平面机构的组成原理、结构分类和结构分析ppt课件

三、结构分析 1、目的：是把机构拆分成杆组，然后判断杆组的级别，
并确定机构的级别。
2、方法、步骤 1）计算机构的自由度（真正去除机构中的虚约束和局部自
由度），并确定原动件。如含有高副，用高副低代；
2）从远离原动件的构件开始拆杆组； 先试拆Ⅱ级杆组，若不行，再拆Ⅲ级杆组、Ⅳ级杆
组…，直至全部杆组拆出，最后只剩下原动件和机架。 拆杆原则：每拆出一个杆组后，留下的部分仍应是一个与
3、会对机构进行结构分析（拆杆组，判断机构的级别）。
提示：实验一 机构运动简图的测绘 带：笔、尺子、圆规、纸等绘图工具及机械原理实验指导书
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∵ n、PL都须整数 ∴ n应是2的倍数，而PL应是3的倍数。即：
n 2 4 6…
PL 3 6 9 …
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2、杆组的级别 1）Ⅱ级杆组：由2个构件、3个低副构成的基本杆组。
Ⅱ级杆组是最简单的、应用最多的基本杆组，绝大 多数的机构都是由Ⅱ级杆组构成的。
Ⅱ级杆组有5种不同的类型（如图2-32）：
a）RRR
b）RRP
c）RPR
d）PRP
e）PPR
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2）Ⅲ级杆组：由4个构件、6个低副构成的基本杆组，而 且都有一个包含3个低副的构件。
III级杆组F=3*4-2*6=0
B
E
FBEFCA NhomakorabeaG
D
C
A
D
G
基本机构
Ⅲ级杆组有3种结构形式，如图2-33 所示 。 至于较Ⅲ级杆组更高级的基本杆组，因在实际机构中 很少遇到，此处就不再列举了。
5、6组成Ⅱ级杆组；4、7组成Ⅱ级杆组；
8、9组成Ⅱ级杆组； 2、3组成Ⅱ级杆组；
∴ 此机构是Ⅱ级机构
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小 结：
通过本章的学习，要求： 1、会绘制机构的运动简图，应该表达出：构件的数目、
运动副的数目、运动副的类型、运动副间的相对位置、 原动件的运动规律等；而不需表达：构件的外形（高 副的轮廓形状除外）、断面尺寸、组成构件的零件数 目及固联方式、运动副的具体构造。 2、会计算平面机构的自由度，正确判断复合铰链、局部 自由度、虚约束。
即：
任何机构=原动件、机架（F个）+ 若干个基本杆组（F2 =0）
二、结构分类
机构的结构分类是根据杆组的不同组成形态进行的。
1、组成杆组的条件：
F=3n -（2PL+PH）= 0 如在基本杆组中的运动副全部为低副（如有高副，可 用高副低代的方法），则：
3n -2PL =0 或 n =2 /3 PL
原机构有相同自由度的机构，直至全部杆组拆 出，只剩下原动件和机架。
3）根据所拆杆组的最高级别决定机构的级别。
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例：计算图示机构的自 由度，并分析组成 此机构的基本杆组 和判断机构的级别。
解：n=10，PL=14 ，PH= 0，F′= 0，P′= 0 F= 3n-（2PL+PH- P′）- F′ = 3×10 - ( 2×14 + 0- 0 ) - 0 = 2
§2—4 平面机构的组成原理、结构分类和结构分析
一、平面机构的组成原理
=+
机构（F=1） 机架、原动件 构件组（F=0）
因为机构具有确定运动的条件：原动件数=F，所以如 将机构的机架和原动件（称为基本机构）与其余构件拆分 开，则由其余构件构成的构件组的F=0。
而这个F=0的构件组，有时还可以再拆分成更简单的 F=0的构件组。
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我们把最后不能再拆的最简单的自由度为0的构件组
称为基本杆组或阿苏尔杆组，简称为杆组。
从动件系统的F=0
BB
EE
FF
A A
CC DD
GG
杆组的F=0
BB
E
CC
AA
DD
杆组的F=0 EF F
GG
基本机构的F=原机构的F
基本机构的F=原机构的F
∴ 任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次联接到原
动件和机架上而构成的。这就是所谓机构的组成原理。
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3、机构的结构分类 机构的级别是根据所含杆组的最高级别来分类的。
1）Ⅱ级机构：由最高级别为Ⅱ级杆组的基本杆组构成的 机构；
2）Ⅲ级机构：由最高级别为Ⅲ级杆组的基本杆组构成的 机构；
3）Ⅰ级机构：只由机架和原动件而构成的机构，如杠杆、 斜面机构。
注意：根据机构的组成原理，在进行新机械方案设计时， 就可以按设计要求把杆组加到原有机构上，进行创 新设计。但设计中必须遵循一个原则：在满足相同 工作要求的前提下，机构的结构越简单、杆组的级 别越低、构件数和运动副的数目越少越好。 6