上课2.6.1机构的组成原理.ppt

2.6.1 机构的组成原理 2.6.2 机构的结构分类 2.6.3 机构的结构分析 2.6.4 平面机构的高副低代,2.6 平面机构的组成原理和结构分类和结构分析,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,2.6.1、平面机构的组成原理,机构都是由机架、原动件和从动件组构成的。,机架,原动件,从动件组,从动件组,当把该机构的机架和原动件拆去后，则余下的从动件组为：,这个从动件组的自由度为零，即：,这个从动件组还可以分解成若干个更简单的、自由度等于零的从动件组。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,这样的从动件组已经不能进一步分解成更简单、自由度为零的从动件组。,通常把这样的从动件组称为： 基本杆组,基本杆组的概念非常重要，它是机构分析的重要的理论基础。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,平面机构的组成原理,1、基本机构 （原动件 + 机架）,2、机构的组成 （基本机构 + 杆组）,要领 杆组的外接副参与搭接，但必须搭在运动已确定处。,2）对杆组概念的理解：F= 0，不能理解为不能动。而是，杆组参与 搭接机构时不会引入多余的约束和自由度。,机构的组成原理,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,构件 + 运动副 运动链 机构,机构的组成：,在机架和原动件上每增加一个基本杆组，并不改变原来的 自由度，每次增加都可以获得一个新机构；,设计新机构时，在满足相同工作要求的前提下，机构的结 构越简单越好，杆组级别越低越好，运动副数目越少越好。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,机构结构组成举例,注意 杆组的各外接运动副不能全部联接在同一个构件上。,在进行新机械方案设计时，可以按设计要求由杆组组成机构，进行创新设计。,2.6.2、平面机构的结构分类,最简机构由一个原动件和机架所组成的机构,杆组去掉原动件和机架后，剩余自由度为零的部分杆件系统。,基本杆组自由度为零且不能再分割的杆组,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,最简机构（F=1）,第二章 平面机构的结构分析,杆 组,基本杆组,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,如果基本杆组的运动副全为低副，则基本杆组的自由度：,这也就是说，在一个基本杆组中，其构件数和低副数有以下关系：,基本杆组的类型,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,杆组应该满足的条件条件:,运动副数,构件数,级杆组 双杆组,内接副 连接杆组内部构件的运动副 外接副 与杆组外部构件连接的运动副,级杆组,1个内接副 2个外接副,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,级杆组是机构中最常见的一类基本杆组,n = 2 Pl= 3 级杆组（双杆组）,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,内接运动副,外接运动副,R-R-R组,R-R-P组,R-P-R组,P-R-P组,R-P-P组,级杆组含有3个内接副 ,具有一个副构件， 而每个内副所连接的分支是双副构件。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析, 级杆组,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,主要任务判定机构的级别，而机构的级别取决于机构中的杆组的最高级别,实例,2.6.3 机构的结构分析,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,机构的结构分析是指把机构分解为基本杆组、原动件和机架，是机构组成的反过程，又称为拆杆组。, 去掉机构中的虚约束和局部自由度，计算机构的自由度，确定原动件。 将机构中的高副用低副替代。 拆杆组，从离原动件最远的输出构件开始，依次试拆。试拆时，先按II级组试拆，若无法拆除，再试拆高一级别的杆组。 按所有基本杆组中的最高级别杆组确定该机构的类别，作为对机构进行运动分析和受力分析时，选择相应方法的依据。,一般步骤,机构的命名： 以机构中所包含的基本杆组的最高级别,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,II级秆组,III级秆组,机构的结构分析原则：,首先，从远离原动件的部分开始拆分； 试拆时，先试拆低级别杆组； 每拆完一个杆组，剩余的部分仍然是一个完整机构。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,1。 除去机构中的虚约束和局部自由度。计算自由度，明确原动件。,2。 拆杆组。一般是从远离原动件处开始拆，应首先试拆级组，若不成再试拆高一级杆组。重复进行直至原动件。,F = 38- 211 =2,1。 除去机构中的虚约束和局部自由度。计算自由度，明确原动件。,2。 拆杆组。一般是从远离原动件处开始拆，应首先试拆级组，若不成再试拆高一级杆组。重复进行直至原动件。,F = 38- 211 =2,3。注意： （1）拆解杆组前后。自由度不应发生变化。剩余部分还应是机构。 （2）复合铰链应按复合的次数拆多次。 （3）原动件的不同会直接影响机构拆解次序和结果。, 级机构,例题1：分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。,F= 3 5 - 2 7 = 1,若以构件2为原动件, 级机构,F= 3 5 - 2 7 = 1,若以构件6为原动件, 级机构,例题2： 机构结构分析举例,机构级别 III级机构,III级组,II级组,机构级别 II级机构 注意 机构的级别与原动件的选择有关。,II级组,II级组,II级组,解：,1.该机构的自由度为1。 2.高副低代，去掉局部自由度和虚约束 3.拆下四个II级杆组，杆组的最高级别为2。余下1个原动件，该机构为II级机构。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,例题：3,解：,1.该机构的自由度为1，没有局部自由度和虚约束。 2.该机构不含 II级杆组，仅有1个原动件（最简机构）和一个III级杆组，该机构为III级机构。,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,例题：4,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,高副低代采用低副代替高副进行变通处理的方法,代换原则 : 1.代换前后保持机构的自由度不变 2.代换前后保持机构的运动关系不变,要点找出两高副元素的接触点处的公法线和曲率中心,实例,2.6.4 平面机构的高副低代,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,2.6.4 平面机构的高副低代,根据一定的条件对平面机构中的高副虚拟地用低副来替代， 这种以低副代替高副的方法称为高副低代。,条件一：代替前后机构的自由度不变,F = 31 - 22 = -1,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,高副接触的低副代换图例,第二章 平面机构的结构分析,HIGH EDUCATION PRESS,2-6 平面机构的组成原理和结构分析,条件二：代替前后机构的瞬时速度和加速度不变,虚线部分为瞬时替代机构,要点找出两高副元素的接触点处的公法线和曲率中心,O1O2 = R1+ R2 故可作图 b 的等效替代,图示机构中，构件1，2构成高副。,用一个双低副的构件来替代高副，将转动副中心置于高副元素曲率中心处。 可以保证替代前后瞬时运动关系不变。,举例,2-6 平面机构的组成原理和结构分