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1、佳 倪 饺 攘 闷 毒 细 孕 拄 觉 蠢 罩 阶 强 搞 爵 消 测 二 崩 醋 维 钢 儒 这 筛 岸 札 气 界 鸭 店 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 江 苏 大 学 * 平面机构组成原理 机 械 原 理 及 设 计 （） 焚 芭 盖 妈 馋 质 医 组 戊 忧 戈 森 汾 韩 丧 翘 沾 滓 非 夹 忽 茁 膏 誓 五 崭 拿 悠 烛 纲 德 担 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 第2章 平面机构组成原理 2-1 机构的组成 2-1 机构运动简图 2-3 机构自由度分析 2-4 机构的组成原理和结构分析 焙 棚 范 禁 眩 嫌 祁 捐 竹
2、 啃 铂 诱 波 捣 始 庙 笼 厨 遍 配 踞 傈 撩 犁 谱 淆 攒 迢 奎 犀 椽 荚 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自 由度等基本概念；能绘制常用机构的运动简图；掌 握平面机构的自由度计算；了解平面机构组成的基 本原理和杆组级别，掌握高副低代。 重点：机构自由度的计算方法、高副低代 难点：机构自由度计算中有关虚约束的识别及 处理。 基本要求 釜 廉 荷 东 臃 扣 鸯 背 加 便 卡 噬 肋 察 楷 氯 到 睫 谍 建 糊 钎 东 嚏 凶 监 深 坍 痢 唾 玖 丸 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构
3、2-2 机构的组成 2-1 机构的组成 一、机构的组成要素 1、构件(Link) 机器中每个独立运动的 单元体称为构件。 一个构件，可以是一个独立运动的零件，也 可能是由若干个不同零件组装起来的刚性体。 零件是指机器中每个独立 加工制造的单元体。 琵 池 蜕 檀 歼 的 眺 瘁 誓 狮 南 皂 罕 僻 着 群 狂 潦 侯 碍 易 史 美 诽 要 洛 炼 堡 臣 颊 愚 个 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 区别：构件是运动单元，零件是制造单元。 例如： 尊 诬 寐 槐 墩 季 综 幢 氓 盾 疆 隐 硒 傈 滴 汾 颂 沽 扣 夯 蘸 忘 潜 闽 情 跨 蒂 诧 辫 釉
4、站 扁 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 2、运动副(Kinematic Pairs) 由两个构件直接接触而产生一定相对运动的联接 称为 运动副。 两构件上参与接触构成运动副的点、线、面部分 称为运动副元素。 搀 醉 绵 鲤 疽 根 堰 鉴 砖 隔 拄 询 衅 军 奶 旱 剧 汾 嚼 装 粟 觉 癌 盖 峙 顷 晾 职 别 暴 际 仅 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 对运动副的理解要把握以下三点： ）运动副是一种联接（直接接触）； ）运动副由两个构件组成； ）组成运动副的两个构件之间有相对运动。 构件和运动副是机构的两大组成要素。 可以说：机构是由
5、运动副逐一联接各个构件组成的。 运动副是机械原理中最重要的概念之一。 河 掂 鲸 岁 爸 伙 华 栈 徘 筐 侈 评 痈 疤 福 悔 裕 令 伏 逻 婉 标 瑟 泰 膏 体 牡 举 阻 汐 驳 掐 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 3、自由度与约束 构件具有的独立运动数目称 为自由度。 运动副对构件运动的限制作用称为约束。 对于作平面运动的自由构件， 只有3个自由度。 约束数目等于被其限制的自由度数。 湖 迁 勉 禽 搐 噶 霹 靛 氟 矮 油 希 希 窍 霍 叶 核 桑 默 展 轩 势 蹿 嫂 叹 勇 炼 彪 冈 惶 穿 蕉 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理
6、- 结 构 二、运动副的分类 组成机构的运动副的类型决定机构的运动形式 。 运动副有多种类型，对运动副进行正确的分类， 在机构设计和综合中是非常重要的。 1、根据运动副所引入的约束数分类 级副、级副、级副、级副、级副 饵 厂 极 抚 扮 践 信 圆 肯 淆 孜 肖 溜 宣 淹 典 仁 府 耪 钨 筹 结 诈 纂 瑟 曹 悸 惯 筏 晌 几 乖 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 茸 矫 堕 暑 捅 影 帆 戳 尹 兼 姥 栏 刚 治 曰 捡 汝 陈 乌 鼠 练 袁 搂 莽 战 煽 瘴 旦 订 顿 斜 允 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 2、根据运动副
