chap2機(jī)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)分析

1、機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國Mechanical Design機(jī)械原 理第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design21 研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的22 機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動簡圖的繪制23 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動確定的條件動確定的條件24 平面機(jī)構(gòu)的高副低帶、結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的高副低帶、結(jié)構(gòu)分析和組成原理和組成原理機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mecha

2、nical Design研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究組成機(jī)構(gòu)的要素及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件；研究組成機(jī)構(gòu)的要素及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件；目的是弄清機(jī)構(gòu)包含哪幾個(gè)部分，各部分如何相聯(lián)？以目的是弄清機(jī)構(gòu)包含哪幾個(gè)部分，各部分如何相聯(lián)？以及怎樣的結(jié)構(gòu)才能保證具有確定的相對運(yùn)動？及怎樣的結(jié)構(gòu)才能保證具有確定的相對運(yùn)動？這對于設(shè)這對于設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)顯得尤其重要。計(jì)新的機(jī)構(gòu)顯得尤其重要。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：不同的機(jī)構(gòu)都有各自

3、的特點(diǎn)，把各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)加以分不同的機(jī)構(gòu)都有各自的特點(diǎn)，把各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)加以分類，其目的是類，其目的是按其分類建立運(yùn)動分析和動力分析的一般按其分類建立運(yùn)動分析和動力分析的一般方法方法。研究組成機(jī)構(gòu)的組成原理，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對機(jī)構(gòu)研究組成機(jī)構(gòu)的組成原理，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類；進(jìn)行分類；機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制；研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制；目的是如何用簡單的圖形來表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動形目的是如何用簡單的圖形來表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)

4、動形態(tài)，態(tài)，為運(yùn)動分析和動力分析作準(zhǔn)備。為運(yùn)動分析和動力分析作準(zhǔn)備。研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的綜合方法。研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的綜合方法。目的研究在滿足預(yù)期運(yùn)動及工作條件下，如何綜合出機(jī)目的研究在滿足預(yù)期運(yùn)動及工作條件下，如何綜合出機(jī)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)可能的結(jié)構(gòu)形式機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)由構(gòu)件和運(yùn)動副兩個(gè)要素組成機(jī)構(gòu)由構(gòu)件和運(yùn)動副兩個(gè)要素組成機(jī)器由若干個(gè)機(jī)構(gòu)組合而成機(jī)器由若干個(gè)機(jī)構(gòu)組合而成內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)中的連桿機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)

5、構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素構(gòu)件，構(gòu)件， (Link) 獨(dú)立的運(yùn)動單元獨(dú)立的運(yùn)動單元 構(gòu)件構(gòu)件零件，零件，(part)獨(dú)立的制造單元獨(dú)立的制造單元區(qū)別不同構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別不同構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)，在于它們之間存在相對運(yùn)動在于它們之間存在相對運(yùn)動機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素兩構(gòu)件之間直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的活動連接兩構(gòu)件之間直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的活動連接運(yùn)動副運(yùn)動副兩個(gè)構(gòu)件間兩個(gè)構(gòu)件間直接接觸直接接觸有相對運(yùn)動有相

6、對運(yùn)動機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素兩構(gòu)件上直接參與構(gòu)成運(yùn)動副的接觸表面稱為運(yùn)動副元素兩構(gòu)件上直接參與構(gòu)成運(yùn)動副的接觸表面稱為運(yùn)動副元素運(yùn)動副運(yùn)動副點(diǎn)（滾動軸承）點(diǎn)（滾動軸承）線（齒輪齒廓）線（齒輪齒廓）面（面（活塞與缸套活塞與缸套）機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)目分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類空間兩構(gòu)件未構(gòu)成運(yùn)動副

