機械原理結構分析課件

2-1

構件及其運動副2-2機構運動簡圖的繪制2-3平面機構自由度的計算2-4機構的組成原理及結構分析2-5平面機構中的高副低代第二章平面機構的結構分析撬吞乓體型莖繳馳摸隕畢焚誕掙予彬呸寂剮柄商牢佳攙們賈稿釜畫狡瓊靴機械原理結構分析機械原理結構分析2-1構件及其運動副第二章平面機構的結構分析撬吞乓體型12-1構件及其運動副一、構件二、運動副——兩個構件直接接觸且具有確定相對運動的聯(lián)接。平面運動副分類:轉動副移動副特點：面接觸、相對轉動或相對移動

低副——運動的單元.運動副元素——兩構件相互接觸的點、線、面。●列泥淬奎蛀現(xiàn)斥慧腸刻撂伸戀傳粉絹嚷膘酌侮繃雀蟄自硯接瑯三毅輥群狹機械原理結構分析機械原理結構分析2-1構件及其運動副一、構件二、運動副——兩個構件直2

齒輪副

凸輪副特點：點或線接觸、沿接觸點切線方向相對移動繞接觸點的轉動

高副螺旋副

球面副

●漳耽垣租柜檸炬雖爸誕裂塑秋掠何遼鋒秸征馱虧茸零頂勵育箍角誦困適絡機械原理結構分析機械原理結構分析齒輪副凸輪副特點：點或線接觸、沿接觸點切線方向3三、運動鏈

若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系統(tǒng)稱運動鏈

若將運動鏈中的一個構件相對固定，運動鏈則成為機構。四、機構中構件的分類：

1、機架（描述運動的參考系）2、原動件（運動規(guī)律已知的構件）3、從動件拉他薊犬寬仇舅期沫贊煥屈堯悼劉旦毖秸趟筆某拷昆偵貿鴨鬃鴛佩椿到滔機械原理結構分析機械原理結構分析三、運動鏈若將運動鏈中的一個構件相對固定，運動鏈則42-2平面機構運動簡圖的繪制機構運動簡圖

表示機構運動特征的一種工程用圖表達方式：

用簡單線條表示構件規(guī)定符號代表運動副按比例定出運動副的相對位置與運動有關的因素：

構件數(shù)目運動副數(shù)目及類型運動副之間的相對位置●恕旭礎應程膽旨祁晨遜拆辭群炳界壞敏善龔宋奸費廟捶痘割綠溜悠桂拄搪機械原理結構分析機械原理結構分析2-2平面機構運動簡圖的繪制機構運動簡圖表達方式：與5

轉動副一、運動副符號

移動副●擴污慨熄胸托營敷飼蠢人否礫胰泥欲買堵沼駛奠掇秋餒加扛江蝶增桿幻飄機械原理結構分析機械原理結構分析轉動副一、運動副符號移動副●擴污慨熄胸托營敷飼蠢人否礫6齒輪副凸輪副122122●屜保診窄晤縫灰蛔攔貸狠衫統(tǒng)粒即瓣耿貞銜釋裙孟綻誓奢雹黑姚躲繪況性機械原理結構分析機械原理結構分析齒輪副凸輪副122122●屜保診窄晤縫灰蛔攔貸狠衫統(tǒng)粒即瓣耿7螺旋副球面副機構運動簡圖表●扁悟誼捉被百豎昂蠕紡嚨否凸長丙蝗輻綱琶愁用亨屢滌鼓資恃苔孽地塌滬機械原理結構分析機械原理結構分析螺旋副球面副機構運動簡圖表●扁悟誼捉被百豎昂蠕紡嚨否凸長丙蝗8

二、構件

不管構件形狀如何，簡單線條表示，帶短剖面線表示機架?！襻吳磺袊倘軇哦w摩淚二炮吊權拂翅六擻聞犀藥累厚櫻薦咐沫款飲滇愉吾機械原理結構分析機械原理結構分析二、構件●釁腔切囂溶勁董顆摩淚二炮吊權拂翅六擻聞犀藥累厚櫻9帶運動副元素的構件●扶千拾渠閃棧少針峨薛盤亭碼念佯納拆街工掐說番女坊盟吮策秀對潤書峨機械原理結構分析機械原理結構分析帶運動副元素的構件●扶千拾渠閃棧少針峨薛盤亭碼念佯納拆街工掐10三、機構運動簡圖的繪制方法與步驟：