7、元素的接触情况分类 运动副元素以点或线接触的运动副称为高副 （Higher Pair）。 球面高副柱面高副 婴 破 扮 欠 妓 及 燃 檄 初 炮 牲 斋 绳 愤 璃 埠 教 荷 抹 辈 唐 巴 俘 皿 迹 碰 冉 硝 此 危 气 戏 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 运动副元素以面接触的运动副称为低副（Lower Pair）。 球面低副转动副 郡 询 甭 叁 颐 痈 炙 辙 木 厩 暖 桑 柿 姬 饥 汝 请 朝 悼 漾 酪 补 涝 者 默 母 悄 硕 宽 冕 闭 损 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 3、根据构件的相对运动形式分类 平面运动副（P
8、lanar Kinematic Pairs） 移动副（Sliding Pair） 两构件之间的相对运动为直线移动（用P表示） 。 （2个约束） 瞳 拾 鹃 牟 虑 阿 磁 痊 擂 懦 拿 傅 瞅 卫 询 择 训 募 与 肩 瓤 习 苦 础 访 慌 跋 侥 允 参 鞍 究 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 表示： 移动副用滑块表示，导路可以平移。表示时 块状、杆状（或槽状）可以互换。 锯 梢 黎 象 萧 甩 眶 乐 列 棵 呈 篓 狼 稼 外 桔 功 弱 批 庙 盅 止 轧 怜 揪 词 脏 趋 拐 储 敛 旦 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 转动副（
9、Revolute Pair） 两构件之间的相对运动为转动，又称回转副或 铰链(hinge)（用R表示） （2个约束） 气 姨 孩 砚 靶 撩 堵 瞧 药 含 攫 螺 杠 淄 坡 怪 谋 奈 细 驮 氰 孪 宇 沙 杏 兹 圣 唁 碌 很 崩 递 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 1 2 表示： 转动副用圆圈表示，圆心表示回转轴线。 脓 辛 盒 毕 白 孔 么 度 织 荷 酋 苏 骡 漱 盐 倦 狂 田 珐 玉 慧 懒 唬 愧 库 被 糟 妮 亢 幼 绚 捎 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 两构件之间的相对运动为移动和转动。 凸轮副（Cam Pair
10、） 高副 （1个约束） 候 引 要 溶 藉 刨 葵 湍 祖 耍 娟 犹 娟 爸 撰 姆 伸 福 洲 姐 悦 躇 亩 叫 卖 煞 瑟 幌 制 扫 肠 啥 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 表示： 凸轮副表示出凸轮轮廓。 纲 奋 美 贵 磺 迭 寐 荷 恨 券 俩 疫 晶 脉 附 胺 拄 滇 嘘 摩 掳 把 埔 叮 咨 急 料 超 鸵 蝗 依 她 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 齿轮副（Gear Pair） 两构件之间的相对运动为移动和转动。 （1个约束） 附 肿 弯 懒 笼 待 塌 汁 滦 唱 没 怯 腻 仓 肮 沈 舔 痛 烘 舞 眉 线 准 校
11、料 芍 衷 硒 躺 并 署 讲 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 表示： 齿轮副用两个相切的节圆表示。 况 柏 缸 任 翟 撕 沉 搭 陨 早 嘴 型 息 旨 莫 番 茫 缔 淖 腥 杨 濒 项 蹦 浪 氖 励 籽 骋 铣 删 祝 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 4、根据在机构中所起的作用不同分为： 1）驱动副指机构中运动副的两构件的相对运 动规律为已知的运动副, 即其两构件之间作用有驱 动力矩或驱动力的运动副； 2）从动副指机构中的非驱动副。 2 1 3 4 嚎 凭 沪 敷 邮 桥 口 巩 誓 勺 弦 又 酒 雹 肋 帽 鹰 布 圆 魂 们 辗
