(gè)個(gè) x 平面平面II級(jí)副級(jí)副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 4.運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈 閉鏈閉鏈 開鏈開鏈 平面運(yùn)動(dòng)鏈平面運(yùn)動(dòng)鏈 空間運(yùn)動(dòng)鏈空間運(yùn)

6、動(dòng)鏈 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào) 兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副 1 2 1 2 2 1 2 1 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 空空 間間 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng) 副副 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 5.5.機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 1.1.固定件固定件 3.3.從動(dòng)件從動(dòng)件

7、 2.2.原動(dòng)件原動(dòng)件 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)零件零件構(gòu)件構(gòu)件機(jī)器機(jī)器 焊焊 接接 鉚鉚 接接 螺螺 栓栓 聯(lián)聯(lián) 接接 鍵鍵 聯(lián)聯(lián) 接接 控控 制制 單單 元元 輔輔 助助 系系 統(tǒng)統(tǒng) 固定固定 聯(lián)接聯(lián)接 可動(dòng)可動(dòng) 聯(lián)接聯(lián)接 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng) 鏈鏈 機(jī)機(jī) 架架 原原 動(dòng)動(dòng) 件件 高高 副副 低低 副副 移動(dòng)副移動(dòng)副 轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件鏈成為機(jī)構(gòu)的條件 1）將運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)構(gòu)件）將運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)構(gòu)件 固定為機(jī)架；固定為機(jī)架； 2）必須有原動(dòng)件。）必須有原動(dòng)件。 1 2 3 4 A B C D 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)的

8、真實(shí)運(yùn)動(dòng)真實(shí)運(yùn)動(dòng)僅與機(jī)構(gòu)中的僅與機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)情況（轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)情況（轉(zhuǎn) 動(dòng)副、移動(dòng)副及高副等）和機(jī)構(gòu)的動(dòng)副、移動(dòng)副及高副等）和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸運(yùn)動(dòng)尺寸（由各運(yùn)動(dòng)副（由各運(yùn)動(dòng)副 的相對(duì)位置確定的尺寸）有關(guān)，而的相對(duì)位置確定的尺寸）有關(guān)，而與機(jī)構(gòu)的外形尺寸等因與機(jī)構(gòu)的外形尺寸等因 素?zé)o關(guān)。素?zé)o關(guān)。 第三節(jié)第三節(jié) 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 一、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：一、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖： 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)的示意圖：機(jī)構(gòu)的示意圖：指為了表明機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)狀況指為了表明機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)狀況, , 不要求嚴(yán)格不要求嚴(yán)格 地按比例而繪制的簡(jiǎn)圖。地按比例而繪制的簡(jiǎn)圖。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

9、簡(jiǎn)圖：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：指根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)指根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 尺寸尺寸, , 按一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng)按一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng) 副的位置副的位置, , 并用國(guó)標(biāo)規(guī)定的簡(jiǎn)單線并用國(guó)標(biāo)規(guī)定的簡(jiǎn)單線 條和符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，繪制條和符號(hào)代表構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，繪制 出表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)明圖形。出表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)明圖形。 B A A B (a) (b) B A A B (a) (b) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械

10、原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 1. 分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理 沿著傳動(dòng)路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沿著傳動(dòng)路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 關(guān)系，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目關(guān)系，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目 3. 選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面 選擇原則選擇原則 1 1） 清楚表達(dá)機(jī)構(gòu)的主體部分；清楚表達(dá)機(jī)構(gòu)的主體部分； 2 2） 盡可能反映機(jī)構(gòu)的全面運(yùn)動(dòng)；盡可能反映機(jī)構(gòu)的全面運(yùn)動(dòng)； 3 3 ）可以選擇其他視圖平面作為補(bǔ)充。）可以選擇其他視圖平面作為補(bǔ)充。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)

11、構(gòu)分析 4. 繪圖繪圖 選擇機(jī)架選擇機(jī)架 提取構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸提取構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸 確定比例尺確定比例尺 選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài)選擇機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài) 確定各運(yùn)動(dòng)副位置，繪圖確定各運(yùn)動(dòng)副位置，繪圖 編號(hào)：編號(hào)：A、B、C 表示運(yùn)動(dòng)副表示運(yùn)動(dòng)副 1、2、3 表示構(gòu)件表示構(gòu)件 O1、O2表示固定轉(zhuǎn)軸表示固定轉(zhuǎn)軸 原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 例例1、顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 例例2、牛頭刨床牛頭刨床的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)

