构件的分类 机械原理

机械原理笔记一、基本概念1.机械：机械是一种人为的实物组合，各部分之间具有确定的相对运动，并能实现能量的转换或完成有用的机械功。

2.机构：机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。

3.构件：构件是机构中的运动单元体，通常是一个整体，也可以是由几个零件刚性联接而成的一个整体。

4.零件：零件是制造的单元体，是构件的组成部分，制造后不再拆分。

二、机械的运动简图1.定义：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置，这种表示机构中各构件间相对运动关系的图形称为机构运动简图。

2.作用：便于对机构进行运动分析和动力分析，是机构设计、分析的重要工具。

三、平面机构的自由度1.自由度：构件相对于参考系的独立运动参数的数目。

2.计算平面机构自由度：F = 3n - 2PL - PH，其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。

四、连杆机构— 1 —1.定义：若干构件用低副（转动副和移动副）连接而成的机构称为连杆机构。

2.分类：平面连杆机构、空间连杆机构。

3.特点：易于制造、成本低、可靠性高、能承受较大载荷、能实现多种运动轨迹和运动规律。

五、凸轮机构1.定义：凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动，与它相接触的从动件，作往复运动或摆动。

2.分类：按凸轮的形状分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。

3.特点：能实现复杂的运动要求、机构紧凑、传动简单。

六、齿轮机构1.定义：依靠齿轮的啮合传动来传递运动和动力的机构。

2.分类：平面齿轮机构、空间齿轮机构。

3.特点：传动比准确、传动效率高、传动功率大、适应范围广。

七、间歇运动机构1.定义：有些机械需要其构件周期地运动和停歇，能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构。

2.分类：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

八、机械效率— 2 —1.定义：有用功与输入功之比称为机械效率。

1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件零件：组成构件的制造单元体运动副：两构件直接接触的可动联接构件的自由度：构件的独立运动数目运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统机架：固定的构件原动件：机构中做独立运动的构件从动件：机构中除原动件外其余的活动构件运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。

机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。

示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。

7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此ρ为定值，以轴心O 为圆心，ρ为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。

8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。

自锁条件：η≤0 机械发生自锁9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 2连架杆和机架中有一杆是最短杆13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构；14有急回运动：θ≠0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构无急回运动：对心曲柄滑块机构和双摇杆机构15死点位置：压力角为90°，传动角为0°。

绪论一、研究对象1、机械：机器和机构的总称机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。

机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机机构：有①②两特征。

很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。

两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。

2、概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。

机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。

→输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。

→输出构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。

二、研究内容：1、机构的结构和运动学：①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。

2、机构和机器动力学：力——运动的关系·F=ma功——能3、要求：解决二类问题：分析：结构分析，运动分析，动力分析综合（设计）：①运动要求，②功能要求。

新的机器。

第一章平面机构的结构分析（一）教学要求1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。

了解机构组成原理（二）教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代（三）教学内容§1-1 机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特1231）2）345§1-4 平面机构的自由度FF>0,三、计算F（1m-1例：F（2（3图1-15作业：P（1（2（3（4F1、=F2、=（一）教学要求1、能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。

了解机构组成原理3、了解平面机构运动分析的方法，掌握瞬心法对机构进行速度分析4、熟练掌握相对运动图解法（二）教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代3、瞬心的概念及求法4、矢量方程，速度和加速度多边形，哥氏加速度，影像法（三）教学内容§2-1 研究机构运动分析的目的和方法一、目的：都必须首先计算其机构的运动参数。

