第3章机构结构的分析和设计PPT课件
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第三章 机构的运动分析--相对运动矢量方程图解法
（刚体的平面运动=随基点的平动+绕基点的转动） 若已知 VA、 和 aA、 B
VB VA VBA
大小
•
？ √ 方向 ？ √
LAB AB
n BA t BA
VA • aA
A V B
VBA
B
aB aA a a
大小
aB •
A
？ 方向 ？
√ 2LAB LAB √ BA AB
0
2 1 2 1
a a a
n
大小： 21 vB B 2 1 vB B Sin 90 2 1 vB B
2 1
方向：将 v B B 的方向顺着 1的转向转 900
aB B
2
K
1
大小： 21 vB B 2 1 vB B Sin 90 2 1 vB B
0
2 1 2 1
连接点p与任一点的矢量便代表该点在机构图中的同名点
的绝对速度，其指向是从p指向该点。如p→x代表 vX
连接其他任意两点的矢量便代表该两点在机构图中的同名
点间的相对速度，其指向适与速度的角标相反。如x→y代 表 vYX
速度影像的应用条件是同一构件内。
加速度影像（梅姆克第二定理）
– 一个刚体上三个点的加速度矢量末端在加速度平面图 中所构成的三角形与原始三角形同向相似。 π称为极点，代表所有构件上绝对加速度为零的点。 连接点π与任一点的矢量便代表该点在机构图中的同名点的 绝对加速度，其指向是从π指向该点。如π→x’代表示 aX 连接带有角标’的其他任意两点的矢量便代表该两点在机构 图中的同名点间的相对加速度，其指向适与加速度的角标相 反。如x’→y’代表 aYX 加速度分量一般用虚线表示。切向加速度用同名而不同上标 的两个字母表示，方向指向单撇(’)点。如y”→y’代表 atYX。而Y→X的向心加速度x’ → y”代表 anYX
VB VA VBA
大小
•
？ √ 方向 ？ √
LAB AB
n BA t BA
VA • aA
A V B
VBA
B
aB aA a a
大小
aB •
A
？ 方向 ？
√ 2LAB LAB √ BA AB
0
2 1 2 1
a a a
n
大小： 21 vB B 2 1 vB B Sin 90 2 1 vB B
2 1
方向：将 v B B 的方向顺着 1的转向转 900
aB B
2
K
1
大小： 21 vB B 2 1 vB B Sin 90 2 1 vB B
0
2 1 2 1
连接点p与任一点的矢量便代表该点在机构图中的同名点
的绝对速度，其指向是从p指向该点。如p→x代表 vX
连接其他任意两点的矢量便代表该两点在机构图中的同名
点间的相对速度，其指向适与速度的角标相反。如x→y代 表 vYX
速度影像的应用条件是同一构件内。
加速度影像（梅姆克第二定理）
– 一个刚体上三个点的加速度矢量末端在加速度平面图 中所构成的三角形与原始三角形同向相似。 π称为极点，代表所有构件上绝对加速度为零的点。 连接点π与任一点的矢量便代表该点在机构图中的同名点的 绝对加速度，其指向是从π指向该点。如π→x’代表示 aX 连接带有角标’的其他任意两点的矢量便代表该两点在机构 图中的同名点间的相对加速度，其指向适与加速度的角标相 反。如x’→y’代表 aYX 加速度分量一般用虚线表示。切向加速度用同名而不同上标 的两个字母表示，方向指向单撇(’)点。如y”→y’代表 atYX。而Y→X的向心加速度x’ → y”代表 anYX
第3章平面机构的运动分析
一、基本原理和方法
1.矢量方程图解法
设有矢量方程： D＝ A + B + C
因每一个矢量具有大小和方向两个参数，根据已 知条件的不同，上述方程有以下四种情况：
D＝ A + B + C 大小：？ √ √ √ 方向：？ √ √ √
D＝ A + B + C 大小：√ ？ ？ √
方向：√ √ √ √
B
A
D
C
②联接任意两点的向量代表该两点 在机构图中同名点的相对速度， 指向与速度的下标相反。如bc代 表VCB而不是VBC ，常用相对速 度来求构件的角速度。
P
C