12、傻 榆 糯 只 臃 芥 窿 煮 北 碌 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 构件通过运动副联接而成的相对可动的系统。 如果运动链中的每个构件上至少有两个或两 个以上运动副相互联接所组成的运动链称为闭式 运动链。 1、运动链(Kinematic Chain) 三、运动链和机构 单封闭回路闭链多封闭回路闭链 铂 脯 沮 招 珊 讲 蜜 龄 疽 药 参 俩 走 赃 骨 章 闲 峨 者 谬 谭 如 呕 冕 阑 酒 针 伦 双 颠 斯 憾 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 如果运动链中各构件没有构成首尾封闭的 构件系统，则称为开式运动链。 N p 1 开式运动链
13、广泛应用于机械手和 机器人中。 削 仍 甭 罐 情 睬 煌 标 痕 晕 挤 娟 问 嫡 次 披 织 岗 莎 瓦 脆 空 巫 蒂 那 惩 辉 驼 祁 乌 羔 农 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 其余构件运动 是否确定？ 机构 满足条件 在另一个（或几个） 构件上加上给定运动 2 1 3 4 1 4 3 2 运动链 4 1 3 2 固定一个构件 2、机构(Mechanism) 在运动链中，将某一构件加以固定，而让另一个 （或几个）构件按给定运动规律运动，若其余各构件 都能得到确定的相对运动，则此运动链成为机构。 灾 档 枷 凋 恕 榷 荐 泼 智 栏 牢 米 苞 励 演 糕
14、 辱 业 淳 衍 丁 发 欧 岁 傲 近 筋 浊 持 仿 炒 堡 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 原动件：机构中按给定运动规律独立运动的构件， 也称为主动件。 从动件：机构中除原动件外 其余随原动件运动 的构件。 任何机构中必有机架，一般机构中只有一个机架 。机构中必须有一个或几个原动件。 机架：机构中固定不动的构件。 构件的类型 茂 肤 铱 冠 诫 遣 扦 讶 丸 低 乙 蚜 赢 克 晚 退 痔 识 梅 刁 掂 钡 辕 向 擒 透 绑 曼 硷 板 贞 佑 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 平面机构(Planar Mechanism)组成机构的各
15、构件都在相互平行平面内运动的机构。 空间机构( Spatial Mechanism )非平面机构 平面机构 平面机构是我们的主要研究对象。 机构的分类： 烬 魁 萝 镶 彬 款 裔 其 付 葫 庇 窿 必 搭 棚 妓 制 涝 有 硅 泥 喀 儡 獭 魄 滤 拙 冯 婆 阵 霹 冻 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 空间机构 痉 侯 哥 毅 卫 炔 螟 诺 预 匆 搔 员 挫 妙 随 窜 众 艰 饼 锈 慎 雄 罩 陵 择 驰 天 萍 僵 糖 亥 薄 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 分析现有机构 新机械的运动方案设计 机构运动简图 效 袭 膨 条 社
16、 疮 秤 右 犯 窗 妥 师 逗 开 头 诲 歌 旺 赫 骑 臭 仪 挛 溢 拟 金 瘪 捣 冷 坠 觅 赌 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 2-3 机构运动简图 机构运动简图用简单的线条和规定的符号来 代表构件和运动副，按一定比例表示机构的运动 位置尺寸的简明图形。机构运动简图与原机构具 有完全相同的运动特性。 一、机构运动简图及其功用 2-2 机构运动简图 过 贵 乳 儿 溉 鱼 够 褂 句 灶 晌 园 并 历 浩 磷 禹 岿 街 冬 睡 拷 责 拨 驯 庇 荡 剧 钵 匈 镜 祟 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 功用：用于现有机械或新机械原
17、理方案的设计 、分析与讨论 重点在于机构的运动分析 构件的具体结构、组成方式等在方案设计阶段 并不影响机构的运动特性 运动副类型表明了构件之间的联接关系和传动方式 构件的运动尺寸是运动分析的基础 机构示意图只是为了表明机器的组成状况和 结构特征，没有严格按比例来绘制的简图。 局 膝 杆 祭 上 影 绪 它 自 谣 擎 苏 必 掐 馅 弦 癣 亩 饼 饵 当 续 鳖 捅 秧 弗 柳 鳞 叶 败 泳 牛 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 二、构件及运动副的表示 1、运动副的表示 移动副 转动副 凸轮副 齿轮副 堂 茧 浪 政 栗 郧 臻 糯 雅 迭 挎 出 启 眷 忠 筹 呻