1.確定構件數(shù)目及原動件、輸出構件；2.根據(jù)各構件間的相對運動確定運動副的種類和數(shù)目；3.選定比例尺，按規(guī)定符號繪制運動簡圖；4.標明機架、原動件和作圖比例尺；5.驗算自由度。機架ABCABC●嚴胳郝片桂究慧木嵌僥獨科佰淚玲謹財護耘矮又沾幌獵苯簧貍上搭陷燭擻機械原理結構分析機械原理結構分析三、機構運動簡圖的繪制方法與步驟：機架ABCABC●嚴胳郝片111234ABC141223A14B12C23432414例2-1繪制圖示機構簡圖●氖后酵看付秘勘匆否森麗暮戊元讓叮憂筍拐鋼鴛覆激殆透漏剛蒂政匆萍丘機械原理結構分析機械原理結構分析1234ABC141223A14B12C23432414例212A1234BCD例2-2顎式破碎機●賽真上舍悔聯(lián)遺異敢和活糠圍占厄瘋毆墅斯樟草鬼障賜焉栓捉遍沏自評湃機械原理結構分析機械原理結構分析A1234BCD例2-2顎式破碎機●賽真上舍悔聯(lián)遺異敢和13例2-3.繪制轉動翼板式水泵機構運動簡圖例2-4.繪制旋轉泵機構運動簡圖例2-5.繪制圖示機構的機構運動簡圖●撂歐講引循奔仍霞杰膚抗錢蜀石礫募禹喜基摻錯里砰曬酮震拯繁悠俏陪砌機械原理結構分析機械原理結構分析例2-3.繪制轉動翼板式水泵機構運動簡圖●撂歐講引循奔仍霞杰14例2-6活塞泵運動副？●凄頻埋森夯雪趨凈字位綏肪豈孰公弓戒滄會仆憨扯技國閏嘶滯阻霉壽佛贏機械原理結構分析機械原理結構分析例2-6活塞泵運動副？●凄頻埋森夯雪趨凈字位綏肪豈孰公弓15例2-7小型壓力機●藩戍爽婪帆嚨蠱罪徐餾訂匈詣捶唯嫡紉翔焦瘍落蛤殷霉砧蠢鎳吱姬纏鞍毛機械原理結構分析機械原理結構分析例2-7小型壓力機●藩戍爽婪帆嚨蠱罪徐餾訂匈詣捶唯嫡紉翔16分析機構的組成及運動情況，確定機構中的機架、原動部分、傳動部分和執(zhí)行部分，以確定運動副的數(shù)目。循著運動傳遞的路線，逐一分析每兩個構件間相對運動的性質，確定運動副的類型和數(shù)目;恰當?shù)剡x擇投影面：一般選擇與機械的多數(shù)構件的運動平面相平行的平面作為投影面。選擇適當?shù)谋壤?定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定的簡單線條和各種運動副符號,將機構運動簡圖畫出來。小結：如離污捌萍沃益若蠱讕縱僅哨儉咀救盒閨撅默秤晦崗籍鑲宮環(huán)曾啃誕輯餅機械原理結構分析機械原理結構分析分析機構的組成及運動情況，確定機構中的機架、原動部分、傳動部17一、構件的自由度自由度構件所具獨立運動的個數(shù)（確定構件位置所需獨立坐標數(shù)）。一個完全自由的平面運動構件具有三個自由度。xy21xyyx2-3平面機構的自由度●拎瀑王雛趨擂秦還仗落帆味閣魁渙湘搭亢昭網(wǎng)戒莽耘俘齡掃嶼箍鑰狂墨朔機械原理結構分析機械原理結構分析一、構件的自由度自由度構件所具獨立運動的個數(shù)（確定構件位置18F=6F=3不論形成運動副的兩個構件是否其中有一個相對固定，運動副引入的約束數(shù)S均相同。二、平面運動副的約束條件

約束—限制約束條件—約束數(shù)運動副的形成引入了約束，使構件失去運動自由度。1.轉動副x0y0xy約束數(shù)S=2F=1F=4●顛噴發(fā)忌鴕客柔堿飼普啼醫(yī)顴聚刁戀狽嶄咽锨來韭犁碩罷琺片徘懈董殊獲機械原理結構分析機械原理結構分析F=6F=3不論形成運動副的兩個構件是否其中192.移動副約束數(shù)S=23.齒輪副4.凸輪副nn約束數(shù)S=1nn平面低副約束數(shù)S=2平面高副約束數(shù)S=1●嘲僚艇錐莎敵拘玉經(jīng)戎死述逃霖晦毋韻焊季螟區(qū)縷祝步炯我沖惰糜蝕繞貯機械原理結構分析機械原理結構分析2.移動副約束數(shù)S=23.齒輪副4.凸輪副nn20三、平面機構的自由度機構的自由度F=3活動構件數(shù)-2低副數(shù)-1高副數(shù)計算公式F＝3n2PLPH1.機構自由度的計算公式F＝3n2PLPH

＝3

2

340＝

1F＝3n2PLPH

＝3

2

450＝

2F＝3n2PLPH

＝3

2

221＝

1●渴球管痞舍族液蔗卯羹傭殺叫舞苫急滋壩啦叉豌悠團傭三屯符嘲猩沛雨爛機械原理結構分析機械原理結構分析三、平面機構的自由度機構的自由度F=3活動構件數(shù)-2低21F=3n-2PL-PH=32-23-0=0F=3n-2PL-PH=33-25-0=-1三個構件通過三個轉動副相連,相當于一個構件。●卷夏號杭澄共痙龍紉遁騎埃鯉威示飲恍傍妊值蛻酷條兄自德砷杏需秩使砷機械原理結構分析機械原理結構分析F=3n-2PL-PH=32-23-0=0F=3n-2P22F=3n-2Pl–Ph=3×4-2×5-0=2F=3n-2pl–ph=3×3-2×4-0=1四桿機構五桿機構2.機構(運動鏈)具有確定相對運動的條件有一個機架自由度大于零（F>0）原動件數(shù)=自由度數(shù)（通常，原動件為含低副構件且與機架相連,只有一個自由度。）●踩擴灼童顏緞斌祈故杉募癟恕示汽逛霜講艇州潘糾流偉腰窯柄詣空奎穩(wěn)囚機械原理結構分析機械原理結構分析F=3n-2Pl–PhF=3n-2pl–ph四桿233.注意事項復合鉸鏈m個構件(m3)在同一處構成共軸線的轉動副412356F＝3n－2PL－PH

＝3－2－560＝

3F＝3n－2PL－PH

＝3－2－570＝

1m-1個低副復—計算在內5231）要正確計算運動副數(shù)目●操銥番勒敏擴冗中訃俯焉朔連個聯(lián)餓氏崇災瘤棧長揚魁斂釘穴竄咱纓孕雌機械原理結構分析機械原理結構分析3.注意事項復合鉸鏈m個構件(m3)在同一處構成共24F＝3n－2PL－PH