7、之前，共有空間兩構(gòu)件未構(gòu)成運(yùn)動副之前，共有6個(gè)相對運(yùn)動個(gè)相對運(yùn)動的的自由度自由度，當(dāng)構(gòu)成運(yùn)動副后，它們之間的相對運(yùn)，當(dāng)構(gòu)成運(yùn)動副后，它們之間的相對運(yùn)動受到動受到約束約束，其數(shù)目若用，其數(shù)目若用s表示，則表示，則s最小為最小為1，最，最大為大為5。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)目分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類設(shè)該運(yùn)動副所保留的相對自由度為設(shè)該運(yùn)動副所保留的相對自由度為f，即，即f6s空間兩構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動副后，相對自由度與約數(shù)數(shù)目空間兩構(gòu)件構(gòu)成

8、運(yùn)動副后，相對自由度與約數(shù)數(shù)目之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為fs 6 （1s5）機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)目分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類I級副，級副， II級副，級副， III級副，級副， IV級副，級副， V級副級副I級副級副II級副級副III級副級副機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按引入的約束數(shù)目分類按引入的約束數(shù)

9、目分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類I級副，級副， II級副，級副， III級副，級副， IV級副，級副， V級副級副IV級副級副V級副級副1V級副級副2V級副級副3機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按運(yùn)動副元素分類按運(yùn)動副元素分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類高副：凡兩構(gòu)件通過點(diǎn)、線接觸而形成的運(yùn)動副高副：凡兩構(gòu)件通過點(diǎn)、線接觸而形成的運(yùn)動副例如：滾動例如：滾動副副、凸輪副凸輪副、 齒輪副齒輪副等。等。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析

10、Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按運(yùn)動副元素分類按運(yùn)動副元素分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類低副：凡兩構(gòu)件通過面接觸而形成的運(yùn)動副低副：凡兩構(gòu)件通過面接觸而形成的運(yùn)動副例如：例如：轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副、移動副移動副、球面副球面副等。等。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素按相對運(yùn)動的范圍分類按相對運(yùn)動的范圍分類 運(yùn)動副的分類運(yùn)動副的分類平面運(yùn)動副平面運(yùn)動平面運(yùn)動副平面運(yùn)動( (Plannar kinematic pair) )空間運(yùn)動副空間運(yùn)動空

11、間運(yùn)動副空間運(yùn)動( (Spatial kinematic pair ) )機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素若干個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈若干個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)，稱為閉式鏈。運(yùn)動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)，稱為閉式鏈。 (Close chain)運(yùn)動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成開放的系統(tǒng)，稱為運(yùn)動鏈中的各構(gòu)件構(gòu)成開放的系統(tǒng)，稱為開式鏈開式鏈。 (Open chain)機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第

12、二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素若干個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈若干個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動副連接組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈運(yùn)動鏈閉式鏈閉式鏈開式鏈開式鏈機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素若將閉式運(yùn)動鏈中的一個(gè)構(gòu)件加以固定，則該運(yùn)動鏈就成若將閉式運(yùn)動鏈中的一個(gè)構(gòu)件加以固定，則該運(yùn)動鏈就成為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運(yùn)動為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運(yùn)動

13、機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)架機(jī)架：作為參考系的固定構(gòu)件。：作為參考系的固定構(gòu)件。如機(jī)床床身、車如機(jī)床床身、車輛底盤、飛機(jī)機(jī)身。輛底盤、飛機(jī)機(jī)身。原（主）動件原（主）動件：按給定運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動的構(gòu)件：按給定運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動的構(gòu)件。從動件從動件：其余可動構(gòu)件。：其余可動構(gòu)件。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素若將閉式運(yùn)動鏈中的一個(gè)構(gòu)件加以固定，則該運(yùn)動鏈就成若將閉式運(yùn)動鏈中的一個(gè)構(gòu)件加以固定，則該運(yùn)動鏈就成為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運(yùn)動為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)中的其他構(gòu)件均相對于固定構(gòu)件運(yùn)動機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)

