機(jī)械原理課件 第二章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容提要內(nèi)容提要l基本要求基本要求l基本概念基本概念l重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2-12-1機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的 2-22-2機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 2-32-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 2-42-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 2-52-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 2-62-6計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 2-72-7機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)分析 2-82-8平面機(jī)構(gòu)中

2、的高副低代平面機(jī)構(gòu)中的高副低代第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析基本要求基本要求l平面運(yùn)動(dòng)副的類型及其提供的約束平面運(yùn)動(dòng)副的類型及其提供的約束l運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件l平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法和步驟平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法和步驟l平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算及其注意事項(xiàng)平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算及其注意事項(xiàng)第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析基本概念基本概念l機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算l機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖l機(jī)構(gòu)的組成和桿組機(jī)構(gòu)的組成和桿組l高副低代法高副低代法第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)l重點(diǎn)：重點(diǎn)：l構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈等的概念構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)

3、副、運(yùn)動(dòng)鏈等的概念l機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制l機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。l難點(diǎn)：難點(diǎn)：l機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算中有關(guān)虛約束的識(shí)別和處理問題機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算中有關(guān)虛約束的識(shí)別和處理問題l拓寬內(nèi)容：拓寬內(nèi)容：l平面機(jī)構(gòu)的組成原理平面機(jī)構(gòu)的組成原理l結(jié)構(gòu)分析和分類結(jié)構(gòu)分析和分類l平面機(jī)構(gòu)中高副低代平面機(jī)構(gòu)中高副低代第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析2-1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的研究機(jī)構(gòu)的組成及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條研究機(jī)構(gòu)的組成及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件件根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分類研究機(jī)構(gòu)

4、的組成原理研究機(jī)構(gòu)的組成原理第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析 2-2 2-2 機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的組組成成一、構(gòu)件一、構(gòu)件 linkl機(jī)器機(jī)器:由由各種機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的系統(tǒng)各種機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的系統(tǒng)。l構(gòu)件構(gòu)件: 組成機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體。構(gòu)件可以是單一的零件，也可以構(gòu)件可以是單一的零件，也可以由若干由若干個(gè)零件剛性聯(lián)接而成個(gè)零件剛性聯(lián)接而成。l零件零件 part：獨(dú)立制造單元體獨(dú)立制造單元體。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析二、運(yùn)動(dòng)副二、運(yùn)動(dòng)副 pair/jointl運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副: 兩構(gòu)件兩構(gòu)件直接接觸直接接觸形成的形成的可動(dòng)連可動(dòng)連接接。l運(yùn)動(dòng)副元素：構(gòu)件上參與接觸、

5、形成運(yùn)運(yùn)動(dòng)副元素：構(gòu)件上參與接觸、形成運(yùn)動(dòng)副的表面。動(dòng)副的表面。l運(yùn)動(dòng)副的約束度：兩構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副所運(yùn)動(dòng)副的約束度：兩構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副所引入的約束數(shù)。引入的約束數(shù)。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析l運(yùn)動(dòng)副分類：運(yùn)動(dòng)副分類：運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)：運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)：lI級副級副級副級副構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的接觸情況：構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的接觸情況：l低副低副lower pair：面接觸面接觸；l高副高副higher pair：點(diǎn)或線相接觸點(diǎn)或線相接觸。運(yùn)動(dòng)副兩元素保持接觸的方式：運(yùn)動(dòng)副兩元素保持接觸的方式：l力封閉力封閉force close；l形封閉形封閉form close 。第第二二章章機(jī)