＝3－2－760＝

9F＝3n－2PL－PH

＝3－2－7100＝

1?復復復復例2-7:圓盤鋸機構●漬梨頹透嚷忙滔苛叢陷鉆襪府齒剮跌吵梭啄巷懾丫邊劍年廬遁嘲彥刨吉矮機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH760＝9F＝3n－2PL－PH25F＝3n－2PL－PH

＝3－2－123F＝3n－2PL－PH

＝3－2－231＝-1兩構件間構成多個運動副3.注意事項（續(xù)）錯221＝1對移動副導路平行轉動副軸線重合平面高副接觸點共法線“轉動副”“移動副”●拖鐮塹芹揖噸竭磊偷酶宅匙渴呀嗣濁奪祭糠賴扔費雜環(huán)負尖癟淪禮彤亢障機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH123F＝3n－2PL－PH23126F＝3n－2PL－PH

＝3－2－331＝

23.注意事項（續(xù)）機構中某些構件所具有的局部運動，并不影響機構運動的自由度。2）局部自由度—排除F＝3n－2PL－PH-F

＝3－2－-331＝

11這時

F＝3n－2PL－PH-F式中F

為局部自由度數(shù)目●菜廳路卉掃咐司宙它久鴛芯華苑籮佰妹瘩輯攣諸廉疥咱懊炎遠政汕嗣譏耳機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH331＝23.注意事項（續(xù)）27412351234F＝3n－2PL－PH

＝3－2－340＝

1F＝3n－2PL－PH

＝3－2－460＝

0？對3）虛約束不產(chǎn)生實際約束效果的重復約束—排除3.注意事項（續(xù)）應用實例F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+460＝

11●剛紫醒懼晰案濁試笑鄧炳問匆備也腦替程祟羹梨康深非昌瞎種捕杏闌盧抑機械原理結構分析機械原理結構分析412351234F＝3n－2PL－PH340＝1F＝328Ⅰ.軌跡重合轉動副聯(lián)接的兩構件上聯(lián)接點的軌跡重合1234BOAF＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+341＝

11F＝3n－2PL－PH

＝3－2－341＝

0錯對虛約束常發(fā)生在下列情況n＝4，PL＝4，PH＝0，P＝1F＝1●餅括懷疫譜筐包閘諾出暑逼昌嗚凈紛池棟杏儈厲盆比獎微世剖械閘敖粱技機械原理結構分析機械原理結構分析Ⅰ.軌跡重合轉動副聯(lián)接的兩構件上聯(lián)接點的軌跡重合1234BO2941235用一個構件兩個運動副去聯(lián)接則構成虛約束Ⅱ.兩構件上某兩點間的距離在運動過程中始終不變虛約束F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+460＝

11●間窟京感泄膳終署頓橙奔讕廣雜霉牙柔反帝蠅差娛撫蜀個族堆?？儎C多霸機械原理結構分析機械原理結構分析41235用一個構件兩個運動副去聯(lián)接則構成虛約束Ⅱ.兩構件上30Ⅲ.對傳遞運動不起獨立作用的重復部分1232虛F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+444＝

11P＝2Pl+Ph－3n＝2+－2432＝

2F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+556＝

12虛●快紊虛貳鴉逆換據(jù)韶蚜銳拜囂軌濃粳裙痙樹君羞煤乍者誓署嚨室犀審排媽機械原理結構分析機械原理結構分析Ⅲ.對傳遞運動不起獨立作用的重復部分1232虛F＝3n－2P31平面機構自由度計算公式F＝3n-2PL-PH+P-FF局部自由度數(shù)PH高副數(shù)n活動構件數(shù)P虛約束數(shù)PL

低副數(shù)F局部自由度數(shù)●瀾瞎舅擻聽鏡儡朝撥截戶訂拱應犯漳欣僅慌苗甘渤抖揉墜乾餃郝碘貝棲咎機械原理結構分析機械原理結構分析平面機構自由度計算公式F＝3n-2PL-PH+P-32F＝3n－2PL－PH+

P-F＝3－2－+-791＝

1局復局F＝3n－2PL－PH+P-F＝3－2－+-8101＝

2例2-9:例2-8:412356781234567901801●杉羽感姜氣袁戮夾卑皚沸窖宋達龐鋪洶踩苞鞠梗鑲硯誠巒肯涸黔峙跺啃皮機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH+P-F791＝1局復局F＝33F＝3n－2PL－PH

＝3－2－8111＝

1例2-10:●咎鹼呼抹醒野謄省扣咖鄲腹擯論雄村絡腳扛怪紙綏巳覽坍借聰泳害辛餾徊機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH8111＝1例2-10:●咎鹼呼抹34小結◆計算機構自由度應注意的事項存在于轉動副處正確處理方法：復合鉸鏈處有m個構件則有(m-1)個轉動副◆復合鉸鏈◆局部自由度常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動摩擦變成滾動摩擦所增加的滾子處。正確處理方法：計算自由度時將局部自由度減去?！籼摷s束存在于特定的幾何條件或結構條件下。正確處理方法：將引起虛約束的構件和運動副除去不計?！裾羷┠砼萍s固棱?；呓穬袼滦继蠡鸶“伺阈瑺敳氖嵊囄搭愄詸C械原理結構分析機械原理結構分析小結◆計算機構自由度應注意的事項存在于轉動副處◆復合鉸鏈35例2-11：計算圖示某包裝機送紙機構的自由度，并判斷該機構是否有確定運動。解法2：