12、構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 練習(xí)練習(xí) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù) = = 自由度數(shù)自由度數(shù) 00 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第五節(jié)第五節(jié) 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式：平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式： F=3n- -2 Pl - - Ph 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)低副數(shù)低副數(shù) 高副數(shù)高副數(shù)

13、 移動(dòng)副移動(dòng)副 1 2 高高 副副 2 1 回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副 1 2 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 自由度數(shù)自由度數(shù) 約束數(shù)約束數(shù) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 例例1: 1: A B C 3 2 1 4 解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n = 低副數(shù)低副數(shù)PL= F=3n 2PL PH =33 24 =1 高副數(shù)高副數(shù)PH= 3 4 0 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 1 2 3 4 5 例例2: 2: 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 例例3 3: 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第六節(jié)第六節(jié) 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

14、 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2 4 3 兩個(gè)以上構(gòu)件同在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接。兩個(gè)以上構(gòu)件同在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接。 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 m個(gè)構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈聯(lián)接所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為個(gè)構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈聯(lián)接所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為(m-1)個(gè)。個(gè)。 一、要正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目一、要正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 兩構(gòu)件在幾處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副且導(dǎo)路互相平行兩構(gòu)件在幾處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副且導(dǎo)路互相平行 或重合，只能算一個(gè)移動(dòng)副?；蛑睾?，只能算一個(gè)移動(dòng)副。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 兩個(gè)構(gòu)件組成在幾處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副且各轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線是兩個(gè)構(gòu)件組成在幾處

15、構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副且各轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線是 重合的，只能算一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。重合的，只能算一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副，且各接觸若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副，且各接觸 點(diǎn)處的公法線重合點(diǎn)處的公法線重合, ,則只能算一個(gè)平面高副。則只能算一個(gè)平面高副。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副，若公法線若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副，若公法線 方向不重合，將提供各方向不重合，將提供各2 2個(gè)約束。個(gè)約束。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 解決方案解決方案:假想滾子和安裝滾子的構(gòu)件固接為一個(gè)整體假

16、想滾子和安裝滾子的構(gòu)件固接為一個(gè)整體 二、局部自由度二、局部自由度FF 構(gòu)件所具有的與其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的局部運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件所具有的與其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的局部運(yùn)動(dòng)。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 虛約束虛約束PP 為改善構(gòu)件的受力狀態(tài)、剛度、強(qiáng)度等所為改善構(gòu)件的受力狀態(tài)、剛度、強(qiáng)度等所 引入的約束，不起獨(dú)立的約束作用。引入的約束，不起獨(dú)立的約束作用。 注意：注意：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí), , 應(yīng)將應(yīng)將虛約束虛約束除去不計(jì)。除去不計(jì)。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 虛約束常出現(xiàn)的情況：虛約束常出現(xiàn)的情況： 1. 如果

17、轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的是兩構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)如果轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的是兩構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)軌跡相重合軌跡相重合的點(diǎn)，的點(diǎn)， 則該聯(lián)接引入則該聯(lián)接引入1個(gè)虛約束個(gè)虛約束; 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2.2.若兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變，若兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變， 也將也將帶入帶入1 1個(gè)虛約束。個(gè)虛約束。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 3.3.某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱部分或重復(fù)部分所帶某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱部分或重復(fù)部分所帶 入的約束為虛約束。入的約束為虛約束。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束? a.使受

18、力狀態(tài)更合理使受力狀態(tài)更合理 b.使機(jī)構(gòu)平衡使機(jī)構(gòu)平衡 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2 1 3 4 5 6 7 8 A B C D E F G H I 局部自由度虛約束 復(fù)合鉸鏈 解：解：F=3F=36-26-27-2=27-2=2 例例1 1：AB / EF /CDAB / EF /CD且且AB = EF =CDAB = EF =CD，計(jì)算其自由度。計(jì)算其自由度。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 局部自由度 復(fù)合鉸鏈 虛約束 例例2： 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 小結(jié)小結(jié) 存在于轉(zhuǎn)動(dòng)副處存在于轉(zhuǎn)動(dòng)副處 正確處理方法：正確處理方法：復(fù)合鉸鏈處有