A 作者：潘存云教授
B
D
a
③∵△abc∽△ABC，称abc为ABC的速 度影象，两者相似且字母顺序一致。
作者：潘存云教授
c
p
前者沿ω 方向转过90°。称△abc为
3.求传动比 定义：两构件角速度之比传动比。
ω 3 /ω 2 ＝ P12P23 / P13P23 推广到一般：
2
P ω2 12
1
ω i /ω j ＝P1jPij / P1iPij
P ω 233
3
P13
结论:
①两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对
瞬心的距离之反比。
②角速度的方向为：
相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧时，两构件转向相同。 相对瞬心位于两绝对瞬心之间时，两构件转向相反。
B A
DC
D＝ A + B + C 大小：√ √ √ √ 方向：√ √ ？ ？
D＝ A + B + C 大小：√ ？ √ √ 方向：√ √ ？ √
B
A
《结构力学》龙驭球第3章静定结构的受力分析.ppt
计算所得的未知力的正负号即为实际的正负号。
第3章 静定结构受力分析
M
FN FQ
qy
M dM
o
qx
FN dFN x
y FQ dFQ
dx
dFN dx
qx
dFQ dx
qy
dM dx
FQ
第3章 静定结构受力分析
微分关系
dFN
dx
qx
dFQ dx
qy
dM dx
FQ
M
FN FQ
MA 0 FY G (8 1 4 4 4 16) 8 7kN
Y 0 FY A 8 4 4 7 17kN
c、求分段点C、E点的弯矩值：
第3章 静定结构受力分析
取AC为隔离体
1m
A 17
8 1m
MC MC 0
C
MC 17 2 81 26kN m
FQCA
取EG为隔离体
MB
B
FNB
FQB
FNB FNA
xB xA
qx
dx
FQB FQA
xB xA
q
y
dx
M B M A
xB xA
FQdx
第3章 静定结构受力分析
前提条件：——两个线性
1. 几何线性条件——小变形 2. 物理线性条件——线弹性
MA A
MA
第3章 静定结构受力分析
q MB
l B MB
M
ql2 8
先固定右边，再固定左边
计算反力的次序应为：
-3
FYB
FXA 先算左边，再算右边
FYA
考虑GE部分
FXE FYE
ME 0 FxG 3kN()
第3章平面机构的自由度计算分解
F=3n-2PL-PH：=3×7-2×9-1=2 此机构的自由度为2，有两个原动件。
平面机构的结构分析
43 2 C5 D
B1 A
8
67
E n =7 Pl = 10 F = 3×7–2×10 = 1
下一页
平面机构的结构分析
3.2.5 计算机构自由度的实用意义 1．判定机构运动设计方案是否合理 2．改进不合理的运动方案使其具有确定的相对运动 3．判断测绘的机构运动简图是否正确
平面机构具有确定运动的条件： 1）机构自由度数 F≥1; 2）原动件数目等于机构自由度数F。
平面机构的结构分析
3.2.4 计算机构自由度时应注意的几种情况
先看例子：按照之前的算法下图机构的自由度为
F =3n－2PL－PH
=3×10－2×13－2 =2
为什么？
平面机构的结构分析
1.复合铰链 两个以上构件在同一轴线处用转动副连接，就形成了
惯性筛机构
平面机构的结构分析
2.局部自由度
机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无 关的自由度。
处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚 子与装滚子的构件固接在一起。
3
n=3 PL=3 PH=1
C
C
3 n=2 PL=2 PH=1
F=3x3-2x3-1x1=2图
计算平面机构自由度 （F=3n-2PL-PH）
机构具有确定运动的条件 F>0（F=原动件个数）
复合铰链 局部自由度
虚约束
转动副：沿轴向和垂直于轴向的移动均受到 约束，它只能绕其轴线作转动。所 以，平面运动的一个转动副引入两 个约束，保留一个自由度。