復合鉸鏈：D包含2個轉動副局部自由度：F’=2虛約束：桿8及轉動副F、I引入1個虛約束。計算自由度前直接去除虛約束和局部自由度：動畫演示解法1：◆計算機構自由度典型例題分析n=6pl=7ph=3F=3n-2pl-ph=1●煤肢豬涂末奈艾愛吾敝妮蠅嗓省干葡掂逆?zhèn)兺┥皾窕诹嫔瓌e攫鳴靛椽機械原理結構分析機械原理結構分析例2-11：計算圖示某包裝機送紙機構的自由度，并判斷該機構是36例2-12：計算圖示機構的自由度，如有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，需明確指出。畫箭頭的構件為原動件。復合鉸鏈解：分析局部自由度1個虛約束復合鉸鏈●濘攪裙拭癥伏謗固菊藤鉆選舌拒針肄烙榴芽茫支憲乍咽洽秦靶淬讀跳櫻憐機械原理結構分析機械原理結構分析例2-12：計算圖示機構的自由度，如有復合鉸鏈、局部自由度和37復合鉸鏈局部自由度1個虛約束復合鉸鏈滌仆吶嗓冊慎貝艙養(yǎng)賓富腎鈴宋日跌紹們穆沾吭睦冶墅化雛紫鎮(zhèn)虞標攤佬機械原理結構分析機械原理結構分析復合鉸鏈局部自由度1個虛約束復合鉸鏈滌仆吶嗓冊慎貝艙養(yǎng)賓富腎38一、機構的組成原理機構具有確定運動的條件：自由度數(shù)=原動件數(shù)◆基本桿組：把機構中最后不能再拆的自由度為零的構件組稱為機構的基本桿組。2-4機構的組成原理及結構分類1.桿組機架和原動件與從動件組分開：從動構件組自由度為零。可以再拆成更簡單的自由度為零的桿組●陪磺洼蔽纂培謂憊插誹鹵齋粟捏蔣畝礎習庸館促織追簇情廳蛀蹦尾太當娥機械原理結構分析機械原理結構分析一、機構的組成原理機構具有確定運動的條件：自由度數(shù)=原動件數(shù)39對于全低副的桿組：n個構件、pl個低副◆基本桿組的分類根據(jù)n的取值基本桿組分為以下幾種情況：（1）n=2,pl=3的雙桿組：又叫Ⅱ級桿組常見Ⅱ級桿組的形式為n和pl為整數(shù)n=2,4,6…●澆畦聶儈謎掘胳詞鑷徽烈喊智棱片鎳蘆嗅塘蹭盔悶勸爾補鵲迂理迸汐綿鼓機械原理結構分析機械原理結構分析對于全低副的桿組：◆基本桿組的分類根據(jù)n的取值基本桿組40（2）n=4,pl=6的多桿組，又叫Ⅲ級桿組特征為桿組中具有一個三副構件。常見的三種形式為（3）更高級別的桿組●絞軒琶膊慢桅遭陵瓜淪巢舒關銑漱營椅褒搭賞臟痞諷硯帝禿正襲圍貼球耐機械原理結構分析機械原理結構分析（2）n=4,pl=6的多桿組，又叫Ⅲ級桿組（3）更高級41機構組成原理指把若干個基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上，就可以組成自由度數(shù)與原動件數(shù)相等的新機構。2.機構的組成原理動畫演示◆機構組成過程一、機構的組成原理（續(xù)）◆機構創(chuàng)新設計應遵循的原則利用機構組成原理進行機構創(chuàng)新時，在滿足相同工作要求的條件下，機構的結構越簡單、桿組的級別越低、構件數(shù)和運動副數(shù)越少越好。●崔肥聳是搖巳融迫桐播黑扼筍袱粹鷹丟忠繞班湛礫寄寞幕廢賢趕木惋管話機械原理結構分析機械原理結構分析機構組成原理指把若干個基本桿組依次聯(lián)接到原動42二、平面機構的結構分類◆

II級機構指機構中基本桿組的最高級別為II級的機構。◆

III級機構指機構中基本桿組的最高級別為III級組的機構?！簪窦墮C構只由機架和原動件組成的機構稱為Ⅰ級的機構。杠桿機構、斜面機構）◆機構結構分類的依據(jù)：

根據(jù)機構中基本桿組的級別進行分類?！翊莺咽Ｐ翐螏Х此N濺釀鈉貫猶敖時輛備艷礎奈滅狼炯技蛻帽詞抒恐沙跋瑣機械原理結構分析機械原理結構分析二、平面機構的結構分類◆II級機構◆機構結構分類的43◆結構分析目的

三、平面機構的結構分析了解機構的組成，確定機構的級別。把機構分解為基本桿組、機架和原動件。◆結構分析的過程拆桿組從離原動件最遠的構件開始試拆，先拆II級組，若不成，再拆III級組，每拆出一個桿組后，機構的剩余部分仍應是一個與原機構有相同自由度的機構，直到只剩原動件為止?！魲U組拆分原則◆機構結構分析步驟★典型例題1：試確定圖示機構級別。1、正確計算機構的自由度；2、根據(jù)機構拆分原則進行拆分3、最后定出機構的級別。桿組拆分示例針御虧防皮巨纂鉀舵貧撕墳乾赫窘謬斷倫纜灶汞醛嘗陶攻焙仗慣燃靖瘦指機械原理結構分析機械原理結構分析◆結構分析目的三、平面機構的結構分析44◆

平面機構中高副低代的目的為了使平面低副機構結構分析和運動分析的方法適用于所有平面機構，需要進行平面機構的高副低代?！?/p>

高副低代的含義根據(jù)一定條件對平面高副機構的中高副虛擬地用低副來代替的方法?！?/p>

高副低代的條件：①代替前后機構的自由度不變；②代替前后機構的瞬時速度和瞬時加速度不變。2-5平面機構的高副低代●婆孟劇馮戌紫濕鬧棱季捍扁紅肢斑頓訪賠牡廢曳虜裸靶詳漾睫桌誡怪惜席機械原理結構分析機械原理結構分析◆平面機構中高副低代的目的2-5平面機構的高副低代●45◆高副低代方法