14、若干若干1個(gè)或幾個(gè)個(gè)或幾個(gè)1個(gè)個(gè)機(jī)構(gòu)的組成：機(jī)構(gòu)的組成：機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)機(jī)架機(jī)架原動件原動件從動件從動件機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素常見運(yùn)動副符號的表示常見運(yùn)動副符號的表示: : 國標(biāo)國標(biāo)GB4460/T1984機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design常用運(yùn)動副的符號常用運(yùn)動副的符號運(yùn)動副運(yùn)動副名稱名稱運(yùn)動副符號運(yùn)動副符號兩運(yùn)動構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動副兩運(yùn)動構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動副副移移動動副副12121212

15、121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動副122121平平面面運(yùn)運(yùn)動動副副機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平平面面高高副副螺螺旋旋副副21121221211212球球面面副副球球銷銷副副121212空空間間運(yùn)運(yùn)動動副副121212機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析

16、機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 桿、軸構(gòu)件桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件同一構(gòu)件機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design三副構(gòu)件三副構(gòu)件 兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件 一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成要素機(jī)構(gòu)的組成要素構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法注意事項(xiàng)注意事項(xiàng): :畫構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動副的性質(zhì)畫構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開

17、構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動副的性質(zhì)。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖在分析現(xiàn)有機(jī)械和設(shè)計(jì)新機(jī)械地時(shí)候，都需要繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)在分析現(xiàn)有機(jī)械和設(shè)計(jì)新機(jī)械地時(shí)候，都需要繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖動簡圖根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，按一定的根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸，按一定的比例尺比例尺定出各運(yùn)動副的位置，定出各運(yùn)動副的位置，并運(yùn)用已規(guī)定的并運(yùn)用已規(guī)定的運(yùn)動副符號運(yùn)動副符號及及機(jī)構(gòu)表示符號機(jī)構(gòu)表示符號和和構(gòu)件的表示方構(gòu)件的表示方法法，將機(jī)構(gòu)的，將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動傳遞情況運(yùn)動傳遞情況表示出來的簡化圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)表示出來

18、的簡化圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖動簡圖機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的作用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的作用表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動情況表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動情況作為運(yùn)動分析和動力分析的依據(jù)作為運(yùn)動分析和動力分析的依據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)示意圖不按比例繪制的簡圖。不按比例繪制的簡圖。只反映機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)情況只反映機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)情況常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖符號

19、常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖符號 在在機(jī)機(jī)架架上上的的電電機(jī)機(jī)齒齒輪輪齒齒條條傳傳動動帶帶傳傳動動圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動動鏈鏈傳傳動動圓柱圓柱蝸桿蝸桿蝸輪蝸輪傳動傳動凸凸輪輪傳傳動動外嚙外嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動棘棘輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)內(nèi)嚙內(nèi)嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動動機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖應(yīng)滿足的條件機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖應(yīng)滿足的條件：構(gòu)件數(shù)目與實(shí)際相同構(gòu)件數(shù)目與實(shí)際相同運(yùn)動副的性質(zhì)、數(shù)目與實(shí)際相符運(yùn)動副的性質(zhì)、數(shù)目與實(shí)際相符 運(yùn)動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實(shí)際機(jī)構(gòu)成

20、比例。運(yùn)動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實(shí)際機(jī)構(gòu)成比例。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟：先定原動部分和工作部分（一般位于傳動線路末端），先定原動部分和工作部分（一般位于傳動線路末端），弄清運(yùn)動傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動副的類弄清運(yùn)動傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動副的類型，并用符號表示出來型，并用符號表示出來。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Des

21、ign機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟：首先搞清楚機(jī)械的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動情況；首先搞清楚機(jī)械的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動情況；找出機(jī)械的機(jī)架和原動件，按照運(yùn)動的傳遞路線搞找出機(jī)械的機(jī)架和原動件，按照運(yùn)動的傳遞路線搞清楚機(jī)械原動部分的運(yùn)動如何傳遞到工作部分清楚機(jī)械原動部分的運(yùn)動如何傳遞到工作部分搞清楚機(jī)械由多少個(gè)構(gòu)件組成，并根據(jù)兩構(gòu)件間的接觸情搞清楚機(jī)械由多少個(gè)構(gòu)件組成，并根據(jù)兩構(gòu)件間的接觸情況和相對運(yùn)動的性質(zhì)，確定各個(gè)運(yùn)動副的類型；況和相對運(yùn)動的性質(zhì)，確定各個(gè)運(yùn)動副的類型；機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成

