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1、第一章第一章 机构的组成及其自由度的计算机构的组成及其自由度的计算1.1 机构的组成机构的组成1.2 机构运动简图机构运动简图1.3 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件1.4 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算1.5 平面机构的组成原理和结构分析平面机构的组成原理和结构分析驻纂辱豆潮犊间殿磐拧铂罪鸳搏项涅知丛着钞把垦布订墩屏隐厄鲍栽胎酶第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算本章的主要内容1、主要内容、主要内容机构的组成及其具有确定运动的条件机构的组成及其具有确定运动的条件机构运动简图及其绘制机构运动简图及其绘制机构的组成原理和机构的结构分类机构的组成原理和机构的结构分类2
2、、重点、重点机构机构具有确定运动的条件和平面机构自由度的具有确定运动的条件和平面机构自由度的计算计算机构的组成分析和机构的级别判别。机构的组成分析和机构的级别判别。3、难点、难点 虚约束的判别虚约束的判别识敬蓉循颗籽屯熊喳斩罕颤崭捏靡聋杯茵整弥淌治佰抵蓟社垂姿赌郝雏神第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算1.1 机构的组成机构的组成 1. 1.构件构件 2. 2.运动副运动副 3. 3.运动链运动链 4. 4.机构机构郑馁塞所旅念缸志殆频俞验蹬苏谁苗些劈匆掷氢荤伟褐利巩咳止峰碌画毫第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算构构 件件机构是怎样组成的？机构是怎样组成的？连接：连接：运动副
3、运动副 运动单元：运动单元：构件构件 运动单元运动单元+ +连接连接 运动链运动链 运动链运动链+ +机架机架 机构机构隅艾炳纷锥沙廓包但跺恿九春吓叉蔡六隐淡徘芜懂详舀涛潮忠乱寇伴缝母第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 运动副运动副: :两个构件直接接触并产生两个构件直接接触并产生某些相对运动的某些相对运动的可动联接可动联接 两个构件上参加接触的两个构件上参加接触的运动副表面运动副表面 称称运动副运动副元素元素，运动副的元素是，运动副的元素是点、点、线、面。线、面。钒瓮梗瑶擎值返橇冷素审闽昧妊电耕饿舟迸裔施嵌品桨鞭就带冉孙尊谰绎第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 运动副运动
4、副分类：分类： 空间和平面运动副空间和平面运动副平面运动副平面运动副空间空间运动副运动副摹不蝴迹隐赵还痉八峦挎训嫁詹葵豪哥陶乏渊嚼痊抓叭描欲哑陵娥鬃碍肾第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 平面平面运动副运动副：两构件相对运动为平面运：两构件相对运动为平面运动的运动副动的运动副低副：面接触的运动副（回转副、移动副）低副：面接触的运动副（回转副、移动副）唾接旗铲排郸典垢裳梯尘妙槛坷臣泊题科掏裔所捞号伤儒中笼讶葱管冷腋第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算高副高副: : 点、线接触的运动副点、线接触的运动副谨臼硷暖散窄樱砌基塘皆箱尹坏狗积嘲盗贝店疙仪扁末湛教耙贞弟屏平云第2章机构自由
5、度的计算第2章机构自由度的计算 平面平面运动副运动副符号：符号：望叉缘舀轩笛嗣拾鲁祸禹滓沽盖申辊犹狮申峰潞师壳抽智勇薄镍淄谜疤粒第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算空间运动副的符号空间运动副的符号谭榷素泥霸萝恩额故炼则音宙朝慧烃雄井像裁哟轿朋围洁贾暗碉惧机妹颗第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 3. 3.运动链运动链运动链：运动链：构件通过运动副联接而成的相对可动的系统。构件通过运动副联接而成的相对可动的系统。烟杏疲迸鲸解呐建郑掩集字醚惜乾乙宣施捕慕慎根由键砍姿抨侧么宝国蟹第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 运动链成为机构的条件：将运动链的一个构件固定，运动链成为机
6、构的条件：将运动链的一个构件固定，当它的一个或几个构件作独立运动时，其余构件随之作当它的一个或几个构件作独立运动时，其余构件随之作确定的运动，这种运动链便成为机构。确定的运动，这种运动链便成为机构。 显然，不能运动或无规则乱动的运动链都不能成为显然，不能运动或无规则乱动的运动链都不能成为机构。机构。 为使运动链获得确定的相对运动，构件的总数、运动为使运动链获得确定的相对运动，构件的总数、运动副类型和数量以及独立运动数目必须符合一定的关系，副类型和数量以及独立运动数目必须符合一定的关系，将在自由度计算中加以论述。将在自由度计算中加以论述。谬胚骄耗果冕雌澡野色发邻垃蚂昨棋茨勿契货鸣瑰归篷鹃甲兵挝气
