第2章节机构的结构分析幻灯片.pptVIP

在有些情况下,从动件系统可以再拆成更简单的自由度为零的构件组.直到不能再拆为止。则这样的构件组称为基本杆组 Assur groups 。 * * ◆基本杆组：从动件系统中最后不能再拆的自由度为零的运动链称为基本杆组或称杆组。 * * 内接副inner pair－杆组中的构件相互联接的运动副。 外接副outer pairs－与组外构件相联的运动副。 * * 3. 机构的组成原理 * * 3. 机构的组成原理 　　任何机构都可看作是若干个基本杆组依次联接于原动件和机架上（基本机构）而构成的。这就是机构的组成原理。 即： 机构＝基本机构＋基本杆组 * * 对于全低副的杆组： n个构件、pl个低副 4.　机构的结构分类 根据n的取值基本杆组分为以下几种情况： （a）n=2, pl=3的双杆组：又叫Ⅱ级杆组 常见Ⅱ级杆组的形式为 n和pl为整数 n=2,4,6… 根据机构中基本杆组的不同组成形态进行分类 （1）杆组及其分类 * * （b）n=4, pl=6的多杆组，有两类结构： 内接副－－杆组中的构件相互联接的运动副。 外接副－－与组外构件相联的运动副。 常以内接副所形成封闭多边形的边数来分类： * * 　Ⅲ级组：三个内副形成一三角形。另外还有三个外接副，特征为杆组中具有一个三副构件。 常见的三种形式为： * * 　IV级组： 虽然也是n=4、 pl=6,但有四个内接副形成四边形，故称为IV级组。有四个内副，其余两个为外接副 结构特点： 有两个三副杆。 注意： Ⅲ级组或IV级组，构件数n=4、 pl=6，刚好是Ⅱ级组的两倍，但它们决不是由两个Ⅱ级组组成的，因此不可能拆分成两个完整的Ⅱ级组。 （c）n≧6的杆组结构类型很多，在实际机构中应用较少。 * * （2）机构的结构分类： 机构命名方式： 按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ级机构等。 同一机构中可以包含不同的杆组。机构的级别由杆组的最高级决定。 Ⅰ级机构：只由机架和原动件组成的机构称为Ⅰ级的机构。即：基本机构 * * 必须强调指出： 1.杆组的各个外端副不可以同时加在同一个构件上，否则将成为刚体。如： 2.机构的级别与原动件的选择有关。 * * ◆ 结构分析目的: 三、平面机构的结构分析 了解机构的组成，确定机构的级别。 把机构分解为基本杆组和基本机构。 ◆ 结构分析的过程: 拆杆组 从离原动件最远的构件开始试拆，先拆II级组，若不成，再拆III级组，每拆出一个杆组后，机构的剩余部分仍应是一个与原机构有相同自由度的机构，直到只剩下基本机构为止。 ◆ 杆组拆分原则: ◆ 机构结构分析步骤: 1、除去虚约束和局部自由度，将机构中的高副全部以低副代替，正确计算机构的自由度，并用箭头标注出原动件； 2、根据机构拆分原则进行拆分 3、最后定出机构的级别。 * * 例题一：计 算 图 示 机 构 的 自 由 度，并分析机构组成情况 。 画 箭 头 的 构 件 为 原 动 件。 解：1. 分析 复合铰链 局部自由度 1个虚约束 复合铰链 2. 计算自由度 去除虚约束和局部自由度后机构简图 3. 高副低代 * * 例题一（续）： 4. 结构分析 二级机构 Ex.2. 对以下机构进行结构分析 (a) 如果构件1为原动件 (b) 如果构件5为原动件 * * (a) 构件 1 为原动件, 则构件 2, 3, 4 及 5 组成从动件系统 * * 构件2, 3, 4 及 5组成 III级杆组 Assur group. * * (b) 如构件 5 为原动件, 则构件 1, 2, 3及 4 组成从动件系统. * * Links 1, 2, 3, and 4 constitute a grade IV Assur group. * * * * 构件(Link) －作为一个整体参与机构运动的运动单元体 内燃机连杆 套筒 连杆体 螺栓 垫圈 螺母 轴瓦 连杆盖 零件(part) －独立的制造单元 * * * * * * F=6 F=3 不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定，运动副引入的约束数S均相同。 二、平面运动副对构件的约束(constraint) 运动副的形成引入了约束，使构件失去运动 自由度。 1. 转动副 x0 y0 ? x y ? ? 约束数 S = 2 F=1 F=4 约束: 运动副对构件的独立运动所加的限制 * * 2. 移动副 约束数 S = 2 3. 齿轮副 4. 凸轮副 n n 约束数 S = 1 n n 平面低副约束数 S = 2