22、及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟：恰當(dāng)?shù)倪x擇投影面，并將機(jī)構(gòu)停留在適當(dāng)?shù)匚恢茫苊鈽?gòu)建恰當(dāng)?shù)倪x擇投影面，并將機(jī)構(gòu)停留在適當(dāng)?shù)匚恢茫苊鈽?gòu)建重疊重疊一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動平面相平行的面為投影一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動平面相平行的面為投影面面選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺ll，確定出個(gè)運(yùn)動副之間的相對，確定出個(gè)運(yùn)動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號表示各運(yùn)動副，并將同一構(gòu)件參與構(gòu)位置，用規(guī)定的符號表示各運(yùn)動副，并將同一構(gòu)件參與構(gòu)成的運(yùn)動副符號用簡單的線條連接起來。成的運(yùn)動副符號用簡單

23、的線條連接起來。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制例題一：顎式破碎機(jī)例題一：顎式破碎機(jī)機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制例題二：偏心泵例題二：偏心泵1234機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的

24、組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件實(shí)例分析實(shí)例分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)： 在 鉸 鏈 四 桿在 鉸 鏈 四 桿機(jī) 構(gòu) 中 ， 如機(jī) 構(gòu) 中 ， 如果 給 定 一 個(gè)果 給 定 一 個(gè)獨(dú) 立 的 運(yùn) 動獨(dú) 立 的 運(yùn) 動參 數(shù) ， 則 其參 數(shù) ， 則 其余 構(gòu) 件 的 運(yùn)余 構(gòu) 件 的 運(yùn)動完全確定動完全確定機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件實(shí)例分析實(shí)例分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)： 在 鉸 鏈 四 桿在 鉸 鏈 四 桿機(jī) 構(gòu) 中 ， 如機(jī) 構(gòu) 中

25、， 如果 給 定 兩 個(gè)果 給 定 兩 個(gè)獨(dú) 立 的 運(yùn) 動獨(dú) 立 的 運(yùn) 動參 數(shù) ， 則 將參 數(shù) ， 則 將導(dǎo) 致 機(jī) 構(gòu) 中導(dǎo) 致 機(jī) 構(gòu) 中最 薄 弱 的 環(huán)最 薄 弱 的 環(huán)節(jié)被破壞節(jié)被破壞機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件實(shí)例分析實(shí)例分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)： 在 鉸 鏈 五 桿在 鉸 鏈 五 桿機(jī) 構(gòu) 中 ， 如機(jī) 構(gòu) 中 ， 如果 給 定 一 個(gè)果 給 定 一 個(gè)獨(dú) 立 的 運(yùn) 動獨(dú) 立 的 運(yùn) 動參 數(shù) ， 則 其參 數(shù) ， 則 其余 構(gòu) 件 的 運(yùn)余 構(gòu) 件 的 運(yùn)

26、動將不確定動將不確定機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件實(shí)例分析實(shí)例分析鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)： 在 鉸 鏈 五 桿在 鉸 鏈 五 桿機(jī) 構(gòu) 中 ， 如機(jī) 構(gòu) 中 ， 如果 給 定 兩 個(gè)果 給 定 兩 個(gè)獨(dú) 立 的 運(yùn) 動獨(dú) 立 的 運(yùn) 動參 數(shù) ， 則 其參 數(shù) ， 則 其余 構(gòu) 件 的 運(yùn)余 構(gòu) 件 的 運(yùn)動完全確定動完全確定機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)的自由度