19、復(fù)合鉸鏈處有mm個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件 則有則有( (m-1m-1) )個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副 常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動(dòng)摩擦變常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動(dòng)摩擦變 成滾動(dòng)摩擦所增加的滾子處。成滾動(dòng)摩擦所增加的滾子處。 正確處理方法：正確處理方法：計(jì)算自由度時(shí)將局部自由計(jì)算自由度時(shí)將局部自由 度減去。度減去。 存在于特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下。存在于特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下。 正確處理方法：正確處理方法：將引起虛約束的構(gòu)件和將引起虛約束的構(gòu)件和 運(yùn)動(dòng)副除去不計(jì)。運(yùn)動(dòng)副除去不計(jì)。 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 一、機(jī)構(gòu)的組成原理一、機(jī)構(gòu)的組成原理 原動(dòng)件原動(dòng)件機(jī)架機(jī)架從動(dòng)桿系從動(dòng)桿系機(jī)構(gòu)機(jī)

20、構(gòu) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 從動(dòng)桿系必為F=0的開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈 分拆為一系列最簡(jiǎn)單的F=0的開鏈開鏈 基本桿組基本桿組機(jī)構(gòu)中不能再拆的自由度為零的構(gòu)件組。機(jī)構(gòu)中不能再拆的自由度為零的構(gòu)件組。 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)原動(dòng)件原動(dòng)件 機(jī)架機(jī)架 機(jī)構(gòu)組成原理：機(jī)構(gòu)組成原理： 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 二、基本桿組的類型二、基本桿組的類型 n Pl 68 912 較為復(fù)雜，不常用較為復(fù)雜，不常用 II級(jí)桿組級(jí)桿組III級(jí)桿組級(jí)桿組 F = 3 n 2 Pl = 0由桿組的定義：由桿組的定義： 3 n =2 Pl 機(jī)械原理機(jī)械

21、原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 級(jí)桿組級(jí)桿組n=2、Pl=3，一個(gè)一個(gè)內(nèi)副內(nèi)副，兩個(gè)，兩個(gè)外副外副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 級(jí)桿組級(jí)桿組n=4、Pl=6，三個(gè)三個(gè)內(nèi)副內(nèi)副，三個(gè)，三個(gè)外副外副 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 三、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類三、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)機(jī)構(gòu)中基本桿組的級(jí)別進(jìn)行分類。 級(jí)機(jī)構(gòu)級(jí)機(jī)構(gòu)只由機(jī)架和原動(dòng)件組成的機(jī)構(gòu) （杠桿機(jī)構(gòu)、斜面機(jī)構(gòu)）。 II級(jí)機(jī)構(gòu)級(jí)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中基本桿組的最高級(jí)別為II級(jí)。 III級(jí)機(jī)構(gòu)級(jí)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中基本桿組的最高級(jí)別為III級(jí)。 3 4 原動(dòng)件原動(dòng)件 F=1 1 2 A B C II級(jí)桿組級(jí)桿組 F=0 1 2

22、 3 4 A B C 例如，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)： II級(jí)機(jī)構(gòu)級(jí)機(jī)構(gòu) 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 四、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析四、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 結(jié)構(gòu)分析目的結(jié)構(gòu)分析目的 了解機(jī)構(gòu)的組成，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。了解機(jī)構(gòu)的組成，確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。 把機(jī)構(gòu)分解為基本桿組、機(jī)架和原動(dòng)件。把機(jī)構(gòu)分解為基本桿組、機(jī)架和原動(dòng)件。 結(jié)構(gòu)分析的過程結(jié)構(gòu)分析的過程 從離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的構(gòu)件開始試拆從離原動(dòng)件最遠(yuǎn)的構(gòu)件開始試拆，先拆，先拆II級(jí)組，若不級(jí)組，若不 成，再拆成，再拆III級(jí)組，每拆出一個(gè)桿組后，機(jī)構(gòu)的剩余部分仍級(jí)組，每拆出一個(gè)桿組后，機(jī)構(gòu)的剩余部分仍 應(yīng)是一個(gè)與原機(jī)構(gòu)有相同自由度的機(jī)構(gòu)，應(yīng)是一個(gè)與原機(jī)構(gòu)有相同自由度的機(jī)構(gòu)，直到只剩原動(dòng)件直到只剩原動(dòng)件 為止為止。 桿組拆分原則桿組拆分原則 機(jī)械原理機(jī)械原理機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析步驟機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析步驟 正確計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度正確計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度 （除去機(jī)構(gòu)中的虛約束和局