6、機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析常見運(yùn)動(dòng)副常見運(yùn)動(dòng)副平面副平面副Planar球面低副球面低副球銷副球銷副 球面高副球面高副 Spherical平面高副平面高副 移動(dòng)副移動(dòng)副 Prismatice圓柱副圓柱副Cylindric螺旋副螺旋副 Helical球槽副球槽副柱面高副柱面高副轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 Revolute第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析三、運(yùn)動(dòng)鏈三、運(yùn)動(dòng)鏈 kinematic chainl運(yùn)動(dòng)鏈：兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件以運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)鏈：兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件以運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)。副聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)。l運(yùn)動(dòng)鏈分為運(yùn)動(dòng)鏈分為閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈和和開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈兩兩種種。第第二二章章機(jī)

7、機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析四、機(jī)構(gòu)四、機(jī)構(gòu) mechanisml機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)：將閉式運(yùn)動(dòng)鏈一個(gè)構(gòu)件固定為機(jī)架時(shí)，運(yùn)動(dòng)鏈將閉式運(yùn)動(dòng)鏈一個(gè)構(gòu)件固定為機(jī)架時(shí)，運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)成為機(jī)構(gòu)。機(jī)架機(jī)架 frame：構(gòu)件中的固定構(gòu)件構(gòu)件中的固定構(gòu)件；原動(dòng)件原動(dòng)件 driving link：機(jī)構(gòu)中按給定的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)機(jī)構(gòu)中按給定的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；從動(dòng)件從動(dòng)件 driven link：除原動(dòng)件外：除原動(dòng)件外其余活動(dòng)構(gòu)件。其余活動(dòng)構(gòu)件。l 組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)，否則稱為空間機(jī)構(gòu)。構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)，否則稱為空間機(jī)構(gòu)。

8、第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析 2-3 2-3 機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖運(yùn)動(dòng)簡圖一、決定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要素一、決定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要素l原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；l機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的類型、數(shù)目及其相對位置：轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心位置；移動(dòng)副的中心線位置；高副接觸點(diǎn)的位置。l與構(gòu)件的外形、斷面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目及其固聯(lián)方式和運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)無關(guān)。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖l機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 scaled kinematic diagram ：用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的線條和符號(hào)表示構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副、按比例

9、按比例表示構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，反映原機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)情況的簡化圖形。與原機(jī)械的運(yùn)動(dòng)特性完全相同，可以用于結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析。l機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖 kinematic sketch ：不按不按精確的比例繪制精確的比例繪制，僅表達(dá)機(jī)械的結(jié)構(gòu)特征的簡圖。僅用于結(jié)構(gòu)分析。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析l常用表達(dá)方式：常用表達(dá)方式：平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副l轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副l移動(dòng)副移動(dòng)副l平面高副平面高副第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析構(gòu)件構(gòu)件l機(jī)架機(jī)架l兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件l三副構(gòu)件三副構(gòu)件常見機(jī)構(gòu)：常見機(jī)構(gòu)：P10 表表22第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析三、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制三、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制

10、l1、按照運(yùn)動(dòng)的傳遞路線分析所要繪制機(jī)械的結(jié)構(gòu)、按照運(yùn)動(dòng)的傳遞路線分析所要繪制機(jī)械的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況及運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)架及原動(dòng)件，搞清楚該機(jī)械由找出機(jī)架及原動(dòng)件，搞清楚該機(jī)械由多少個(gè)構(gòu)件組成多少個(gè)構(gòu)件組成；l2、按照運(yùn)動(dòng)的傳遞路線分析相鄰兩構(gòu)件間的接觸、按照運(yùn)動(dòng)的傳遞路線分析相鄰兩構(gòu)件間的接觸情況及相對運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，情況及相對運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類型確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類型；l3、選擇選擇與機(jī)械的多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的平與機(jī)械的多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的面作為繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的投影面投影面。l4、選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺，確定各運(yùn)動(dòng)副之間的，確定各