27、：保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動時(shí)所必須給定的獨(dú)立保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由度。運(yùn)動參數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由度。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件構(gòu)件具有確定運(yùn)動的條件：構(gòu)件具有確定運(yùn)動的條件：原動件能獨(dú)立運(yùn)動的構(gòu)件。原動件能獨(dú)立運(yùn)動的構(gòu)件。一個(gè)原動件只能提供一個(gè)獨(dú)立參數(shù)一個(gè)原動件只能提供一個(gè)獨(dú)立參數(shù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件為：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件為：自由度原動件數(shù)自由度原動件數(shù)N=FN=F機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mec

28、hanical Design機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件構(gòu)件具有確定運(yùn)動的條件：構(gòu)件具有確定運(yùn)動的條件：若若NFNFNF，則導(dǎo)致最薄弱的環(huán)節(jié)被破壞，則導(dǎo)致最薄弱的環(huán)節(jié)被破壞機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算構(gòu)件、運(yùn)動副、約束與自由度的關(guān)系構(gòu)件、運(yùn)動副、約束與自由度的關(guān)系一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件在空間的位置，需要三個(gè)獨(dú)在空間的位置，需要三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)（立的參數(shù)（x x，y y，）才能）才能唯一確定唯一確定F = 3單個(gè)自由構(gòu)件的自由度為單個(gè)自由構(gòu)件的自由度為 3(x , y)機(jī)械

29、基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算構(gòu)件、運(yùn)動副、約束與自由度的關(guān)系構(gòu)件、運(yùn)動副、約束與自由度的關(guān)系yx12Syx12xy12s=2, F=1s=2, F=1s=1, F=2機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算構(gòu)件、運(yùn)動副、約束與自由度的關(guān)系構(gòu)件、運(yùn)動副、約束與自由度的關(guān)系運(yùn)動副運(yùn)動副 自由度數(shù)自由度數(shù) 約束數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副 1（） + 2（x，y） =3移動副移動副 1（x） + 2（y，）=3高高

30、 副副 2（x,） + 1（y） =3結(jié)論：結(jié)論：構(gòu)件自由度構(gòu)件自由度3約束數(shù)約束數(shù)機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算設(shè)機(jī)構(gòu)中活動構(gòu)件數(shù)目為設(shè)機(jī)構(gòu)中活動構(gòu)件數(shù)目為n，則構(gòu)件的總自由度數(shù)目為，則構(gòu)件的總自由度數(shù)目為3n，低副總數(shù)為低副總數(shù)為pl，引入的約束總數(shù)為，引入的約束總數(shù)為2pl，高副總數(shù)為，高副總數(shù)為ph，引，引入的約束總數(shù)為入的約束總數(shù)為ph則機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式為：則機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式為： F3n（2plph）也稱為也稱為平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式平面

31、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算例一：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算例一：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：n3，pl4，ph0；F3n （2plph）3324 1鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)：鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)：n4，pl5，ph0；F3n （2plph）3425 2機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平

32、面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算例二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算例二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算n3，pl4，ph0；F3n （2plph）3324 11234機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算例三：凸輪機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算例三：凸輪機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算n2，pl2，ph1；F3n （2plph）3324 111123機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及

33、結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈例：計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算例：計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算12345678ABCDEF解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(gòu)件數(shù)n= 7低副數(shù)低副數(shù)PL=6F=3n 2PL PH 高副數(shù)高副數(shù)PH=0=37 26 0=9計(jì)算結(jié)果肯定不對！計(jì)算結(jié)果肯定不對！機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈1.1.復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 compound hinges 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。兩個(gè)以上的

34、構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。計(jì)算：計(jì)算：m個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件, , 有有m1轉(zhuǎn)動副。轉(zhuǎn)動副。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈例：計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算例：計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算12345678ABCDEF解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(gòu)件數(shù)n=7低副數(shù)低副數(shù)PL= 10F=3n 2PL PH 高副數(shù)高副數(shù)PH=0=37 210 0=1上例：在上例：在B、C、D、E四處應(yīng)各有四處應(yīng)各有 2 個(gè)運(yùn)動副個(gè)運(yùn)動副。圓盤鋸機(jī)構(gòu)圓盤鋸機(jī)構(gòu) 動畫機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組