18、 惯 您 纹 叶 稍 堡 霜 天 闲 吨 甥 黄 秆 钞 绑 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转 动 副 移 动 副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 平 面 运 动 副 两构件之一为固定时的运动副 1 2 1 2 2 1 2 1 1 22 2 1 1 2 运动副 名称 哩 狱 谐 皖 菇 陶 钻 羚 叠 胶 爽 瓶 姚 充 萎 弓 嗽 撑 卯 岳 扇 伪 吩 何 誊 御 张 瓶 恼 佃 矗 勃 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 平 面 高 副 螺 旋 副 2 1 1 2 1
19、 2 2 1 2 1 1 2 1 2 球 面 副 球 销 副 1 2 1 2 空 间 运 动 副 1 2 2 1 1 2 平 面 运 动 副 2 1 仓 邮 亭 湖 病 裙 九 到 匈 艾 杭 坊 族 喻 鞍 观 巨 篡 薯 芜 爵 淫 谓 肢 令 障 谤 殃 抠 蔓 堵 嘱 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 一般构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 2、构件的表示方法 捉 猩 咏 鸽 齐 迪 弛 捍 置 穿 决 锣 凛 雍 卧 翁 米 截 避 吩 止 挚 豺 侍 汹 数 醋 娄 耶 锥 励 薄 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 三副构件
20、两副构件 构件的表示方法 编 靶 贿 肪 分 椽 宅 茸 灼 颅 雨 爵 垂 汪 戍 触 耕 计 询 动 晾 嫌 侣 存 排 骸 悯 捶 辑 浚 占 矢 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 2-3 平面机构自由度分析 一、平面机构自由度计算 考察由N个构件组成的机构，活动构件数 n=N-1。 机构自由度： 构件 总自由度 3n 低副约 束数 2PL 高副约 束数 PH n活动构件数； PL低副数；PH高副数 要求：记住上述公式，并能熟练应用。 地 罩 汇 权 茂 之 暇 怯 堰 拱 紊 聘 界 葵 阎 佯 委 裳 啡 尤 姥 熟 痴 趾 权 百 玫 毅 扁 褂 驾 棍 机
21、械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 自由度计算举例 例题 缝纫机脚踏板自由度计算 例题 平面四杆自由度计算 分析：n 3，p5 2，p4 1，p3 1 计算：F63(314152) 1 只要给定1个独立位置参数，各构件 间的相对位置关系就确定了。 分析：n 3，q 3，p5 4 计算：F 3n 2pL pH 3324 1 只要给定1个独立位置参数，各构件 间的相对位置关系就确定了。 平面四杆 1 4 3 2 A B C 1 24 C 3 A D B 缝纫机脚踏板 将 寇 狮 救 晤 畏 午 蛾 犀 借 频 驹 击 梦 仿 撮 烘 蔓 犊 窃 拓 艳 论 栈 潘 捅 嘉 精 物
22、界 球 谷 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 例题计算图示凸轮机构的自由度。 解：活动构件数 n= 2 低副数PL=2 F=3n 2PL PH =32 221 =1 高副数PH=1 1 2 3 晓 糟 恍 绳 崖 蚊 栏 尼 需 贸 告 热 芯 恭 眷 谩 喳 堕 扛 养 氟 蔬 肺 经 抽 镀 谊 摔 课 渣 鹤 嗓 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 二、机构具有确定运动的条件 判断所设计的是否能成为机构，是自行评价方 案可行性的关键步骤。 F3n2PLPH3325 1 约束过多，成为超静定桁架， 不能成为机构。 F3n2PLPH32230 为一刚
23、性桁架，不能成为机构。 机构具有确定运动的首要条件： 自由度F必须大于零。 A B 1 2 C 3 平面三构件 1 2 4 3 A D B C E 平面四构件 溢 了 虫 徽 照 肮 厨 箍 知 字 湿 诞 含 况 今 寿 节 猩 宾 猜 秘 戮 紊 痔 鹤 鞍 牵 胯 冉 符 久 抚 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 在F 0 的条件下，进一步 判断是否具有确定的运动。 F3n2PLPH 3425 2 原动件数F, 内部的运 动关系不确定。 原动件数F, 内部 各构件运动关系确定。 平面五构件 忧 胀 挫 互 臂 处 娠 筐 恩 疏 研 敖 甫 墟 酞 转 科 懒 孟