11、運(yùn)動(dòng)副之間的相對位置，以規(guī)定的符號(hào)將各運(yùn)動(dòng)副表示出來，用相對位置，以規(guī)定的符號(hào)將各運(yùn)動(dòng)副表示出來，用直線或曲線將同一構(gòu)件上各運(yùn)動(dòng)副元素連接起來即直線或曲線將同一構(gòu)件上各運(yùn)動(dòng)副元素連接起來即為所要畫的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。為所要畫的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析v顎式破碎機(jī)，由六個(gè)構(gòu)件組成。顎式破碎機(jī)，由六個(gè)構(gòu)件組成。v根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作原理，構(gòu)件根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作原理，構(gòu)件6 6是機(jī)架，原動(dòng)件為曲柄是機(jī)架，原動(dòng)件為曲柄1 1。v原動(dòng)件原動(dòng)件1 1分別與機(jī)架分別與機(jī)架6 6和構(gòu)件和構(gòu)件2 2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其回轉(zhuǎn)中心為組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其回轉(zhuǎn)中心為A A點(diǎn)和點(diǎn)和B B點(diǎn)。點(diǎn)。v構(gòu)件構(gòu)件2 2是一個(gè)

12、三副構(gòu)件，它分別與構(gòu)件是一個(gè)三副構(gòu)件，它分別與構(gòu)件3 3和和5 5組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。組成轉(zhuǎn)動(dòng)副。v構(gòu)件構(gòu)件5 5與機(jī)架與機(jī)架6 6、構(gòu)件、構(gòu)件3 3與動(dòng)顎板與動(dòng)顎板4 4、動(dòng)顎板、動(dòng)顎板4 4與機(jī)架與機(jī)架6 6也分別組成轉(zhuǎn)動(dòng)也分別組成轉(zhuǎn)動(dòng) 副，它們的回轉(zhuǎn)中心分別為副，它們的回轉(zhuǎn)中心分別為C C、F F、G G、D D和和E E點(diǎn)。點(diǎn)。v選定長度比例尺和投影面，定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)選定長度比例尺和投影面，定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G的位置，并用轉(zhuǎn)動(dòng)副符號(hào)表示，用直線把各轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來，的位置，并用轉(zhuǎn)動(dòng)副符號(hào)表示，用直線把各轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來，在機(jī)架上加

13、上短斜線，即得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。在機(jī)架上加上短斜線，即得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析v偏心輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由六個(gè)構(gòu)件組成。偏心輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由六個(gè)構(gòu)件組成。v根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作原理，構(gòu)件根據(jù)機(jī)構(gòu)的工作原理，構(gòu)件5 5是機(jī)架，原動(dòng)件為曲柄是機(jī)架，原動(dòng)件為曲柄1 1。v原動(dòng)件原動(dòng)件1 1分別與機(jī)架分別與機(jī)架5 5和構(gòu)件和構(gòu)件2 2組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其回轉(zhuǎn)中心為組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其回轉(zhuǎn)中心為A A點(diǎn)和點(diǎn)和B B點(diǎn)。點(diǎn)。v構(gòu)件構(gòu)件2 2是一個(gè)三副構(gòu)件，它分別與構(gòu)件是一個(gè)三副構(gòu)件，它分別與構(gòu)件3 3和和4 4組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，它們的回轉(zhuǎn)組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，它們的回轉(zhuǎn)中心為中心為C C、E E點(diǎn)。點(diǎn)。 。v構(gòu)件構(gòu)件4

14、4與構(gòu)件與構(gòu)件6 6組成移動(dòng)副。組成移動(dòng)副。v構(gòu)件構(gòu)件6 6、構(gòu)件、構(gòu)件3 3分別與機(jī)架分別與機(jī)架5 5組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，它們的回轉(zhuǎn)中心為組成轉(zhuǎn)動(dòng)副，它們的回轉(zhuǎn)中心為F F、D D點(diǎn)。點(diǎn)。v選定長度比例尺和投影面，定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)選定長度比例尺和投影面，定出各轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)A A、B B、C C、D D、E E、F F的位置，并用轉(zhuǎn)動(dòng)副符號(hào)表示，用直線把各轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來，確定的位置，并用轉(zhuǎn)動(dòng)副符號(hào)表示，用直線把各轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來，確定運(yùn)動(dòng)副的方位，在機(jī)架上加上短斜線，即得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。運(yùn)動(dòng)副的方位，在機(jī)架上加上短斜線，即得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析 2-4 2-

