西安理工大学：《机械原理》第二章 平面机构的结构分析

第二章平面机构的结构分析 本章教学内容 本章基本要求 ★机构的组成 1.了解机构的组成,搞清 运动副、运动链、自由 ★机构运动简图的绘制 度等概念; ★机构自由度的计算及注2.能绘制常用机构的机构 意事项 运动简图; ★机构的组成原狸及结构3.能计算平面机构的自由 分析 度 4.对平面机构组成的基本 原理有所了解

第二章 平面机构的结构分析 本章教学内容 机构的组成 机构运动简图的绘制 机构自由度的计算及注 意事项 机构的组成原理及结构 分析 本章基本要求 1. 了解机构的组成，搞清 运动副、运动链、自由 度等概念； 2. 能绘制常用机构的机构 运动简图； 3. 能计算平面机构的自由 度； 4. 对平面机构组成的基本 原理有所了解

第二章平面机构的结构分析 本章重点 ★运动副和运动链的概念; ★机构运动简图的绘制; ★机枸具有确定运动的条件; ★机构自由度的计算。 本章难点 机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理

第二章 平面机构的结构分析 本章难点 本章重点 运动副和运动链的概念； 机构运动简图的绘制； 机构具有确定运动的条件； 机构自由度的计算。 机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理

§2-1机构的组成 基本概念★ 1.零件( Elemen最小的制造单元组成机器最基本的、不 可再拆分的单元) 2.构件 Member)最小的独立运动单元。从运动角度讲,构 件是一个刚体。 注意: ★要件是从制造加工角 度提出的最小单元概念; 构件则是从运动和功能 提轴 实现角度提出的最小单 元概念; DirectEncode Demo ★构件可以是单一季件、轮子 也可以是几个要件的刚 性联接

§2-1 机构的组成 一、基本概念 1. 零件(Element)——最小的制造单元(组成机器最基本的、不 可再拆分的单元)。 2. 构件(Member)——最小的独立运动单元。从运动角度讲，构 件是一个刚体。 注意： 零件是从制造加工角 度提出的最小单元概念； 构件则是从运动和功能 实现角度提出的最小单 元概念； 构件可以是单一零件， 也可以是几个零件的刚 性联接

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3.运动副( Kinematic pair)由两构件组成的可动联接。 (使两构件直接接触,又能产生一定的相对运动的联接) 运动副元素—两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)。 运动 齿轮副 r一法线

3. 运动副(Kinematic Pair)——由两构件组成的可动联接。 (使两构件直接接触，又能产生一定的相对运动的联接)。 运动副元素——两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)

4.运动链( Kinematic chain)两个以上的构件通过运动副的 联接而构成的系统 ◆按照几何形状是否封闭,可以 分为开链和闭链: a) 闭链:指运动链的各构件构成首尾 封闭的系统 开链:指运动链的各构件未构成首 d) 尾封闭的系统。 ◇按照各构件间的相对运动可分 为平面运动链和空间运动链: 平面运动链各构件间的相对运动 为平面运动的运动链 空间运动链各构件间的相对运动 为空间运动的运动链

4. 运动链(Kinematic Chain)——两个以上的构件通过运动副的 联接而构成的系统 。 ❖ 按照几何形状是否封闭，可以 分为开链和闭链： 闭链:指运动链的各构件构成首尾 封闭的系统。 开链:指运动链的各构件未构成首 尾封闭的系统。 ❖ 按照各构件间的相对运动可分 为平面运动链和空间运动链： 平面运动链:各构件间的相对运动 为平面运动的运动链。 空间运动链:各构件间的相对运动 为空间运动的运动链

5.自由度( Degree of freedon)构件所具有的独立运动个数 空间自由构件:6个 移动:X、Y、Z;转动:X、Y、Z 平面自由构件:3个 例:在XOY平面,移动X、Y;转动Z 6.约束( Constrain)对自由度的 限制个数。 构件1相对构件2在空间有6个 自由度和约柬之和应为6。运动副独立的相对运动,因此构件1 为活动联接,所以引入的约求数相对2有6个自由度 目最多为5个,而剩下的自由度最 少为1个。 自由度1~5;约束1~5

5. 自由度(Degree of Freedom)——构件所具有的独立运动个数 。 ——6个 平面自由构件： ——3个 例：在XOY平面，移动X、Y；转动Z 移动：X、Y、Z；转动：X、Y、Z 构件1相对构件2在空间有6个 独立的相对运动，因此构件1 相对2有6个自由度。 6. 约 束 (Constrain)——对 自 由 度的 限制个数 。 自由度和约束之和应为6。运动副 为活动联接，所以引入的约束数 目最多为5个，而剩下的自由度最 少为1个。 自由度1～5；约束1～5。 空间自由构件：

运动副的分类★ 1.按运动副接触形式分 低副—两构件通过面接触而袍成的运动副 动 副高副—网构件通过点或线接触而构域的运动 凸轮机构

二、运动副的分类 1. 按运动副接触形式分 低副 高副 运 动 副 ——两构件通过点或线接触而构成的运动 副。 凸轮机构 ——两构件通过面接触而构成的运动副

2.按构成运动副的两构件的相对运动分 ★转动副:两构件之间的相对运动为竣动 ★移动副:两构件之间的相对运动为动 螺旋副ε—螺旋运动 球面副:球面运动 转动副 移动副

2. 按构成运动副的两构件的相对运动分 转动副:——两构件之间的相对运动为转动 移动副:——两构件之间的相对运动为移动 螺旋副：——螺旋运动 球面副：——球面运动 移动副 转动副

螺旋副:—螺旋运动 球面副:球面运动 螺旋副 球面副 Derect Encode Demo

螺旋副：——螺旋运动 球面副：——球面运动 螺旋副 球面副