移动副： 限制了构件一个移动和绕平面的 轴转动，保留了沿移动副方向的 相对移动，所以平面运动的一个 移动副也引入两个约束，保留一 个自由度。
平面机构的结构分析
43 2 C5 D
B1 A
8
67
E n =7 Pl = 10 F = 3×7–2×10 = 1
下一页
平面机构的结构分析
3.2.5 计算机构自由度的实用意义 1．判定机构运动设计方案是否合理 2．改进不合理的运动方案使其具有确定的相对运动 3．判断测绘的机构运动简图是否正确
平面机构具有确定运动的条件： 1）机构自由度数 F≥1; 2）原动件数目等于机构自由度数F。
平面机构的结构分析
3.2.4 计算机构自由度时应注意的几种情况
先看例子：按照之前的算法下图机构的自由度为
F =3n－2PL－PH
=3×10－2×13－2 =2
为什么？
平面机构的结构分析
1.复合铰链 两个以上构件在同一轴线处用转动副连接，就形成了
惯性筛机构
平面机构的结构分析
2.局部自由度
机构中个别构件不影响其它构件运动，即对整个机构运动无 关的自由度。
处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚 子与装滚子的构件固接在一起。
3
n=3 PL=3 PH=1
C
C
3 n=2 PL=2 PH=1
F=3x3-2x3-1x1=2图
计算平面机构自由度 （F=3n-2PL-PH）
机构具有确定运动的条件 F>0（F=原动件个数）
复合铰链 局部自由度
虚约束
转动副：沿轴向和垂直于轴向的移动均受到 约束，它只能绕其轴线作转动。所 以，平面运动的一个转动副引入两 个约束，保留一个自由度。
移动副： 限制了构件一个移动和绕平面的 轴转动，保留了沿移动副方向的 相对移动，所以平面运动的一个 移动副也引入两个约束，保留一 个自由度。
C语言程序设计ppt课件-第3章-选择结构
1.表达式 2. if语句 3. switch语句 4. 选择结构的嵌套 5. 选择结构的应用
本章主要内容
1
选择结构
在解决大量的实际问题时，常常需要根据不同的 情况或条件，制定出不同的解决方案或对策。
选择结构是通过对条件 的判断来选择执行不同 的程序语句。
选择结构
一个程序若具有了判断和选择功 能，就具备了最基本的智能。
的完整的解题步骤。
void main() { int x,y,z,max;
printf("“\n Please input x,y,z: ");
➢将同影一响问到题算可法用乃不至同程算序法的解效决率，sifc(a。xm而n>afy(一一x)"=%x个个;d%算算d法法%d的的",&评质x价,量&y主优,&要z劣); 从时间复杂度和空间复杂度来els考e 虑。
max=y;
例从键盘输入三个不同的、无序if(mm的aaxx整<=zz)数; ，并分别存放 到变量x、y、z中，然后通过pr判int断f("输\n 出ma三x=%个d数\n"中,m的ax)最;
大数。要求将最大数存放在} 变量max中。
25
语法练习（单选题）
1．设x、y和z是int型变量，且x=3,y=4,z=5,则下面表达式中
switch语句的应用
关例键从语键句盘:上输入一个学生的总平均成 绩能用（i大f- e于ls0e且if来小替于换10吗0）? swi，tc按h(分(i数nt段)(评sc定or出e/成10绩.的0)相) 应等级，90以上为A级，80～
{89为caBs级e ，97:0～g7r9a为dCe=级'A，'6;0～br6e9a为k;D级，59以下为E级。 问题分ca析se：s8w:itchg语ra句de中='的B表';达b式re只ak能; 是整型或字符型，所 以可c用as成e 绩7的:高位gr数ad字e=来'C确';定b其re对a应k;的分数段，而每一个 分数c段as又e对6应:swigtrcha中de的='一D'路; 选br择ea。k;可用表达式“((int)(成 绩/1c0)a)s”e 计5算:出成绩的高位数字 ，其中，“(int)”的功能 是将c表as达e式的4:值强制转换成整数。
本章主要内容
1
选择结构