15、4 機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目=機(jī)構(gòu)自由度數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析機(jī)構(gòu)自由度數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù) degree of freedom (DOF)：lF0：超靜定桁架超靜定桁架，構(gòu)件間無相對運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件間無相對運(yùn)動(dòng)；lF=0：靜定靜定剛性桁架剛性桁架，構(gòu)件間，構(gòu)件間無無相對運(yùn)動(dòng)；相對運(yùn)動(dòng)；lF0：原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)F，各構(gòu)件間，各構(gòu)件間無無確定相對運(yùn)動(dòng)確定相對運(yùn)動(dòng)；原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)F，在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到，在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞破壞。原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)=F，機(jī)構(gòu)具有，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)確定

16、運(yùn)動(dòng)。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析三桿三桿桁架桁架：自由度：自由度0四桿四桿單自由度機(jī)構(gòu)單自由度機(jī)構(gòu)：自由度：自由度1五桿五桿二自由度機(jī)構(gòu)二自由度機(jī)構(gòu)：自由度：自由度2第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析一、機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算一、機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算l機(jī)構(gòu)自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架所具機(jī)構(gòu)自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)。有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)。機(jī)構(gòu)自由度與組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)自由度與組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副類型及數(shù)目有關(guān)。副類型及數(shù)目有關(guān)。機(jī)構(gòu)自由度：機(jī)構(gòu)自由度： 516iiiPnFi i級運(yùn)動(dòng)副數(shù)級運(yùn)動(dòng)副數(shù)運(yùn)動(dòng)副級別運(yùn)動(dòng)副級別活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)機(jī)構(gòu)自由

17、度機(jī)構(gòu)自由度例題 2-5 2-5 機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)自由度的自由度的計(jì)計(jì)算算第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析二、平面機(jī)構(gòu)自由度二、平面機(jī)構(gòu)自由度)2(3hlPPnF 高副數(shù)高副數(shù)低副數(shù)低副數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)平面機(jī)構(gòu)自由度平面機(jī)構(gòu)自由度例題第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析2-62-6計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 用自由度計(jì)算公式計(jì)算機(jī)構(gòu)自由用自由度計(jì)算公式計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，有時(shí)會(huì)度時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)公式計(jì)算的結(jié)果與出現(xiàn)公式計(jì)算的結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際自由度不相等機(jī)構(gòu)實(shí)際自由度不相等的情況。的情況。為使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際一致，在計(jì)算為使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際一致，在計(jì)算機(jī)構(gòu)的

18、自由度時(shí)，應(yīng)注意機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意:l復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈l局部自由度局部自由度l虛約束虛約束第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈l兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，構(gòu)兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，構(gòu)成成復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈。l當(dāng)有當(dāng)有m個(gè)構(gòu)件（包括固定構(gòu)件）個(gè)構(gòu)件（包括固定構(gòu)件）在同一處以在同一處以復(fù)合鉸鏈相聯(lián)結(jié)時(shí)，其復(fù)合鉸鏈相聯(lián)結(jié)時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)副的數(shù)目為轉(zhuǎn)動(dòng)副的數(shù)目為(m-1)個(gè)個(gè)。例題第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析局部自由度局部自由度l與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度稱為局部自由與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度稱為局部自由度。度。l在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)該除