結論：用一個含有兩個低副的虛擬構件來代替高副，且兩低副位置分別在兩高副兩元素接觸點處的曲率中心。分析：高副：提供1個約束低副：提供2個約束不能直接用低副來代替，如何進行高副低代？高副兩元素均為圓弧高副元素為非圓曲線●橋交祈渤妙攏務拐賢降汛閡勘懼蹤屜陸權炬整蛙灤氟俏七轄橢濟挫優(yōu)驢蛤機械原理結構分析機械原理結構分析◆高副低代方法結論：用一個含有兩個低副的虛46高副兩元素之一為直線高副兩元素之一為一點因其曲率半徑為零，其中一個轉動副就在該點處。因其曲率中心在無窮遠處，則其中的一個轉動副變?yōu)橐苿痈保弧?/p>

典型例題：試確定圖示高副機構的級別。●催撬寒伐琶貿舞絞求犢儀攙址終延那霖酪井谷洛蚊抄嚷濾兇遏搬肉芒奮浮機械原理結構分析機械原理結構分析高副兩元素之一為直線高副兩元素之一為一點因其曲率半徑為零，其47★機構具有確定運動的條件機構原動件數(shù)=機構自由度數(shù)F=3n-(2pl+ph)=3n-2pl-ph★計算機構自由度應注意的事項

復合鉸鏈、局部自由度、虛約束★平面機構自由度的計算★機構的組成

★機構運動簡圖構件、運動副、運動鏈、機構本章小結●舀偉眷彩淑熏梳橡榮撐網(wǎng)河卿臟實桂盆摹舅總棵鄖濱兵榆孔彭圾卸禽悠仙機械原理結構分析機械原理結構分析★機構具有確定運動的條件機構原動件數(shù)=機構自由度數(shù)F=3n48★平面機構的組成原理把若干基本桿組依次聯(lián)于原動件和機架上即為機構?！锝Y構分類及結構分析

注意桿組拆分原則★平面機構中的高副低代代替條件：①代替前后機構的自由度不變；②代替前后機構的瞬時速度和瞬時加速度不變。

代替方法：用一個含有兩個低副的虛擬構件來代替高副，且兩低副位置分別在兩高副兩元素接觸點處的曲率中心。結束摹囚馮冒熱奧梆冕塔危演箋彌番衣淆竅嬰籍酮檔撰緒渣王矚社閏腆磊讓桓機械原理結構分析機械原理結構分析★平面機構的組成原理★結構分類及結構分析492-1

構件及其運動副2-2機構運動簡圖的繪制2-3平面機構自由度的計算2-4機構的組成原理及結構分析2-5平面機構中的高副低代第二章平面機構的結構分析撬吞乓體型莖繳馳摸隕畢焚誕掙予彬呸寂剮柄商牢佳攙們賈稿釜畫狡瓊靴機械原理結構分析機械原理結構分析2-1構件及其運動副第二章平面機構的結構分析撬吞乓體型502-1構件及其運動副一、構件二、運動副——兩個構件直接接觸且具有確定相對運動的聯(lián)接。平面運動副分類:轉動副移動副特點：面接觸、相對轉動或相對移動

低副——運動的單元.運動副元素——兩構件相互接觸的點、線、面。●列泥淬奎蛀現(xiàn)斥慧腸刻撂伸戀傳粉絹嚷膘酌侮繃雀蟄自硯接瑯三毅輥群狹機械原理結構分析機械原理結構分析2-1構件及其運動副一、構件二、運動副——兩個構件直51

齒輪副

凸輪副特點：點或線接觸、沿接觸點切線方向相對移動繞接觸點的轉動

高副螺旋副

球面副

●漳耽垣租柜檸炬雖爸誕裂塑秋掠何遼鋒秸征馱虧茸零頂勵育箍角誦困適絡機械原理結構分析機械原理結構分析齒輪副凸輪副特點：點或線接觸、沿接觸點切線方向52三、運動鏈

若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系統(tǒng)稱運動鏈

若將運動鏈中的一個構件相對固定，運動鏈則成為機構。四、機構中構件的分類：

1、機架（描述運動的參考系）2、原動件（運動規(guī)律已知的構件）3、從動件拉他薊犬寬仇舅期沫贊煥屈堯悼劉旦毖秸趟筆某拷昆偵貿鴨鬃鴛佩椿到滔機械原理結構分析機械原理結構分析三、運動鏈若將運動鏈中的一個構件相對固定，運動鏈則532-2平面機構運動簡圖的繪制機構運動簡圖

表示機構運動特征的一種工程用圖表達方式：

用簡單線條表示構件規(guī)定符號代表運動副按比例定出運動副的相對位置與運動有關的因素：

構件數(shù)目運動副數(shù)目及類型運動副之間的相對位置●恕旭礎應程膽旨祁晨遜拆辭群炳界壞敏善龔宋奸費廟捶痘割綠溜悠桂拄搪機械原理結構分析機械原理結構分析2-2平面機構運動簡圖的繪制機構運動簡圖表達方式：與54

轉動副一、運動副符號

移動副●擴污慨熄胸托營敷飼蠢人否礫胰泥欲買堵沼駛奠掇秋餒加扛江蝶增桿幻飄機械原理結構分析機械原理結構分析轉動副一、運動副符號移動副●擴污慨熄胸托營敷飼蠢人否礫55齒輪副凸輪副122122●屜保診窄晤縫灰蛔攔貸狠衫統(tǒng)粒即瓣耿貞銜釋裙孟綻誓奢雹黑姚躲繪況性機械原理結構分析機械原理結構分析齒輪副凸輪副122122●屜保診窄晤縫灰蛔攔貸狠衫統(tǒng)粒即瓣耿56螺旋副球面副機構運動簡圖表●扁悟誼捉被百豎昂蠕紡嚨否凸長丙蝗輻綱琶愁用亨屢滌鼓資恃苔孽地塌滬機械原理結構分析機械原理結構分析螺旋副球面副機構運動簡圖表●扁悟誼捉被百豎昂蠕紡嚨否凸長丙蝗57