35、成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)局部自由度局部自由度例：例：計(jì)算圖示兩種滾子凸輪機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算圖示兩種滾子凸輪機(jī)構(gòu)的自由度解：對于左邊的機(jī)構(gòu)：解：對于左邊的機(jī)構(gòu)：n3，pl3，ph1F=3n 2PL PH =33 23 1212312機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)局部自由度局部自由度例：例：計(jì)算圖示兩種滾子凸輪機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算圖示兩種滾子凸輪機(jī)構(gòu)的自由度（續(xù)）對于右邊的機(jī)構(gòu)：（續(xù)）對于右邊的機(jī)構(gòu)：n2，pl2，ph1F = 3 n 2 pl

36、 ph =32221=112312事實(shí)上，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動相同，事實(shí)上，兩個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動相同，且且F=1機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)局部自由度局部自由度2.2.局部自由度局部自由度 passive degree of freedom對機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件運(yùn)動無關(guān)的自由度對機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件運(yùn)動無關(guān)的自由度一般出現(xiàn)在凸輪機(jī)構(gòu)中，為減少高副接一般出現(xiàn)在凸輪機(jī)構(gòu)中，為減少高副接觸處的磨損，在凸輪和從動件之間安裝觸處的磨損，在凸輪和從動件之間安裝了圓柱形滾子了圓柱形滾子滾子繞其自身軸線的自由轉(zhuǎn)動絲毫不影響其滾子繞其自

37、身軸線的自由轉(zhuǎn)動絲毫不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動，引入一個(gè)局部自由度他構(gòu)件的運(yùn)動，引入一個(gè)局部自由度123機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)局部自由度局部自由度2.2.局部自由度局部自由度 passive degree of freedom在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)去掉局部自由度在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)去掉局部自由度方法一：將滾子與推桿視作焊接，再來方法一：將滾子與推桿視作焊接，再來計(jì)算自由度計(jì)算自由度12312機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical

38、 Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)局部自由度局部自由度2.2.局部自由度局部自由度 passive degree of freedom在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)去掉局部自由度在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)去掉局部自由度方法二：在機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式中將局方法二：在機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式中將局部自由度數(shù)目部自由度數(shù)目F減去，公式變?yōu)闇p去，公式變?yōu)?23F=3n（2plph） F 33（231）11計(jì)算結(jié)果完全一致計(jì)算結(jié)果完全一致機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束例：已知：例：已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行

39、四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。1234ABCDEF解：解：n=n=4，pl= 6，F(xiàn)=3n 2pl ph =34 26 =0ph=0顯然結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動情況不符顯然結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動情況不符 機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束3.3. 虛約束虛約束 redundant constraint1234ABCDEF在機(jī)構(gòu)中，有些約束所起的作在機(jī)構(gòu)中，有些約束所起的作用是重復(fù)的，這種其重復(fù)限制用是重復(fù)的，這種其重復(fù)限制作用的約束稱為作用的約束稱為虛約束虛約束虛約束雖然

40、對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動并不虛約束雖然對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動并不產(chǎn)生實(shí)際的約束作用，但會導(dǎo)產(chǎn)生實(shí)際的約束作用，但會導(dǎo)致機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算結(jié)果和機(jī)致機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算結(jié)果和機(jī)構(gòu)實(shí)際自由度不符構(gòu)實(shí)際自由度不符機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束3.3. 虛約束虛約束 redundant constraint1234ABCDEF去除辦法：去除辦法：方法一：將機(jī)構(gòu)中引入虛約束方法一：將機(jī)構(gòu)中引入虛約束的運(yùn)動副或運(yùn)動鏈的部分去掉的運(yùn)動副或運(yùn)動鏈的部分去掉機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成