19、在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)該除去不計(jì)。去不計(jì)。例題第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析虛約束虛約束l在機(jī)構(gòu)中，有些運(yùn)動(dòng)副帶入的約束，對機(jī)構(gòu)在機(jī)構(gòu)中，有些運(yùn)動(dòng)副帶入的約束，對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上不起約束作用，把這類約束稱的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上不起約束作用，把這類約束稱為虛約束。為虛約束。l在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)該除去虛約束不在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)該除去虛約束不計(jì)。計(jì)。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況l兩構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接，連接點(diǎn)的軌跡相重合，兩構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接，連接點(diǎn)的軌跡相重合，則該聯(lián)接將帶入則該聯(lián)接將帶入1個(gè)虛約束個(gè)

20、虛約束；（1）、（2）、（3）l兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副且其軸線互相重合，或兩兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副且其軸線互相重合，或兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副且其導(dǎo)路互相平行構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副且其導(dǎo)路互相平行，只有一，只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副起約束作用，其余運(yùn)動(dòng)副都是虛約束個(gè)運(yùn)動(dòng)副起約束作用，其余運(yùn)動(dòng)副都是虛約束；l兩構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成平面高副，且各接觸點(diǎn)處兩構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成平面高副，且各接觸點(diǎn)處公法線彼此重合公法線彼此重合，只有一個(gè)高副起約束作用，只有一個(gè)高副起約束作用；l對運(yùn)動(dòng)起重復(fù)約束作用的對稱部分對運(yùn)動(dòng)起重復(fù)約束作用的對稱部分。本節(jié)完第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析例題例題（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算（平面機(jī)構(gòu)自由度

21、計(jì)算虛約束）虛約束）只有一個(gè)高副起約束作用只有一個(gè)高副起約束作用各處公法線不重合各處公法線不重合相當(dāng)于低副相當(dāng)于低副第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析例題例題（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算虛約束）虛約束）只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副起約束作用只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副起約束作用第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析例題例題（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算局部自由度）局部自由度）構(gòu)件構(gòu)件2是否轉(zhuǎn)動(dòng)是否轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)影響機(jī)構(gòu)自由度不會(huì)影響機(jī)構(gòu)自由度局部自由度數(shù)局部自由度數(shù) F=1機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度F=3n-(2PL+PH)-F =33(23 1)-1 =1第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析例題例

22、題（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算復(fù)合鉸鏈）復(fù)合鉸鏈）活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=7低副數(shù) PL=10高副數(shù) PH=0機(jī)構(gòu)自由度F=3n-(2PL+PH) =37(210 0) =1復(fù)合鉸鏈第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析例題例題（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算）（平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算）低副高副活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=3低副數(shù) PL=2高副數(shù) PH=1機(jī)構(gòu)自由度F=3n-(2PL+PH) =33 (22 1) =1第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析例題例題（機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算）（機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算）級副級副級副活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=3級副數(shù) P5=2級副數(shù) P4=1級副數(shù) P3=1機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F=6n-(5P5-4P4

23、-3P3) =63(524 1 31) =1第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析2-7 2-7 平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析一、平面機(jī)構(gòu)的組成原理一、平面機(jī)構(gòu)的組成原理l平面機(jī)構(gòu)的組成原理：平面機(jī)構(gòu)的組成原理：任何機(jī)構(gòu)都可以看作任何機(jī)構(gòu)都可以看作是由若干個(gè)基本桿組依次聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)是由若干個(gè)基本桿組依次聯(lián)接到原動(dòng)件和機(jī)架上所組成。架上所組成。任何機(jī)構(gòu)都可以看作是機(jī)架、原動(dòng)件、從任何機(jī)構(gòu)都可以看作是機(jī)架、原動(dòng)件、從動(dòng)件系統(tǒng)組成。動(dòng)件系統(tǒng)組成。常見的原動(dòng)件具有一個(gè)自由度，機(jī)構(gòu)具有常見的原動(dòng)件具有一個(gè)自由度，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)：原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)自由度