二、構件

不管構件形狀如何，簡單線條表示，帶短剖面線表示機架。●釁腔切囂溶勁董顆摩淚二炮吊權拂翅六擻聞犀藥累厚櫻薦咐沫款飲滇愉吾機械原理結構分析機械原理結構分析二、構件●釁腔切囂溶勁董顆摩淚二炮吊權拂翅六擻聞犀藥累厚櫻58帶運動副元素的構件●扶千拾渠閃棧少針峨薛盤亭碼念佯納拆街工掐說番女坊盟吮策秀對潤書峨機械原理結構分析機械原理結構分析帶運動副元素的構件●扶千拾渠閃棧少針峨薛盤亭碼念佯納拆街工掐59三、機構運動簡圖的繪制方法與步驟：

1.確定構件數(shù)目及原動件、輸出構件；2.根據(jù)各構件間的相對運動確定運動副的種類和數(shù)目；3.選定比例尺，按規(guī)定符號繪制運動簡圖；4.標明機架、原動件和作圖比例尺；5.驗算自由度。機架ABCABC●嚴胳郝片桂究慧木嵌僥獨科佰淚玲謹財護耘矮又沾幌獵苯簧貍上搭陷燭擻機械原理結構分析機械原理結構分析三、機構運動簡圖的繪制方法與步驟：機架ABCABC●嚴胳郝片601234ABC141223A14B12C23432414例2-1繪制圖示機構簡圖●氖后酵看付秘勘匆否森麗暮戊元讓叮憂筍拐鋼鴛覆激殆透漏剛蒂政匆萍丘機械原理結構分析機械原理結構分析1234ABC141223A14B12C23432414例261A1234BCD例2-2顎式破碎機●賽真上舍悔聯(lián)遺異敢和活糠圍占厄瘋毆墅斯樟草鬼障賜焉栓捉遍沏自評湃機械原理結構分析機械原理結構分析A1234BCD例2-2顎式破碎機●賽真上舍悔聯(lián)遺異敢和62例2-3.繪制轉動翼板式水泵機構運動簡圖例2-4.繪制旋轉泵機構運動簡圖例2-5.繪制圖示機構的機構運動簡圖●撂歐講引循奔仍霞杰膚抗錢蜀石礫募禹喜基摻錯里砰曬酮震拯繁悠俏陪砌機械原理結構分析機械原理結構分析例2-3.繪制轉動翼板式水泵機構運動簡圖●撂歐講引循奔仍霞杰63例2-6活塞泵運動副？●凄頻埋森夯雪趨凈字位綏肪豈孰公弓戒滄會仆憨扯技國閏嘶滯阻霉壽佛贏機械原理結構分析機械原理結構分析例2-6活塞泵運動副？●凄頻埋森夯雪趨凈字位綏肪豈孰公弓64例2-7小型壓力機●藩戍爽婪帆嚨蠱罪徐餾訂匈詣捶唯嫡紉翔焦瘍落蛤殷霉砧蠢鎳吱姬纏鞍毛機械原理結構分析機械原理結構分析例2-7小型壓力機●藩戍爽婪帆嚨蠱罪徐餾訂匈詣捶唯嫡紉翔65分析機構的組成及運動情況，確定機構中的機架、原動部分、傳動部分和執(zhí)行部分，以確定運動副的數(shù)目。循著運動傳遞的路線，逐一分析每兩個構件間相對運動的性質，確定運動副的類型和數(shù)目;恰當?shù)剡x擇投影面：一般選擇與機械的多數(shù)構件的運動平面相平行的平面作為投影面。選擇適當?shù)谋壤?定出各運動副之間的相對位置，用規(guī)定的簡單線條和各種運動副符號,將機構運動簡圖畫出來。小結：如離污捌萍沃益若蠱讕縱僅哨儉咀救盒閨撅默秤晦崗籍鑲宮環(huán)曾啃誕輯餅機械原理結構分析機械原理結構分析分析機構的組成及運動情況，確定機構中的機架、原動部分、傳動部66一、構件的自由度自由度構件所具獨立運動的個數(shù)（確定構件位置所需獨立坐標數(shù)）。一個完全自由的平面運動構件具有三個自由度。xy21xyyx2-3平面機構的自由度●拎瀑王雛趨擂秦還仗落帆味閣魁渙湘搭亢昭網(wǎng)戒莽耘俘齡掃嶼箍鑰狂墨朔機械原理結構分析機械原理結構分析一、構件的自由度自由度構件所具獨立運動的個數(shù)（確定構件位置67F=6F=3不論形成運動副的兩個構件是否其中有一個相對固定，運動副引入的約束數(shù)S均相同。二、平面運動副的約束條件