41、及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束例：已知：例：已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。123ABCDE解：解：n=n=3，pl= 4，F(xiàn)=3n 2pl ph =33 24 =1ph=0特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是： ABCDEF 機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束3.3. 虛約束虛約束 redundant constraint1234ABCDEF去除辦法

42、：去除辦法：方法二：從機(jī)構(gòu)中減去虛約束方法二：從機(jī)構(gòu)中減去虛約束的數(shù)目的數(shù)目pp（2plph）3nF=3n（2plphp） F機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束例：已知：例：已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。1234ABCDEF解：解：n=n=4，pl= 6，F(xiàn)=3n （2pl php） =34 26 1 =1ph=0p（2plph）3n 2231 1 機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析M

43、echanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：1234ABCDEF兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合點(diǎn)的軌跡重合如平行四邊形機(jī)構(gòu)，火車如平行四邊形機(jī)構(gòu)，火車輪、橢圓儀等輪、橢圓儀等機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：運(yùn)動時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)距運(yùn)動時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)距離始終不變，用一構(gòu)件將兩離始終不變，用一構(gòu)件將兩點(diǎn)連接起來，形成虛約束點(diǎn)連接起來，形成虛約束EF機(jī)

44、械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：對運(yùn)動不起作用的對稱對運(yùn)動不起作用的對稱部分部分如多個(gè)行星輪如多個(gè)行星輪機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動副，兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動副，且導(dǎo)路平行。且導(dǎo)路平行。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分

45、析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動副，兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動副，且同軸。且同軸。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合接觸，且法線重合如等寬凸輪如等寬凸輪W機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛

46、約束機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：機(jī)構(gòu)中存在虛約束的場合：兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合接觸，且法線重合注意：注意：法線不重合時(shí)，法線不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！變成實(shí)際約束！機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束各種出現(xiàn)虛約束的場合都有一定的幾何條件，如各種出現(xiàn)虛約束的場合都有一定的幾何條件，如果在制造和裝配中，不能滿足相應(yīng)的幾何條件，果在制造和裝配中，不能滿足相應(yīng)的幾何條件，則虛約束將會變成實(shí)實(shí)在在的約束則虛約束將會變成實(shí)實(shí)在在的約束機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二

47、章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束虛約束的作用：虛約束的作用：改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。使機(jī)構(gòu)運(yùn)動順利，避免運(yùn)動不確定，如車輪。使機(jī)構(gòu)運(yùn)動順利，避免運(yùn)動不確定，如車輪。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design自由度計(jì)算注意事項(xiàng)虛約束虛約束例：例：計(jì)算圖示包裝機(jī)送計(jì)算圖示包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度紙機(jī)構(gòu)的自由度。解：解：局部自由度局部自由

48、度2 2個(gè)個(gè)虛約束虛約束 1 1處處, , 構(gòu)件構(gòu)件8 8復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈: : 位置位置D D ，2 2個(gè)低副個(gè)低副F=3n 2pl ph =36 27 3 =1機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)由一個(gè)原動件和一個(gè)機(jī)架組成的雙桿機(jī)構(gòu)由一個(gè)原動件和一個(gè)機(jī)架組成的雙桿機(jī)構(gòu)原動件作移動原動件作移動 ( (如直線如直線電機(jī)、流體壓力作動筒電機(jī)、流體壓力作動筒) )。21機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical D

49、esign平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)由一個(gè)原動件和一個(gè)機(jī)架組成的雙桿機(jī)構(gòu)由一個(gè)原動件和一個(gè)機(jī)架組成的雙桿機(jī)構(gòu)原動件作轉(zhuǎn)動原動件作轉(zhuǎn)動 ( (如如電動機(jī)電動機(jī)) )。21機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組基本桿組基本桿組機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是原動件數(shù)自由度原動件數(shù)自由度。現(xiàn)設(shè)想將機(jī)構(gòu)中的原動件和機(jī)架斷開，則原動件與機(jī)架現(xiàn)設(shè)想將機(jī)構(gòu)中的原動件和機(jī)架斷開，則原動件與機(jī)架構(gòu)成了基本機(jī)構(gòu)，其構(gòu)成了基本機(jī)構(gòu)，其F1。剩下的構(gòu)件組必有。剩下的構(gòu)件

