上课2.6.1 机构的组成原理.ppt

2.6.1 机构的组成原理2.6.2 机构的结构分类2.6.3 机构的结构分析2.6.4 平面机构的高副低代,2.6 平面机构的组成原理和结构分类和结构分析,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,2.6.1、平面机构的组成原理,机构都是由机架、原动件和从动件组构成的机架,,原动件,,从动件组,,,,从动件组,当把该机构的机架和原动件拆去后，则余下的从动件组为：,这个从动件组的自由度为零，即：,这个从动件组还可以分解成若干个更简单的、自由度等于零的从动件组§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,这样的从动件组已经不能进一步分解成更简单、自由度为零的从动件组通常把这样的从动件组称为：基本杆组,基本杆组的概念非常重要，它是机构分析的重要的理论基础§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,平面机构的组成原理,1、基本机构 （原动件 + 机架）,2、机构的组成（基本机构 + 杆组）,要领 杆组的外接副参与搭接，但必须搭在运动已确定处2）对杆组概念的理解：F= 0，不能理解为不能动而是，杆组参与搭接机构时不会引入多余的约束和自由度。

机构的组成原理,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,构件 + 运动副  运动链  机构,机构的组成：,在机架和原动件上每增加一个基本杆组，并不改变原来的 自由度，每次增加都可以获得一个新机构；,设计新机构时，在满足相同工作要求的前提下，机构的结 构越简单越好，杆组级别越低越好，运动副数目越少越好§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,机构结构组成举例,,,,注意 杆组的各外接运动副不能全部联接在同一个构件上,,,在进行新机械方案设计时，可以按设计要求由杆组组成机构，进行创新设计2.6.2、平面机构的结构分类,最简机构——由一个原动件和机架所组成的机构,杆组——去掉原动件和机架后，剩余自由度为零的部分杆件系统基本杆组——自由度为零且不能再分割的杆组,,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,最简机构（F=1）,,,第二章 平面机构的结构分析,,杆 组,基本杆组,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,如果基本杆组的运动副全为低副，则基本杆组的自由度：,,这也就是说，在一个基本杆组中，其构件数和低副数有以下关系：,基本杆组的类型,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,杆组应该满足的条件条件:,运动副数,构件数,,,Ⅱ级杆组 双杆组,内接副—— 连接杆组内部构件的运动副外接副—— 与杆组外部构件连接的运动副,Ⅱ级杆组,,1个内接副2个外接副,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,Ⅱ级杆组是机构中最常见的一类基本杆组,n = 2 Pl= 3 Ⅱ级杆组（双杆组）,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,内接运动副,外接运动副,R-R-R组,R-R-P组,R-P-R组,P-R-P组,R-P-P组,Ⅲ级杆组——含有3个内接副 ,具有一个３副构件， 而每个内副所连接的分支是双副构件。

§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,Ⅲ 级杆组,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,主要任务——判定机构的级别，而机构的级别取决于机构中的杆组的最高级别,实例,2.6.3 机构的结构分析,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,机构的结构分析是指把机构分解为基本杆组、原动件和机架，是机构组成的反过程，又称为拆杆组⑴ 去掉机构中的虚约束和局部自由度，计算机构的自由度，确定原动件　　⑵ 将机构中的高副用低副替代　　⑶ 拆杆组，从离原动件最远的输出构件开始，依次试拆试拆时，先按II级组试拆，若无法拆除，再试拆高一级别的杆组 　　⑷ 按所有基本杆组中的最高级别杆组确定该机构的类别，作为对机构进行运动分析和受力分析时，选择相应方法的依据一般步骤,机构的命名： 以机构中所包含的基本杆组的最高级别,,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,,,II级秆组,III级秆组,机构的结构分析原则：,首先，从远离原动件的部分开始拆分； 试拆时，先试拆低级别杆组； 每拆完一个杆组，剩余的部分仍然是一个完整机构§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,1 除去机构中的虚约束和局部自由度。

计算自由度，明确原动件 拆杆组一般是从远离原动件处开始拆，应首先试拆Ⅱ级组，若不成再试拆高一级杆组重复进行直至原动件F = 38- 211 =2,,1 除去机构中的虚约束和局部自由度计算自由度，明确原动件 拆杆组一般是从远离原动件处开始拆，应首先试拆Ⅱ级组，若不成再试拆高一级杆组重复进行直至原动件F = 38- 211 =2,3注意：（1）拆解杆组前后自由度不应发生变化剩余部分还应是机构 （2）复合铰链应按复合的次数拆多次3）原动件的不同会直接影响机构拆解次序和结果Ⅱ 级机构,,例题1：分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成F= 3  5 - 2  7 = 1,若以构件2为原动件,,,,Ⅱ 级机构,,F= 3  5 - 2  7 = 1,若以构件6为原动件,,,Ⅲ 级机构,,例题2： 　　机构结构分析举例,,,,机构级别　III级机构,III级组,II级组,,,,机构级别　II级机构　　注意　机构的级别与原动件的选择有关,II级组,II级组,II级组,解：,1.该机构的自由度为12.高副低代，去掉局部自由度和虚约束3.拆下四个II级杆组，杆组的最高级别为2。

余下1个原动件，该机构为II级机构§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,例题：3,解：,1.该机构的自由度为1，没有局部自由度和虚约束2.该机构不含 II级杆组，仅有1个原动件（最简机构）和一个III级杆组，该机构为III级机构§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,例题：4,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,高副低代——采用低副代替高副进行变通处理的方法,代换原则 : 1.代换前后保持机构的自由度不变 2.代换前后保持机构的运动关系不变,要点——找出两高副元素的接触点处的公法线和曲率中心,实例,2.6.4 平面机构的高副低代,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,2.6.4 平面机构的高副低代,根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代，这种以低副代替高副的方法称为高副低代条件一：代替前后机构的自由度不变,F = 3×1 - 2×2 = -1,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,高副接触的低副代换图例,第二章 平面机构的结构分析,,HIGH EDUCATION PRESS,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,条件二：代替前后机构的瞬时速度和加速度不变,虚线部分为瞬时替代机构,要点——找出两高副元素的接触点处的公法线和曲率中心,O1O2 = R1+ R2故可作图 b 的等效替代,图示机构中，构件1，2构成高副。

用一个双低副的构件来替代高副，将转动副中心置于高副元素曲率中心处可以保证替代前后瞬时运动关系不变举例,,§2-6 平面机构的组成原理和结构分析,例 对图示电锯机构进行结构分析解,n8，,pL11，,pH1，,F3n2pLpH38211111机构无复合铰链和虚约束，局部自由度为滚子10绕自身轴线的转动拆分基本杆组,II级机构,,本章重点小结,2、机构运动简图的绘制,本章结束,课后作业,书上page 27 2-23 2-24题,。