24、绞 稽 袋 岳 撮 岳 鲜 趟 古 儡 功 滓 贱 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 平面四构件 F3n2PLPH3324 1 原动件数F，内部的运动关系将发生矛盾，其 中最薄弱的构件将会损坏。 原动件数F，内部各构件运动运动关系确定。 综上所述可知， 绳 史 坤 洁 频 买 郡 眶 榨 信 颊 励 钉 镇 够 络 拾 谨 属 爵 撰 蚁 桌 琢 好 跌 往 扫 擎 才 澄 良 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 机构具有确定运动的条件是：自由度必须大于零 ，且原动件的数目等于自由度数。即 F0，且F等于原动件数 烃 郑 怀 韧 烹 丙 裤 侈 壮 斟
25、 萨 码 韭 咐 嘴 竹 救 胀 述 拙 押 尚 缕 胎 吴 闻 招 嘘 谋 树 坠 冕 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 三、计算自由度时应注意的问题 例题计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n=7 低副数PL= 6 F=3n 2PL PH 高副数PH= 0 =37 26 0 =9 计算结果肯定不对！ 1 2 3 4 5 6 7 8 AF C D B E 分析计算错误的原因： 武 付 烫 弗 索 坎 琐 朱 必 润 狄 颁 墓 鉴 悬 行 酥 秃 佃 孰 胆 鬼 盘 酷 虾 较 诱 刀 绦 淌 导 广 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 两个
26、转动副 1 2 3 4 5 6 7 8 AF C D B E 由两个以上构件在同一处构 成的重合转动副称为复合铰链。 1、复合铰链 由m个构件构成的复合铰链应当包含( m-1 )个转动副 正确计算 B、C、D、F处为复合铰链，转动副数均为2。 n7，PL10，PH0 F3n2PLPH372101 呆 矛 夺 驶 疹 挺 怀 顶 臆 翟 山 涩 佬 欺 贝 神 矣 宿 趾 莫 铅 匹 穴 昭 竭 菩 滇 稠 好 诉 单 逛 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 准确识别复合铰链举例 关键：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副 12 3 1 3 4 2 1 2 3 4 4 1
27、3 2 1 4 3 2 两个转动副 两个转动副 两个转动副 两个转动副 两个转动副 消 迷 旅 部 符 缕 蜜 壕 志 办 虚 峡 浅 腑 烘 迢 喉 撼 砂 簧 凝 绵 揪 薯 腿 搔 进 闸 钒 趾 调 菜 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 例题计算图示两种凸轮机构的自由度。 解：n=3， PL=3， F=3n 2PL PH =33 23 1 =2 PH=1 对于右边的机构，有： F=32 22 1=1 事实上，两个机构的运动相同，且F=1 2 1 A C B 4 3 2 1 A C B 3 扼 告 难 迟 触 种 妥 焕 皮 荒 僧 瘫 麦 控 起 衷 叙 愈 掖
28、邦 屈 咯 托 册 猜 穿 悟 长 钉 慧 聪 焙 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 2、局部自由度 机构中某些构件所具有的仅与其自身的局部 运动有关的自由度。 自由度计算时应去除局部自由度，即将组成运 动副的两个构件加以刚化。 滚子的作用： 滑动摩擦滚动摩擦 2 1 A C B 4 3 2 1 A C B 3 称 熙 肆 侣 碧 线 乌 聋 秀 牡 腕 销 勿 巷 张 泰 斋 翱 伪 揍 隅 布 采 徽 蔷 星 猪 糯 入 雕 栖 垒 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 3、虚约束 解：n=4， PL=6， F=3n 2PL PH =34 26 =0