24、數(shù)確定運(yùn)動(dòng)時(shí)：原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)從動(dòng)件系統(tǒng)自由度從動(dòng)件系統(tǒng)自由度0，組成從動(dòng)件系統(tǒng)的，組成從動(dòng)件系統(tǒng)的從動(dòng)件一定可以分解為一個(gè)或若干個(gè)從動(dòng)件一定可以分解為一個(gè)或若干個(gè)不可不可再分的自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈，即基本桿組再分的自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈，即基本桿組。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析l機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)決定了機(jī)構(gòu)的性質(zhì)，通過改變機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)決定了機(jī)構(gòu)的性質(zhì)，通過改變機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。l設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)時(shí)，可先選機(jī)架，將等于該機(jī)構(gòu)自由度設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)時(shí)，可先選機(jī)架，將等于該機(jī)構(gòu)自由度數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件用低副聯(lián)接于機(jī)架上，再將各基數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件用低副聯(lián)接于機(jī)

25、架上，再將各基本桿組依次聯(lián)接于機(jī)架和原動(dòng)件上。本桿組依次聯(lián)接于機(jī)架和原動(dòng)件上。l在滿足相同工作要求的前提下，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡單、在滿足相同工作要求的前提下，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡單、桿組的級別越低、構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目越少越好。桿組的級別越低、構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目越少越好。系統(tǒng)剛性好；系統(tǒng)剛性好；運(yùn)動(dòng)鏈中運(yùn)動(dòng)副累積誤差小，系統(tǒng)傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)鏈中運(yùn)動(dòng)副累積誤差小，系統(tǒng)傳動(dòng)精度高，可靠性好；可靠性好；系統(tǒng)中由于運(yùn)動(dòng)副中的摩擦而損耗的能量少，機(jī)系統(tǒng)中由于運(yùn)動(dòng)副中的摩擦而損耗的能量少，機(jī)械效率高；械效率高；機(jī)械的重量相應(yīng)較輕，其制造費(fèi)用較少。機(jī)械的重量相應(yīng)較輕，其制造費(fèi)用較少。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析

26、二、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類二、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類l全含低副的基本桿組的組成。全含低副的基本桿組的組成。設(shè)基本桿組由設(shè)基本桿組由n個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副組成，按個(gè)低副組成，按自由度公式得自由度公式得 n2， PL 3； n4， PL 6； n應(yīng)為應(yīng)為2的倍數(shù)，的倍數(shù)，PL為為3的倍數(shù)。的倍數(shù)。332,2LLFnPPn即第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析l基本桿組自由度為零，具有運(yùn)動(dòng)確定性和靜基本桿組自由度為零，具有運(yùn)動(dòng)確定性和靜力確定性。力確定性?；緱U組的外部運(yùn)動(dòng)副若與運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知基本桿組的外部運(yùn)動(dòng)副若與運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的構(gòu)件相連接，則基本桿組中所有構(gòu)件的的構(gòu)件相連接，則基本桿組中所有構(gòu)件的

27、運(yùn)動(dòng)規(guī)律均是確定的，可以用一定的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律均是確定的，可以用一定的運(yùn)動(dòng)分析方法求出分析方法求出；基本桿組上作用的外力系已知時(shí)，基本桿基本桿組上作用的外力系已知時(shí)，基本桿組運(yùn)動(dòng)副中的約束反力未知數(shù)可由桿組中組運(yùn)動(dòng)副中的約束反力未知數(shù)可由桿組中各構(gòu)件的平衡方程求出。各構(gòu)件的平衡方程求出。l對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類，即確定機(jī)構(gòu)的級別。對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類，即確定機(jī)構(gòu)的級別。同一機(jī)構(gòu)，選擇不同構(gòu)件為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)同一機(jī)構(gòu)，選擇不同構(gòu)件為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的級別可能不同。構(gòu)的級別可能不同。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析二級桿組二級桿組l二級桿組：最簡單的組合為，二級桿組：最簡單的組合為，PL=3,即即由二

