第二章-机构组成.pptVIP

从动件系统的自由度为零，但却可动，主要是因为原动件从整个机械系统中分离出去，它把机械的自由度带走了，而所研究的从动件系统与原动件是在断开联接的情况下考虑的。 把由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的机构称为Ⅲ级机构。 机构的结构分类 把只由机架和原动件构成的机构（如杠杆机构、斜面机构等）称为Ⅰ级机构； 把由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的机构称为Ⅱ级机构； 课堂练习：分别以构件1、6、7为原动件，请将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。 7 1 3 2 4 5 6 8 3 5 III级机构 1为原动件 Ⅱ级机构 Ⅱ级机构 8 6为原动件时： 7为原动件时： 7 1 2 4 6 3 5 ▲注意：机构的级别与原动件的选择有关。 + + = 首先把Ⅱ级杆组BCD通过其外副B、D联接到原动件和机架上形成四杆机构ABCD。 ●根据机构组成原理组成机构的过程： 根据机构的级的定义，该机构为 机构。 Ⅲ级 再把Ⅲ级杆组通过外副E、I、J依次与Ⅱ级杆组及机架连接，组成图示的八杆机构。 学习机构组成原理的意义 ★ 根据机构的组成原理，在对现有机构进行运动分析和动力分析时，可将机构分解为机架和原动件及若干个基本杆组，然后对相同的基本杆组以相同的方法进行分析。 ★当设计一个新机构的机构运动简图时，可先选定一个机架，并将数目等于机构自由度数的F个原动件用运动副连于机架上，然后再将一个个基本杆组依次连于机架和原动件上，从而就构成一个新机构。 注意：利用机构组成原理进行机构创新时，在满足相同工作要求的条件下，机构的结构越简单、杆组的级别越低、构件数和运动副数越少越好。机构的级别越高，其运动和动力分析也越困难。 3 1 2 4 ◆ 平面机构高副低代的方法 用一个含有两个低副的虚拟构件来代替高副，且两低副位置分别在两高副两元素接触点处的曲率中心。 （二）平面高副机构的组成原理 ●高副低代： ◆高副低代应满足的条件： ◆替代关键： 高副用一个构件、两个低副代替。 过接触点找曲率中心 。 自由度完全相同。 瞬时速度和加速度完全相同。 代替机构和原机构 （平面机构的高副低代） 根据一定的约束条件，将平面机构中的高副虚拟地用低副加以代替，从而使平面低副机构的组成原理、结构分析和运动分析方法能适用于含有高副的平面机构。这种以低副来代替高副的方法，称为高副低代。 ◆高副低代方法 高副两元素均为圆弧 高副元素为非圆曲线 寻找构件接触点的曲率中心，用“两转动副+一构件”代替“高副”； 高副两元素之一为直线 高副两元素之一为一点 因其曲率半径为零，其中一个转动副就在该点处。 因其曲率中心在无穷远处，则其中的一个转动副变为移动副； 二、平面机构的结构分析 为了对已有机构或已设计完毕的机构进行运动分析和力分析，常需对机构先进行结构分析。 机构结构分析就是将已知机构分解为基本机构（原动件和机架）和若干个基本杆组，机构结构分析的过程与由杆组依次组成机构的过程正好相反。因此，通常也把机构结构分析称为拆杆组。 首先应正确计算机构的自由度（注意除去机构中的虚约束和局部自由度），并根据机构自由度的数目明确原动件。 平面机构结构分析的过程 ： 最后确定机构的级别。 然后，从远离原动件的构件开始拆杆组。先拆II级组，若不成，再拆III级组。每拆出一个杆组后，留下的部分仍应是一个与原机构有相同自由度的机构，直至全部杆组拆出只剩下原动件和机架为止。 注意： ●每构件、每运动副在杆组拆分时仅出现1次。 ●对于存在虚约束的机构，可通过拆杆组判断虚约束存在的状态。 机构拆分原则 1 2 3 5 4 6 7 8 9 ◆首先应正确计算机构的自由度），并根据机构自由度的数目明确原动件。 F=3×8-2×11=2 ◆然后，从远离原动件的构件开始拆杆组。 1 2 5 6 3 4 9 7 8 7 8 Ⅱ级机构 Ⅱ级机构 Ⅲ级机构 机构结构分析步骤 1、除去虚约束和局部自由度，正确计算机构的自由度； 2、明确机构的原动件； 3、将机构中的全部平面高副替换为低副； 4、根据机构拆分原则进行拆分； 5、最后定出机构的级别。 6、对于带有气、液缸的平面机构，可先拆杆数较少的带缸或不带缸的杆组，带缸杆组自由度为缸数，而不带缸杆组自由度为0。 注意：在杆组并接时，不能将同一杆组的各个外接运动副接于同一构件上，否则将起不到增加杆组的作用。 机架和原动件与从动件组分开，运动副仍保留在杆组： 从动构件组自由度为零。 可以再拆成更简单的自由度为零的杆组 课堂练习: 试分析图示牛头刨床的结构，如有问题，请改正。 (a) (d) (b) (c) （2）结构分析 解:（1） 计算机构自由度 F＝3n－2