机械原理机构
机械原理是研究机械运动规律及其产生的基本原理的学科。

机构是机械装置中的一个基本构件，用于实现机械运动的转换、传递与控制。

机构的基础概念包括驱动件、从动件和连杆等。

其中，驱动件通过外力或动力源产生驱动力，从动件受到驱动力的作用而产生运动，而连杆则是将驱动件与从动件连接起来，传递驱动力与运动。

机械原理中的机构有多种分类方法，常见的有平面机构和空间机构。

平面机构是指机构中的运动仅限于一个平面内的机构，而空间机构则允许运动在不同平面之间转换。

根据结构特征和运动方式，机构还可以分为平动机构、回转机构、滚动机构和曲柄机构等。

机械原理中的机构设计要考虑到多种因素，如结构强度、运动平稳性、工作效率和可靠性等。

在设计过程中，需要进行运动分析和受力分析，确保机构能够正常运行并承受预期的载荷。

同时，还需要考虑制造成本和使用方便性等因素，进行综合权衡，得到合理的机构设计方案。

除了在机械工程中应用，机械原理也被广泛运用于其他领域，如航空航天、汽车工程、机电一体化、机器人技术和精密仪器等。

机械原理为各种机械装置的设计与研究提供了理论基础，推动了机械工程的发展与创新。

绪论构件机器中的各运动单元零件不能再分拆的单个物体(独立的制造单元)机构已知运动变换成其他构件所需要运动的构件组合体。

机构，是两个以上的构件通过可动联接形成的构件系统。

各构件之间具有确定的相对运动机器是一种能实现预期运动的构件组合系统,用以代替人工完成能量、信息的转换或作出有用的机械功运动链两个以上构件通过运动副的连接而构成的构件系统如何从运动链得到机构运动链中其余构件都能得到确定的相对运动构件是机械运动的最小单元，零件是机械制造的最小单元。

作空间和平面运动的独立构件，其自由度数分别为3和6。

运动副是两个构件以一定形状的运动副元素直接接触，限制了某些自由度，而又保留了某些自由度的一类可动连接，运动副是以它们所提供的数来划分其级别的，因此共有I到V级运动副。

一个封闭运动链，若已知其构件数为 N，运动副数为 p，则其闭合回路数k=p+1-N基本杆组是不可再分的自由度为零的构件组。

常用的基本杆组有 RRR 组、RRP 组和 RPR 组第一章机构的结构设计一．自由度计算F = 3n - 2PL – PHn 为活动构件PL 为低副PH为高副计算自由度时应注意的问题：1.复合铰链二个以上构件在同一轴线上构成的多个转动副时，称为复合铰链若有m个构件，则有m-1个转动副2.虚约束对机构的运动不起独立限制作用的重复约束。

计算自由度时要去除掉出现场合：1）两构件构成多个运动副两构件构成多个移动副导路重合或平行两构件组成多个转动副，同轴两构件构成高副，两处接触，法线重合目的：改善构件的受力情况2）运动过程中，两构件上的两点距离始终不变3）联接点与被联接点轨迹重合4）对运动不起作用的对称部分3.局部自由度处理方法：钉死目的：减少高副的磨损二．高副低代方法：1.在高副两个曲率中心之间画出替代构件2.替代构件分别与组成高副的两个构件相联3.组成高副的两个构件应去掉高副、简化成杆三．基本杆组的拆分（拆分时提前高副低代）杆组： F=01）II级组 n=2 PL=3RRR RRP RPR PRP PPRR为转动副 P为移动副结构特征：两个含有外接副的构件直接（用运动副）联接2）Ⅲ级组 n=4 PL=6结构特征：三个含有外接副的构件与同一构件（用运动副）联接3）Ⅳ级组(n=4，PL=6)结构特征：两个含有外接副的构件通过两个构件间接相联拆分步骤1．计算F；确定原动件；去掉虚约束、局部自由度；注意复铰。

构件的定义机械原理
构件是机械装置中的重要组成部分，它们的作用是连接和支撑其他部件，使机械装置能够正常运转。

构件的设计和制造对机械装置的性能和寿命有着重要的影响。

在机械原理中，构件的定义是指机械装置中的零件，它们可以分为连接构件和支撑构件两类。

连接构件是机械装置中连接其他部件的零件，它们的作用是将不同的部件连接在一起，使机械装置能够正常运转。

连接构件包括螺栓、螺母、销子、销轴等。

螺栓和螺母是最常见的连接构件，它们通过螺纹连接，可以承受较大的拉力和剪力。

销子和销轴则是通过销孔连接，可以承受较大的剪力和扭矩。

支撑构件是机械装置中支撑其他部件的零件，它们的作用是保证机械装置的稳定性和可靠性。

支撑构件包括轴承、轴、齿轮、链轮等。

轴承是支撑轴的重要部件，它们可以承受轴的径向和轴向载荷，保证轴的稳定性和转动精度。

轴是机械装置中传递动力和承载力的重要部件，它们的设计和制造对机械装置的性能和寿命有着重要的影响。

齿轮和链轮则是机械装置中传递动力和扭矩的重要部件，它们的设计和制造对机械装置的传动效率和精度有着重要的影响。

在机械装置的设计和制造中，构件的选择和使用是非常重要的。

合理的构件选择和使用可以提高机械装置的性能和寿命，降低维修和更换的成本。

因此，在机械装置的设计和制造中，需要根据实际情
况选择合适的构件，并进行合理的设计和制造，以保证机械装置的稳定性和可靠性。