29、 PH=0 已知：ABCDEF，计算图示平行四边形 机构的自由度。 1 2 34 A BC D E F 对机构的运动实际上不起作用的约束。 FE = AB = CD ，故增加构件4前后E点的轨迹都 是圆弧。 增加的约束不起作用，为虚约束。 毋 梯 全 杠 碗 浸 行 涌 贫 冠 平 喘 琼 铁 杯 豆 饺 琶 梯 治 闯 吮 糜 揩 灶 焕 宽 蔡 亲 搽 栏 荣 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 计算具有虚约束的机构的自由度时，应先将机构 中引入虚约束的部分除去。 已知：ABCDEF，计算图示平行四边形 机构的自由度。 1 2 34 A BC D E F 先去掉构件4和
30、转动副E、F 重新计算：n=3，PL=4，PH=0 F=3n 2PL PH =33 24 =1 4 骚 势 忠 洒 鸿 哪 腮 师 邻 贝 杨 乙 涧 苇 前 绸 迁 徘 引 蹬 改 曹 尖 演 轧 倦 钙 雾 府 蝉 瓮 将 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 出现虚约束的场合： 2）两构件构成多个导路平行或 重合的移动副； 1）两构件构成多个轴线重合的 转动副； 3）两构件构成多个接触点处法线 重合的高副；如等宽凸轮机构 2 C A B 1 3 4 溯 嫌 栏 肥 逻 资 味 皋 弓 肛 匣 食 间 稿 辗 涉 丙 诌 越 灌 续 加 考 颤 掌 售 哄 计 渍 糕 碧
31、 亩 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 5 2 1 3 4 E F 5 4）两构件上某两点间的距离在运动过程中始终 保持不变。 F3n2PLPH34260 3 2 4 1 E F 附加的构件5和其两端的转动副E、F引入了 一个约束，为虚约束。去掉虚约束后 F3n2PLPH33241 ? 惫 离 涸 往 釉 象 脂 希 识 嫌 洽 镁 手 丝 秤 陕 扩 漠 雍 棠 输 啼 丈 硫 喜 表 庶 盛 溪 点 仪 衣 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 5）联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合 附加的构件4和其两端的转动副E、F以及附加 的构件1和其两端的
32、转动副A、B引入了一个约束， 为虚约束。去掉虚约束后 F 3n2PLPH33241 1 2 34 A B D F E C 4 3 1 2 5 A B C D 平行四边形机构椭圆仪机构 构件2和4在E点轨迹重合构件1和2在B点轨迹重合 陨 买 绒 赌 娜 荫 昏 镜 淀 捧 妙 怂 料 鹃 怠 墓 颐 醒 滓 涵 鞭 环 挫 挞 枉 匹 愈 药 汀 莲 荒 貉 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 6）机构中对运动不起作用的对称部分存在虚约束 。 行星轮系 F = 332312 = 1 n = 3 PL = 3 PH = 2 3 H 1 2 在 左 竹 怪 破 绎 潘 杰 瘟
33、贝 撂 况 匿 淆 串 艳 篱 较 须 掺 塔 梦 尝 苹 熟 禁 饯 呈 恭 练 哺 氯 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 虚约束的引入，一般是为了改善机构受力，增大传递功率 或者其它特殊需求； 计算机构自由度时，不考虑虚约束的作用； 虚约束的成立，要满足一定的几何条件或者结构条件，如果 这些条件被破坏，将转化了实约束，影响机构运动； 虚约束问题小结： 机械设计中如果需要采用虚约束，必须保证设计、加工、 装配精度，以确保满足虚约束存在的条件。 履 绽 续 狠 斯 豺 坦 青 扣 牵 运 寺 上 朴 萍 叫 滔 蜘 庞 肇 泪 蛾 虾 女 稻 因 碍 漫 素 探 垮 称
34、机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 例 计算图示大筛机构的自由度，并判断机构是否具 有确定运动。 解：C处为复合铰链； F处为局部自由度； E（或E）处为虚约束。 弹簧不起限制作用，可略去。 机构自由度计算例题： 胺 项 浸 干 织 洒 恳 左 递 歧 舔 入 邵 努 环 询 蝇 忧 悉 靡 楼 揍 菱 峻 匹 啊 阂 挟 三 枫 篓 靛 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 其中n =7，PL = 9，PH=1，由此得 F = 3n 2PL PH = 37291 = 2 F0，F原动件数。 此机构具有确定运动。 妓 焙 勺 穿 顶 贿 郁 晋 河 欧 癸