28、個(gè)構(gòu)件和由二個(gè)構(gòu)件和3個(gè)低副構(gòu)成的基本組稱為個(gè)低副構(gòu)成的基本組稱為II級桿組。級桿組。l大多數(shù)的機(jī)構(gòu)都是由大多數(shù)的機(jī)構(gòu)都是由II級組構(gòu)成。級組構(gòu)成。l平面低副中有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副，平面低副中有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副，II級組有五級組有五種不同的類型種不同的類型第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析級桿組（1）（2）（3）（4）（5）（4）（3）（2）（5）第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析三級桿組三級桿組l三級桿組：由組合為三級桿組：由組合為4，PL=6構(gòu)成構(gòu)成, 而而且且必須有一個(gè)構(gòu)件有三個(gè)低副必須有一個(gè)構(gòu)件有三個(gè)低副，構(gòu)成的基本，構(gòu)成的基本桿組稱為桿組稱為III級桿組。級桿組。級桿組級桿組第

29、第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析四級桿組四級桿組l四級桿組：四級桿組：4，PL=6，且，且最高封閉形最高封閉形為四邊形為四邊形，構(gòu)成的基本組稱為，構(gòu)成的基本組稱為IV級組。級組。l高于高于III級組的基本桿組在實(shí)際機(jī)構(gòu)應(yīng)用很級組的基本桿組在實(shí)際機(jī)構(gòu)應(yīng)用很少。少。級桿組級桿組第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析三、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析三、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析l目的：通過分析機(jī)構(gòu)的組成來確定機(jī)構(gòu)目的：通過分析機(jī)構(gòu)的組成來確定機(jī)構(gòu)的級別，研究機(jī)構(gòu)自動(dòng)生成及其規(guī)律性。的級別，研究機(jī)構(gòu)自動(dòng)生成及其規(guī)律性。平面機(jī)構(gòu)的級別取決于該機(jī)構(gòu)能夠分解出平面機(jī)構(gòu)的級別取決于該機(jī)構(gòu)能夠分解出的基本桿組的最高級別。

30、的基本桿組的最高級別。lI級機(jī)構(gòu)：只由機(jī)架和原動(dòng)件構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；級機(jī)構(gòu)：只由機(jī)架和原動(dòng)件構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；lII級機(jī)構(gòu)：最高級別為級機(jī)構(gòu)：最高級別為II級組構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；級組構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；lIII級機(jī)構(gòu)：最高級別為級機(jī)構(gòu)：最高級別為III級組構(gòu)成的機(jī)級組構(gòu)成的機(jī)構(gòu)；構(gòu)；第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析的基本原則平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析的基本原則l從原動(dòng)件傳遞運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)端開始逐個(gè)拆桿組，從原動(dòng)件傳遞運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)端開始逐個(gè)拆桿組，先由先由級桿組開始進(jìn)行試拆，級桿組開始進(jìn)行試拆，每拆下一個(gè)基每拆下一個(gè)基本桿組后應(yīng)驗(yàn)證剩余的部分是否為桿組，即本桿組后應(yīng)驗(yàn)證剩余的部分是否為桿組，即自由度是否為零，

31、自由度是否為零，若為零，試拆成功，否則，若為零，試拆成功，否則，試拆試拆級桿組，直至試拆成功為止。級桿組，直至試拆成功為止。l按以上步驟重復(fù)進(jìn)行，直至拆出所有基本桿按以上步驟重復(fù)進(jìn)行，直至拆出所有基本桿組，組，只剩下原動(dòng)件和機(jī)架只剩下原動(dòng)件和機(jī)架為止。為止。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析l步驟：步驟：1、檢查并、檢查并除去機(jī)構(gòu)中所有的局部自由度和除去機(jī)構(gòu)中所有的局部自由度和虛約束。虛約束。2、若機(jī)構(gòu)中存在高副，應(yīng)用、若機(jī)構(gòu)中存在高副，應(yīng)用高副低代高副低代的方的方法使機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副全部轉(zhuǎn)化為低副。法使機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副全部轉(zhuǎn)化為低副。3、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，確定機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)件