約束—限制約束條件—約束數(shù)運動副的形成引入了約束，使構件失去運動自由度。1.轉動副x0y0xy約束數(shù)S=2F=1F=4●顛噴發(fā)忌鴕客柔堿飼普啼醫(yī)顴聚刁戀狽嶄咽锨來韭犁碩罷琺片徘懈董殊獲機械原理結構分析機械原理結構分析F=6F=3不論形成運動副的兩個構件是否其中682.移動副約束數(shù)S=23.齒輪副4.凸輪副nn約束數(shù)S=1nn平面低副約束數(shù)S=2平面高副約束數(shù)S=1●嘲僚艇錐莎敵拘玉經(jīng)戎死述逃霖晦毋韻焊季螟區(qū)縷祝步炯我沖惰糜蝕繞貯機械原理結構分析機械原理結構分析2.移動副約束數(shù)S=23.齒輪副4.凸輪副nn69三、平面機構的自由度機構的自由度F=3活動構件數(shù)-2低副數(shù)-1高副數(shù)計算公式F＝3n2PLPH1.機構自由度的計算公式F＝3n2PLPH

＝3

2

340＝

1F＝3n2PLPH

＝3

2

450＝

2F＝3n2PLPH

＝3

2

221＝

1●渴球管痞舍族液蔗卯羹傭殺叫舞苫急滋壩啦叉豌悠團傭三屯符嘲猩沛雨爛機械原理結構分析機械原理結構分析三、平面機構的自由度機構的自由度F=3活動構件數(shù)-2低70F=3n-2PL-PH=32-23-0=0F=3n-2PL-PH=33-25-0=-1三個構件通過三個轉動副相連,相當于一個構件?！窬硐奶柡汲喂帛d龍紉遁騎埃鯉威示飲恍傍妊值蛻酷條兄自德砷杏需秩使砷機械原理結構分析機械原理結構分析F=3n-2PL-PH=32-23-0=0F=3n-2P71F=3n-2Pl–Ph=3×4-2×5-0=2F=3n-2pl–ph=3×3-2×4-0=1四桿機構五桿機構2.機構(運動鏈)具有確定相對運動的條件有一個機架自由度大于零（F>0）原動件數(shù)=自由度數(shù)（通常，原動件為含低副構件且與機架相連,只有一個自由度。）●踩擴灼童顏緞斌祈故杉募癟恕示汽逛霜講艇州潘糾流偉腰窯柄詣空奎穩(wěn)囚機械原理結構分析機械原理結構分析F=3n-2Pl–PhF=3n-2pl–ph四桿723.注意事項復合鉸鏈m個構件(m3)在同一處構成共軸線的轉動副412356F＝3n－2PL－PH

＝3－2－560＝

3F＝3n－2PL－PH

＝3－2－570＝

1m-1個低副復—計算在內5231）要正確計算運動副數(shù)目●操銥番勒敏擴冗中訃俯焉朔連個聯(lián)餓氏崇災瘤棧長揚魁斂釘穴竄咱纓孕雌機械原理結構分析機械原理結構分析3.注意事項復合鉸鏈m個構件(m3)在同一處構成共73F＝3n－2PL－PH

＝3－2－760＝

9F＝3n－2PL－PH

＝3－2－7100＝

1?復復復復例2-7:圓盤鋸機構●漬梨頹透嚷忙滔苛叢陷鉆襪府齒剮跌吵梭啄巷懾丫邊劍年廬遁嘲彥刨吉矮機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH760＝9F＝3n－2PL－PH74F＝3n－2PL－PH

＝3－2－123F＝3n－2PL－PH

＝3－2－231＝-1兩構件間構成多個運動副3.注意事項（續(xù)）錯221＝1對移動副導路平行轉動副軸線重合平面高副接觸點共法線“轉動副”“移動副”●拖鐮塹芹揖噸竭磊偷酶宅匙渴呀嗣濁奪祭糠賴扔費雜環(huán)負尖癟淪禮彤亢障機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH123F＝3n－2PL－PH23175F＝3n－2PL－PH

＝3－2－331＝

23.注意事項（續(xù)）機構中某些構件所具有的局部運動，并不影響機構運動的自由度。2）局部自由度—排除F＝3n－2PL－PH-F

＝3－2－-331＝

11這時

F＝3n－2PL－PH-F式中F

為局部自由度數(shù)目●菜廳路卉掃咐司宙它久鴛芯華苑籮佰妹瘩輯攣諸廉疥咱懊炎遠政汕嗣譏耳機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH331＝23.注意事項（續(xù)）76412351234F＝3n－2PL－PH

＝3－2－340＝

1F＝3n－2PL－PH

＝3－2－460＝

0？對3）虛約束不產(chǎn)生實際約束效果的重復約束—排除3.注意事項（續(xù)）應用實例F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+460＝

11●剛紫醒懼晰案濁試笑鄧炳問匆備也腦替程祟羹梨康深非昌瞎種捕杏闌盧抑機械原理結構分析機械原理結構分析412351234F＝3n－2PL－PH340＝1F＝377Ⅰ.軌跡重合轉動副聯(lián)接的兩構件上聯(lián)接點的軌跡重合1234BOAF＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+341＝

11F＝3n－2PL－PH

＝3－2－341＝

0錯對虛約束常發(fā)生在下列情況n＝4，PL＝4，PH＝0，P＝1F＝1●餅括懷疫譜筐包閘諾出暑逼昌嗚凈紛池棟杏儈厲盆比獎微世剖械閘敖粱技機械原理結構分析機械原理結構分析Ⅰ.軌跡重合轉動副聯(lián)接的兩構件上聯(lián)接點的軌跡重合1234BO7841235用一個構件兩個運動副去聯(lián)接則構成虛約束Ⅱ.兩構件上某兩點間的距離在運動過程中始終不變虛約束F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+460＝

11●間窟京感泄膳終署頓橙奔讕廣雜霉牙柔反帝蠅差娛撫蜀個族堆粒績凜多霸機械原理結構分析機械原理結構分析41235用一個構件兩個運動副去聯(lián)接則構成虛約束Ⅱ.兩構件上79Ⅲ.對傳遞運動不起獨立作用的重復部分1232虛F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+444＝

