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1、华中农业大学专用 潘存云教授研制,第一章 平面机构的结构分析,11 机构结构分析的内容及目的12 机构的组成13 机构运动简图14 机构具有确定运动的条件15 平面机构自由度的计算16 自由度计算中的特殊问题 17速度瞬心及其在机构速度分析中的应用,本章模型：复合可拆铰链、连杆、偏心泵、破碎机、四杆五杆机构、滚子凸轮、移动副、虚约束平行四边形,华中农业大学专用 潘存云教授研制,11 机构结构分析的内容及目的,1.研究机构的组成及其具有确定运动的条件 目的是弄清机构包含哪几个部分，各部分如何相联？以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动？这对于设计新的机构显得尤其重要。,2.按结构特点对机构进行
2、分类 不同的机构都有各自的特点，把各种机构按结构加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法。,3.绘制机构运动简图 目的是为运动分析和动力分析作准备。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,4.研究机构的组成原理机构有简有繁，构件有多有少，而运动确定是它们的共同特征。研究的目的是搞清楚按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,12 机构的组成,名词术语解释:1.构件 (Link) 独立的运动单元 零件(part)独立的制造单元,2.运动副 (Kinematic pair),a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动,运动副元素直接接触的部分
3、（点、线、面）例如：滚动轴承、齿轮齿廓、活塞与缸套等。,内燃机中的连杆,定义： 运动副两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。,三个条件，缺一不可,华中农业大学专用 潘存云教授研制,运动副的分类： 1)按引入的约束数分有： I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,2)按相对运动范围分有： 平面运动副平面运动(Plannar kinematic pair),平面机构全部由平面运动副组成的机构。,IV级副,V级副1,V级副2,V级副3,空间运动副空间运动(Spatial kinematic pair ),例如：球铰链、螺旋、生物关节。,空间机构
4、至少含有一个空间运动副的机构。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,3)按运动副元素分有： 高副点、线接触，应力高 (high pair),低副面接触，应力低 (lower pair),例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。,例如：转动副（回转副）、移动副 。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,常见运动副符号的表示: 国标GB446084,详见教材 P13 页。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,常用运动副的符号,运动副名称,运动副符号,两运动构件构成的运动副,转动副,移动副,两构件之一为固定时的运动副,平面运动副,华中农业大学专用 潘存云教授研制,平面高副,螺旋副,空间运动副,华中农业大学专用 潘存
5、云教授研制,构件的表示方法:,华中农业大学专用 潘存云教授研制,一般构件的表示方法,杆、轴构件,固定构件,同一构件,华中农业大学专用 潘存云教授研制,三副构件,两副构件,一般构件的表示方法,华中农业大学专用 潘存云教授研制,注意事项:,画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。,闭式链(Close chain)、开式链(Open chain),3. 运动链 (Kinematic chain),运动链两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。,工业机器人,华中农业大学专用 潘存云教授研制,4. 机构,定义：具有确定运动的运动链称为机构 。,机架作为参考系的构件，如机床床身、车辆底盘、
6、飞机机身。,机构的组成：机构机架原动件从动件,机构是由若干构件经运动副联接而成的，很显然，机构归属于运动链，那么，运动链在什么条件下就能称为机构呢？即各部分运动确定。分别用四杆机构和五杆机构模型演示得出如下结论：在运动链中，如果以某一个构件作为参考坐标系，当其中另一个（或少数几个）构件相对于该坐标系按给定的运动规律运动时，其余所有的构件都能得到确定的运动，那么，该运动链便成为机构。,原（主）动件按给定运动规律运动的构件。从动件其余可动构件。,华中农业大学专用 潘存云教授研制,13 机构运动简图,机构运动简图用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。,作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。,机构示意图不按比例绘制的简图,华中农业大学专用 潘存云教授研制,常用机构运动简图符号,华中农业大学专用 潘存云教授研制,