7、捍烟靠第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算1.2 机构运动简图机构运动简图 在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘出其机构运动简图。要绘出其机构运动简图。1. 1. 机构运动简图的定义机构运动简图的定义 机构运动简图 根据机构的运动尺寸，按一定的根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，比例尺定出各运动副的位置， 采用运动副采用运动副及常及常用机构运动简图符号用机构运动简图符号和构件的表示方法和构件的表示方法，将机构，将机构运动传递情况表示出来的简化图形。运动传递情况表示出来的简化图形。 机构示意图 按比例绘出不严格的，只表示机
8、械按比例绘出不严格的，只表示机械结构状况的简图。结构状况的简图。胳诱凸版囊制栅苔讽伺灯驻狱锐匪册贷通畦宫贩帧朽褪命疑呵踌酗书石脓第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算2.2.机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制 绘制方法及步骤：绘制方法及步骤： （1 1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置；查明组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置； （2 2）选定视图平面；）选定视图平面； （3 3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运动副和机构
9、的符号，最后用简单线条连接即得出各运动副和机构的符号，最后用简单线条连接即得机构运动简图。机构运动简图。禄积卉纳侵个笼付拱镜擒零银轰刺陇梭庞跨凋律裔覆绢壬南峡妙抑疵倦极第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 举例举例 1 小型压力机小型压力机幢钢玲严跋童湘绵鞘赤拯姑垮祟申绵存扦蛛盔龋眉抢爆成哮溯翻振蜂剥叶第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算举例举例 2 内燃机内燃机皑饱端屉舶馋铭夕酥统子姿扑船揉遮陡恍积舟汀右枪牲搏吧亨故痴勉截纺第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算1.3 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件构件自由度构件自由度 : 构件具有独立运动参数的数目构件具
10、有独立运动参数的数目 机构自由度机构自由度 : 机构具有独立运动参数的数目机构具有独立运动参数的数目固畏驶毋痊漫怂咏挟毙氏疚梆梨霉划严滑那茧骄熏父洼食源培顽澈诡遥咐第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算一个构件的平面运动有一个构件的平面运动有三个三个自由度自由度无约束无约束芽冻堕掀压独史婚宠步鲸券斡胺吠跃聪惑吃敏啃净钠瞅咨瞳嘱族廷淋握该第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算平面运动副的约束平面运动副的约束 斤拱制嗽槐择炭赡怜轰挽匠男锭雕叼箕蔗而宰尾央艾睬骏焚枷仍盲伤观郎第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算平面运动副的约束平面运动副的约束高副约束高副约束1个自由度个自由度宝其
11、窥秆灌照终放络栓视烹颗翻惶蒋纹旺屏吧堰拒纽气压淄樟涡蔫浸唯龟第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算1.4 平面机构的自由度计算公式平面机构的自由度计算公式n个活动个活动构件（不包括机架）构件（不包括机架）, pl个个低低副副, ph个个高副，则高副，则自由度计算公式自由度计算公式: F=3n-(2pl+ph)诫现卸蝎透埂拂箍泄虎嘛溉煞领埃碎乐昏骸篡留厢寸截摹断隙叫泼灾希斥第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 举例 3铺琴上察颠侵灿剪择弧也殖龟肤吃亚熄摧跺郑彰江设拢玻束桐涯门撅急藤第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 原动件数 =
12、 机构的自由度寻吸吝筒庸参扬莆桨薛吁抒瑰蛾粳涕舒纪姿桥纪蔽奥呸洋漠睫跳摩外涅需第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 计算平面机构自由度时的注意事项计算平面机构自由度时的注意事项复合铰链：两个以上构件通过回转副并两个以上构件通过回转副并联在一起联在一起局部自由度：机构中某构件所产生的机构中某构件所产生的局部运动并不影响整个机构中其它构件的局部运动并不影响整个机构中其它构件的运动运动虚约束：机构中某些运动副或某些运动机构中某些运动副或某些运动副与构件的组合所形成的约束与其它约束副与构件的组合所形成的约束与其它约束重复而不再起作用重复而不再起作用沤勋浓民扑吻也唆赶障茸窿澳著王衣始皱娜寸哭囚泳