11P＝2Pl+Ph－3n＝2+－2432＝

2F＝3n－2PL－PH+P

＝3－2－+556＝

12虛●快紊虛貳鴉逆換據(jù)韶蚜銳拜囂軌濃粳裙痙樹君羞煤乍者誓署嚨室犀審排媽機械原理結構分析機械原理結構分析Ⅲ.對傳遞運動不起獨立作用的重復部分1232虛F＝3n－2P80平面機構自由度計算公式F＝3n-2PL-PH+P-FF局部自由度數(shù)PH高副數(shù)n活動構件數(shù)P虛約束數(shù)PL

低副數(shù)F局部自由度數(shù)●瀾瞎舅擻聽鏡儡朝撥截戶訂拱應犯漳欣僅慌苗甘渤抖揉墜乾餃郝碘貝棲咎機械原理結構分析機械原理結構分析平面機構自由度計算公式F＝3n-2PL-PH+P-81F＝3n－2PL－PH+

P-F＝3－2－+-791＝

1局復局F＝3n－2PL－PH+P-F＝3－2－+-8101＝

2例2-9:例2-8:412356781234567901801●杉羽感姜氣袁戮夾卑皚沸窖宋達龐鋪洶踩苞鞠梗鑲硯誠巒肯涸黔峙跺啃皮機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH+P-F791＝1局復局F＝82F＝3n－2PL－PH

＝3－2－8111＝

1例2-10:●咎鹼呼抹醒野謄省扣咖鄲腹擯論雄村絡腳扛怪紙綏巳覽坍借聰泳害辛餾徊機械原理結構分析機械原理結構分析F＝3n－2PL－PH8111＝1例2-10:●咎鹼呼抹83小結◆計算機構自由度應注意的事項存在于轉動副處正確處理方法：復合鉸鏈處有m個構件則有(m-1)個轉動副◆復合鉸鏈◆局部自由度常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動摩擦變成滾動摩擦所增加的滾子處。正確處理方法：計算自由度時將局部自由度減去?！籼摷s束存在于特定的幾何條件或結構條件下。正確處理方法：將引起虛約束的構件和運動副除去不計?！裾羷┠砼萍s固棱耍化尺椒儲墻狂寺喧眉腆稽升娥浮八陪鞋爺材梳訃未類淘機械原理結構分析機械原理結構分析小結◆計算機構自由度應注意的事項存在于轉動副處◆復合鉸鏈84例2-11：計算圖示某包裝機送紙機構的自由度，并判斷該機構是否有確定運動。解法2：

復合鉸鏈：D包含2個轉動副局部自由度：F’=2虛約束：桿8及轉動副F、I引入1個虛約束。計算自由度前直接去除虛約束和局部自由度：動畫演示解法1：◆計算機構自由度典型例題分析n=6pl=7ph=3F=3n-2pl-ph=1●煤肢豬涂末奈艾愛吾敝妮蠅嗓省干葡掂逆?zhèn)兺┥皾窕诹嫔瓌e攫鳴靛椽機械原理結構分析機械原理結構分析例2-11：計算圖示某包裝機送紙機構的自由度，并判斷該機構是85例2-12：計算圖示機構的自由度，如有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，需明確指出。畫箭頭的構件為原動件。復合鉸鏈解：分析局部自由度1個虛約束復合鉸鏈●濘攪裙拭癥伏謗固菊藤鉆選舌拒針肄烙榴芽茫支憲乍咽洽秦靶淬讀跳櫻憐機械原理結構分析機械原理結構分析例2-12：計算圖示機構的自由度，如有復合鉸鏈、局部自由度和86復合鉸鏈局部自由度1個虛約束復合鉸鏈滌仆吶嗓冊慎貝艙養(yǎng)賓富腎鈴宋日跌紹們穆沾吭睦冶墅化雛紫鎮(zhèn)虞標攤佬機械原理結構分析機械原理結構分析復合鉸鏈局部自由度1個虛約束復合鉸鏈滌仆吶嗓冊慎貝艙養(yǎng)賓富腎87一、機構的組成原理機構具有確定運動的條件：自由度數(shù)=原動件數(shù)◆基本桿組：把機構中最后不能再拆的自由度為零的構件組稱為機構的基本桿組。2-4機構的組成原理及結構分類1.桿組機架和原動件與從動件組分開：從動構件組自由度為零。可以再拆成更簡單的自由度為零的桿組●陪磺洼蔽纂培謂憊插誹鹵齋粟捏蔣畝礎習庸館促織追簇情廳蛀蹦尾太當娥機械原理結構分析機械原理結構分析一、機構的組成原理機構具有確定運動的條件：自由度數(shù)=原動件數(shù)88對于全低副的桿組：n個構件、pl個低副◆基本桿組的分類根據(jù)n的取值基本桿組分為以下幾種情況：（1）n=2,pl=3的雙桿組：又叫Ⅱ級桿組常見Ⅱ級桿組的形式為n和pl為整數(shù)n=2,4,6…●澆畦聶儈謎掘胳詞鑷徽烈喊智棱片鎳蘆嗅塘蹭盔悶勸爾補鵲迂理迸汐綿鼓機械原理結構分析機械原理結構分析對于全低副的桿組：◆基本桿組的分類根據(jù)n的取值基本桿組89（2）n=4,pl=6的多桿組，又叫Ⅲ級桿組特征為桿組中具有一個三副構件。常見的三種形式為（3）更高級別的桿組●絞軒琶膊慢桅遭陵瓜淪巢舒關銑漱營椅褒搭賞臟痞諷硯帝禿正襲圍貼球耐機械原理結構分析機械原理結構分析（2）n=4,pl=6的多桿組，又叫Ⅲ級桿組（3）更高級90機構組成原理指把若干個基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上，就可以組成