考研機(jī)械原理課件第1章_機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一一. 基本概念基本概念 1. 機(jī)械機(jī)械 : 機(jī)器機(jī)器與與機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的總稱。的總稱。 機(jī)器機(jī)器 : 具有三個(gè)共性。具有三個(gè)共性。 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) : 只具有機(jī)器的前兩個(gè)共性。只具有機(jī)器的前兩個(gè)共性。 2. 構(gòu)件構(gòu)件與與零件零件 零件零件 制造單元制造單元 構(gòu)件構(gòu)件 運(yùn)動(dòng)單元運(yùn)動(dòng)單元 構(gòu)件可以由一個(gè)零件或多個(gè)零件剛接而成構(gòu)件可以由一個(gè)零件或多個(gè)零件剛接而成 3. 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 : 兩構(gòu)件通過表面直接接觸而形成的兩構(gòu)件通過表面直接接觸而形成的可動(dòng)聯(lián)接可動(dòng)聯(lián)接。 運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素: 兩構(gòu)件表面直接接觸的兩構(gòu)件表面直接接觸的點(diǎn)點(diǎn)、線線、面面

2、。機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析2 4. 運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類： 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件：兩構(gòu)件在同一平面內(nèi)在同一平面內(nèi)作相對運(yùn)動(dòng)作相對運(yùn)動(dòng) 平面平面低副低副 兩構(gòu)件以兩構(gòu)件以面接觸面接觸構(gòu)成的可動(dòng)聯(lián)接構(gòu)成的可動(dòng)聯(lián)接 平面平面高副高副 兩構(gòu)件以兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸點(diǎn)或線接觸構(gòu)成的可動(dòng)聯(lián)接構(gòu)成的可動(dòng)聯(lián)接 平面低副：平面低副：轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 聯(lián)接的兩構(gòu)件只能聯(lián)接的兩構(gòu)件只能作相對轉(zhuǎn)動(dòng)作相對轉(zhuǎn)動(dòng) 移動(dòng)副移動(dòng)副 聯(lián)接的兩構(gòu)件只能聯(lián)接的兩構(gòu)件只能作相對移動(dòng)作相對移動(dòng) 空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副：兩構(gòu)件兩構(gòu)件在不同平面內(nèi)在不同平面內(nèi)作相對運(yùn)動(dòng)作相對運(yùn)動(dòng) 5. 運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈 : : 多個(gè)構(gòu)件以運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成的

3、系統(tǒng)多個(gè)構(gòu)件以運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成的系統(tǒng) 分類分類 ：空間運(yùn)動(dòng)鏈、平面運(yùn)動(dòng)鏈：空間運(yùn)動(dòng)鏈、平面運(yùn)動(dòng)鏈 閉式運(yùn)動(dòng)鏈、開式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈、開式運(yùn)動(dòng)鏈 6. 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) ：有機(jī)架并有確定運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈：有機(jī)架并有確定運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈 分類分類 ：平面機(jī)構(gòu)、空間機(jī)構(gòu)：平面機(jī)構(gòu)、空間機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析3二二. 基本知識(shí)和技能基本知識(shí)和技能 1. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制與識(shí)別圖繪制與識(shí)別圖 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖中：在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖中： 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 按國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的代表符號(hào)畫出按國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的代表符號(hào)畫出 構(gòu)件構(gòu)件 用線段、小方塊用線段、小方塊等簡單圖形畫出等簡單圖形畫出 尺寸尺寸 按選定的比例畫

4、出按選定的比例畫出 2.平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的自由度自由度的的計(jì)算計(jì)算及機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定性運(yùn)動(dòng)確定性的的判別判別 F = 3n - 2P L- P H n 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù) P L 低副數(shù)低副數(shù) P H 高副數(shù)高副數(shù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析4自由度計(jì)算時(shí)須自由度計(jì)算時(shí)須注意注意 : : (1) K個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈中有個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈中有 ( K - 1 )個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副 (2) 局部自由度應(yīng)去除（通常每個(gè)滾子有一局部自由度）局部自由度應(yīng)去除（通常每個(gè)滾子有一局部自由度） (3) 虛約束應(yīng)去除。（注意虛約束出現(xiàn)的場合）虛約束應(yīng)去除。（注意虛約束出現(xiàn)的場合）機(jī)構(gòu)的

5、結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析5 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 F 0 0 能動(dòng)能動(dòng) 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù) F 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相互干涉機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相互干涉 F 0 0 不能動(dòng)，為剛性構(gòu)架不能動(dòng)，為剛性構(gòu)架 3. 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 （1）高副低代：高副低代： 用用一個(gè)構(gòu)件，兩個(gè)低副一個(gè)構(gòu)件，兩個(gè)低副代替一個(gè)高副代替一個(gè)高副 須滿足：代替前后機(jī)構(gòu)的須滿足：代替前后機(jī)構(gòu)的自由度不變自由度不變 代替前后機(jī)構(gòu)的代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)不變瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)不變機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析6 高副低代必須遵循一定的方法：高副低代必須遵循一定的方法： 曲線對曲線曲線對曲線的高副低代的高副低代機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)

6、構(gòu)分析7 點(diǎn)對曲線點(diǎn)對曲線的高副低代的高副低代機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析8 曲線對直線曲線對直線的高副低代的高副低代機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析9 點(diǎn)對直線點(diǎn)對直線的高副低代的高副低代機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析10 2. 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 （1）基本桿組及桿組的級別基本桿組及桿組的級別 自由度為零的，不能再拆分的構(gòu)件組自由度為零的，不能再拆分的構(gòu)件組 級桿組：二桿三低副組級桿組：二桿三低副組 級桿組：四桿六低副組級桿組：四桿六低副組 含有一個(gè)帶三低副的中心構(gòu)件含有一個(gè)帶三低副的中心構(gòu)件 （2）機(jī)構(gòu)的拆組及機(jī)構(gòu)的級別機(jī)構(gòu)的拆組及機(jī)構(gòu)的級別 從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始拆分桿組從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始拆分桿