32、確定機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)件。4、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行、對機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆桿組拆桿組，直至拆出所有基本，直至拆出所有基本桿組，只剩下原動(dòng)件和機(jī)架為止。桿組，只剩下原動(dòng)件和機(jī)架為止。5、確定機(jī)構(gòu)的、確定機(jī)構(gòu)的級別級別。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析牛頭刨床主機(jī)構(gòu)牛頭刨床主機(jī)構(gòu)牛頭刨床主機(jī)構(gòu)的組成原理牛頭刨床主機(jī)構(gòu)的組成原理第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析l計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度l進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。l確定機(jī)構(gòu)的級別。由于該機(jī)構(gòu)是由一個(gè)確定機(jī)構(gòu)的級別。由于該機(jī)構(gòu)是由一個(gè)IIII級組、一個(gè)級組、一個(gè)IIIIII級級組與機(jī)架組與機(jī)架6 6所組成，最高級別的桿組是所組成，最高級別的桿組是III

33、III級組，故此機(jī)構(gòu)為級組，故此機(jī)構(gòu)為IIIIII級機(jī)構(gòu)。級機(jī)構(gòu)。7,10,0,3 7 2 10 0 1,1LHnPPF 為原動(dòng)件。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析若將機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件由構(gòu)件若將機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件由構(gòu)件1 1改為構(gòu)件改為構(gòu)件8 8可拆出進(jìn)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析。可拆出進(jìn)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析。得下圖所示的基本桿組及原動(dòng)件與機(jī)架。得下圖所示的基本桿組及原動(dòng)件與機(jī)架。該機(jī)構(gòu)是由三個(gè)該機(jī)構(gòu)是由三個(gè)IIII級組和原動(dòng)件級組和原動(dòng)件8 8與機(jī)架與機(jī)架6 6所組成，基本桿組的最所組成，基本桿組的最高級別為高級別為IIII級組，所以該機(jī)構(gòu)為級組，所以該機(jī)構(gòu)為IIII級機(jī)構(gòu)。級機(jī)構(gòu)。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)

34、構(gòu)構(gòu)分分析析l在同一機(jī)構(gòu)中可以包含不同級別的基本桿組在同一機(jī)構(gòu)中可以包含不同級別的基本桿組l同一機(jī)構(gòu)因所取的原動(dòng)件不同，有可能成為不同同一機(jī)構(gòu)因所取的原動(dòng)件不同，有可能成為不同級別的機(jī)構(gòu)。級別的機(jī)構(gòu)。l在機(jī)構(gòu)中確定原動(dòng)件后，該機(jī)構(gòu)的級別即確定。在機(jī)構(gòu)中確定原動(dòng)件后，該機(jī)構(gòu)的級別即確定。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析 2-82-8 平面機(jī)構(gòu)中的高副低代一、高副低代的目的一、高副低代的目的l使平面低副機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析方法使平面低副機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析方法能適用于所有平面機(jī)構(gòu)能適用于所有平面機(jī)構(gòu)l了解平面高副與平面低副之間的內(nèi)在聯(lián)系了解平面高副與平面低副之間的內(nèi)在聯(lián)系二、高副低代的條件二、高副低代的條件l代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的自由度必須完全相同。代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的自由度必須完全相同。l代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度必須完全相同。必須完全相同。第第二二章章機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析三、高副低代的方法三、高副低代的方法l一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來代替一個(gè)高副一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來代替一個(gè)高副l兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心分別處在高副兩元素兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心分別處在高副兩元素接觸點(diǎn)的曲率中心接觸點(diǎn)的曲率中心。l平面機(jī)構(gòu)中的高副均可以用低副來代替平面機(jī)構(gòu)中的高副均可以用低副來代替任何平面機(jī)構(gòu)都可以化為只含低副的機(jī)構(gòu)