50、組必有F0。將構(gòu)件組繼續(xù)拆分成更簡單將構(gòu)件組繼續(xù)拆分成更簡單F0的構(gòu)件組，直到不能的構(gòu)件組，直到不能再拆為止。再拆為止。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組基本桿組基本桿組F=1F=0定義：最簡單的定義：最簡單的F0的構(gòu)件組，稱為的構(gòu)件組，稱為基本桿組基本桿組。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組舉例：將圖示八桿機(jī)構(gòu)拆分成基本機(jī)構(gòu)和基本桿組。舉例：將圖示八桿機(jī)構(gòu)拆分成基本機(jī)

51、構(gòu)和基本桿組。71324568機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組舉例：將圖示八桿機(jī)構(gòu)拆分成基本機(jī)構(gòu)和基本桿組。舉例：將圖示八桿機(jī)構(gòu)拆分成基本機(jī)構(gòu)和基本桿組。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組結(jié)論：該機(jī)構(gòu)包含一個(gè)基本機(jī)構(gòu)和兩個(gè)基本桿組，結(jié)論：該機(jī)構(gòu)包含一個(gè)基本機(jī)構(gòu)和兩個(gè)基本桿組，換句話說，將兩個(gè)基本桿組添加到基本機(jī)構(gòu)上，構(gòu)換句話說，將兩個(gè)基本桿組添加到基本機(jī)構(gòu)上，構(gòu)成了該

52、八桿機(jī)構(gòu)。成了該八桿機(jī)構(gòu)。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的組成原理基本桿組基本桿組推論推論：任何一個(gè)平面機(jī)構(gòu)都可以認(rèn)為是在基本機(jī)構(gòu)的基：任何一個(gè)平面機(jī)構(gòu)都可以認(rèn)為是在基本機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，依次添加若干個(gè)桿組所形成的。礎(chǔ)上，依次添加若干個(gè)桿組所形成的。機(jī)構(gòu)的組成原理：機(jī)構(gòu)的組成原理： 機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)基本桿組機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)基本桿組機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的條件基本桿組的條件設(shè)基本桿組中有設(shè)基本桿組中有

53、n個(gè)構(gòu)件，則由條件個(gè)構(gòu)件，則由條件F0有：有：F3n2plph0p pl l3n/2 3n/2 ( (低副機(jī)構(gòu)中低副機(jī)構(gòu)中p ph h0 0 ) )機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的條件基本桿組的條件 p pl l 為整數(shù)，為整數(shù)， n n只能取偶數(shù)。只能取偶數(shù)。n n 2 4 n4 2 4 n4 已無實(shí)例了已無實(shí)例了! !p pl l 3 63 6機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組

54、的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類n=2 的桿組稱為的桿組稱為級組應(yīng)用最廣而又最簡單的基級組應(yīng)用最廣而又最簡單的基本桿組。共有本桿組。共有 5 種類型種類型典型典型級組：級組：機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類級組級組：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：其中一個(gè)構(gòu)件有三個(gè)運(yùn)動副。：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：其中一個(gè)構(gòu)件有三個(gè)運(yùn)動副。n=4 （pl6）的桿組有以下四種類型）的桿組有以下四種類型: :機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類基本桿組的結(jié)構(gòu)分類第四種形式稱為第四種形式稱為IV級組級組。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有兩個(gè)三副桿，且有兩個(gè)三副桿，且4 4個(gè)構(gòu)件構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)。個(gè)構(gòu)件構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)。機(jī)械基礎(chǔ)及工程力學(xué)系王震國第二章第二章 機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成及結(jié)構(gòu)分析Mechanical Design平面機(jī)構(gòu)的結(jié)