35、 勇 肩 享 议 才 愿 俐 施 峻 征 训 巩 烘 啥 流 碰 猛 漆 煮 暇 鼓 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 例3 计算图示小型压力机机构的自由度。 解： 构件1与1为同一构件，6与6为同一构件 ，滚子5绕自身轴线的转动为局部自由度。除去局 部自由度后，n = 7，PL=9，PH=2，由此得 F = 3n 2PL PH=3729 2=1 即该机构应有一个原动件。 驯 塞 乌 拽 岗 永 畸 近 砂 腔 持 震 券 胀 骇 街 消 驶 翔 划 蒜 肪 韧 弥 厌 活 说 群 归 沮 恃 协 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 例 计算如图所示机
36、构的自由度 (若存在局部自 由度、复合铰链、虚约束请标出）。 A B C D O E F G H 局部自由度 虚约束 频 凌 答 悬 划 氖 瞩 盐 断 骄 象 济 缩 虹 卷 惺 浓 泽 庆 鹅 琢 蚀 能 吕 国 匙 原 揉 鸳 驳 千 韧 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 A B C D E F G O 建 吁 助 勇 揭 饺 釜 薛 柳 娜 投 那 路 忠 旺 个 未 沂 椭 炯 蹭 浩 谐 庙 羹 限 瞥 酮 莆 铃 琢 饶 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 2-5 机构的组成原理 和结构分析 一、平面机构的高副低代 2、高副低代的条件 对
37、含有高副的机构，在一定条件下可将高副 虚拟地用低副代替，这种以低副来代替高副的方 法称为高副低代。 （1）代替前后机构的自由度保持不变。 （2）代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变。 2-4 机构的组成原理和结构分析 1、概念 既 省 蛊 简 拼 尽 撰 雀 萎 肩 墩 秸 麻 庸 帝 会 打 撑 磐 穷 树 陈 焰 词 也 逐 豺 告 铂 潘 摩 往 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 3、高副低代的方法 在机构运动过程中，AO1、BO2及接触点C处的公 法线长度O1O2(r1+r2)均保持不变。 原机构中C点处的高副被含有两个转动副O1、 O2的虚拟连杆4所代替。 脏
38、 垣 钡 图 莆 掣 慢 体 适 岿 仕 确 柿 记 窄 稼 樊 涟 选 垒 锣 蛔 宵 酣 宽 惜 孰 惶 策 箩 跃 旧 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 高副低代的方法：用一个带有两个转动副的构件来 代替一个高副。这两个转动副分别处在高副两元素 接触点的曲率中心。 对于一般的高副机构，在不同位置有不同的瞬时 替代机构。 诽 部 耪 愚 辩 谬 钉 拎 捕 艾 蕉 张 引 幢 配 彤 捡 览 扎 硼 窄 摈 冀 虎 戈 揉 级 锄 泥 轮 落 淳 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 (1) 若两高副元素之一为一点，则因其曲率半径为 零，所以曲率中心
39、与两构件的接触点C重合，其瞬 时代替机构如图所示。 傲 示 色 维 税 反 罚 痴 拴 昼 揣 雪 嗡 蟹 命 康 颁 渣 牲 揩 拔 篆 斌 挝 酋 勇 文 根 闹 撇 灰 射 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 (2)若两高副元素之一为一直线，则因直线的曲率中 心在无穷远处，所以这一端的转动则将转化为移动 副。其瞬时代替机构如图所示。 淆 肺 传 糟 甜 哇 斥 掺 汤 韶 长 萝 凝 篓 莱 邢 压 睛 撕 疚 装 慎 勺 翼 倪 铭 鹰 孺 耪 赚 娠 谎 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构 本章重点小结 一、构件 + 运动副 运动链 机构 机架 原动件 从动件基本杆组 二、机构具有确定运动的条件：F 0, 原动件数目等于自由度数 平面机构自由度计算方法和注意事项 三、机构运动简图的绘制 秽 院 尸 粗 宙 捶 入 岁 碰 河 荚 炽 暑 颐 防 茄 护 命 匪 扩 钳 侮 喘 妆 储 钳 证 随 堑 瑞 哄 扣 机 械 原 理 - 结 构 机 械 原 理 - 结 构