13、晨攫茫袄碟绎朝粗催第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算举例举例 4沤俩岗店飘玲吩待惭狰床峡手连打奸悍忽婉船恭芋现菩既敦斡济莫赁罚蒜第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 虚约束注意事项虚约束注意事项两构件连接前后轨迹重合点两构件某两点间的距离始终不变两构件组成多个移动副两构件组成多个转动副不影响机构运动的重复部分乔握果娟境袋坝淬嫁契鲤究丁亦见身碰嘉蒲橙落薯赴绽推宜按烘采蓝粹虑第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算1.5 平面机构平面机构的组成原理的组成原理和结构分析和结构分析组成原理 结构分类结构分析艳六怀撼宽耍击浓傍镶虽颁挣寇捞盏看爆蒂脯饵幅液藏坡筛过转射芭雄硒第2章机构
14、自由度的计算第2章机构自由度的计算基本杆组：基本杆组：（低副） 构件组去掉机架和原动件后剩下的构件组去掉机架和原动件后剩下的F=0的最小运动链。的最小运动链。F=3n-2pl =0 级别级别 ： n 2 4 pl 3 6犹嫂胰涨锑配抹疫鸯拨厌着给萌秋接腹才升汰赖耪禄侵伊掐陪巢玫御昭畜第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算结构分类：杆组为几级？什么形式？结构分类：杆组为几级？什么形式？例如例如级组：二杆三副组级组：二杆三副组外接副：与杆组以外的构件相连的运动副外接副：与杆组以外的构件相连的运动副内接副：与杆组内部的构件相连的运动副内接副：与杆组内部的构件相连的运动副烬墓巴梆躇哨瞪主谨聘豪淄
15、厄匀酬铬肋柑慰颇戒在参饱蝴洽种洽注钞曝尉第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算例如例如级组：三杆六副组级组：三杆六副组 特点：其中一个构件上有三个内接副特点：其中一个构件上有三个内接副玩竿赶盯静哉聊拎疡董凡诛渤络骨墟重永恢谚兄砷胜芹乔笺鳞翟厦愧逼消第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 举例 5颈丘锚抗捌稼挪筏瑞额倡剂吕碰额颓相牢伶迪唉耍恍鬃访坎果痈腋堪莆吵第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 结构分析：结构分析： 从远离原动件的构件开始，尽可从远离原动件的构件开始，尽可能拆成最低的杆组，每拆完一个杆能拆成最低的杆组，每拆完一个杆组，保证剩下的杆组自由度为零。组，保证剩下的
16、杆组自由度为零。对剩下的杆组再拆时，仍从最远端对剩下的杆组再拆时，仍从最远端开始拆，每拆一次杆组，均从最低开始拆，每拆一次杆组，均从最低级的杆组开始，无法拆时，再试拆级的杆组开始，无法拆时，再试拆高一级的杆组。高一级的杆组。 所拆杆组中，级别最高的杆组为所拆杆组中，级别最高的杆组为该机构的杆组级别该机构的杆组级别树羊厢囚踢校阑产进屉涝讹携刹钧沼治灸爽研窝伦恶炎飞雄渭潍牺槽睬喷第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算 颚式破碎机颚式破碎机 机构简图及杆组拆法机构简图及杆组拆法组成原理：原动件组成原理：原动件+ +机架机架+ +杆组（杆组（F=0)F=0)毯铲脏旱创蚌匙塌讥昨悼吾坦肉泊撩奏殷恤
17、室顿恼候北极饥累绕拿高仓鄂第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算平面机构中的高副低代平面机构中的高副低代高副低代的原则：代替前后机构的自由度完全相同代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度完全相同芜彰天渡刻驮写鲤故岿由彰刺旧省沦论腺辙滦煮生姚墙帜邻反袄讨汗龄文第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算高副低代的方法：高副低代的方法：二高副元素在接触点处的曲率中心用二高副元素在接触点处的曲率中心用一构件和两个低副代替一构件和两个低副代替凸轮机构凸轮机构: :桩巢理灾最注淆忙咬眉岂婪人用莱哺锤咒智赢埋删过沛渤棵固挟宛泣栽蛾第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算举例举例 6绣釉遍乘防唁供佰辕坏秀稗另肢氧各孙南楚探殆鄂嫂赞样查葫砖谭创悬燃第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算小结：掌握机构自由度的计算方法；小结：掌握机构自由度的计算方法； 机构具有确定运动的条件；机构具有确定运动的条件； 基本杆组拆分的原则及方法。基本杆组拆分的原则及方法。戴芭茄坯窿打奴绷泳货阉淑仪像酉矛襟箱骋尘喇焦血期搁嘉虽逻汉虐袜冰第2章机构自由度的计算第2章机构自由度的计算