在解决大量的实际问题时，常常需要根据不同的 情况或条件，制定出不同的解决方案或对策。
选择结构是通过对条件 的判断来选择执行不同 的程序语句。
选择结构
一个程序若具有了判断和选择功 能，就具备了最基本的智能。
的完整的解题步骤。
void main() { int x,y,z,max;
printf("“\n Please input x,y,z: ");
➢将同影一响问到题算可法用乃不至同程算序法的解效决率，sifc(a。xm而n>afy(一一x)"=%x个个;d%算算d法法%d的的",&评质x价,量&y主优,&要z劣); 从时间复杂度和空间复杂度来els考e 虑。
max=y;
例从键盘输入三个不同的、无序if(mm的aaxx整<=zz)数; ，并分别存放 到变量x、y、z中，然后通过pr判int断f("输\n 出ma三x=%个d数\n"中,m的ax)最;
大数。要求将最大数存放在} 变量max中。
25
语法练习（单选题）
1．设x、y和z是int型变量，且x=3,y=4,z=5,则下面表达式中
switch语句的应用
关例键从语键句盘:上输入一个学生的总平均成 绩能用（i大f- e于ls0e且if来小替于换10吗0）? swi，tc按h(分(i数nt段)(评sc定or出e/成10绩.的0)相) 应等级，90以上为A级，80～
{89为caBs级e ，97:0～g7r9a为dCe=级'A，'6;0～br6e9a为k;D级，59以下为E级。 问题分ca析se：s8w:itchg语ra句de中='的B表';达b式re只ak能; 是整型或字符型，所 以可c用as成e 绩7的:高位gr数ad字e=来'C确';定b其re对a应k;的分数段，而每一个 分数c段as又e对6应:swigtrcha中de的='一D'路; 选br择ea。k;可用表达式“((int)(成 绩/1c0)a)s”e 计5算:出成绩的高位数字 ，其中，“(int)”的功能 是将c表as达e式的4:值强制转换成整数。
0 第3章 (1-4)凸轮机构
1. 根据凸轮的结构确定rb
当凸轮与轴做成一体时：rb r rr (2 ~ 5) mm
当凸轮装在轴上时： rb rn rr (2 ~ 5) mm
r——凸轮轴的半径，mm； rn——凸轮轮毂的半径，mm；一般rn=(1.5~1.7)r； rr——滚子半径，mm； 2. 根据αmax≤[α]确定rb 已知推程运动角、行程和最大压力角，由诺模图求得。
盘形凸轮的结构设计
三、滚子半径的选择 （1）当滚子半径rr<ρ时，实际轮廓的曲率半径ρ'>0，即比
较圆滑;
（2）当滚子半径rr=ρ时， 实际轮廓的曲率半径ρ'=0， 出现尖点； （3）滚子半径rr>ρ时,实 际轮廓的曲率半径ρ'<0,轮 廓线发生叠交，叠交阴影 部分在实际加工过程中将 被切去。工作时，这一部 分的运动规律无法实现， 这种现象称为运动失真。
盘形凸轮的结构设计
Fx F sin
Fy F cos
由上述关系式知，压力角
α愈大，有效分力Ｆy愈小，有 害分力Ｆx愈大。当a角大到某
一数值时，必将会出现Fy<Fx 的情况。这时，不论施加多大
的Fn力，都不能使从动件运动， 这种现象称为自锁。因此，为
了保证凸轮机构的正常工作，
必须对凸轮机构的压力角进行
盘形凸轮的结构设计
图解法设计凸轮轮廓曲线时，假设凸轮的基圆半径、滚 子半径等尺寸均为已知。而在实际设计时，则需根据机构的 受力情况，并考虑结构的紧凑性、运动的可靠性等因素，合 理确定这些尺寸。
一、压力角
不考虑从动件与凸轮 接触处的磨擦，凸轮对从 动件的作用力F沿接触点 A的法线n方向，直动从动 杆的速度v沿导路方向。 从动件所受作用力F与受 力点速度ν间所夹的锐角 称为凸轮机构的压力角， 用α表示。
当凸轮与轴做成一体时：rb r rr (2 ~ 5) mm
当凸轮装在轴上时： rb rn rr (2 ~ 5) mm
r——凸轮轴的半径，mm； rn——凸轮轮毂的半径，mm；一般rn=(1.5~1.7)r； rr——滚子半径，mm； 2. 根据αmax≤[α]确定rb 已知推程运动角、行程和最大压力角，由诺模图求得。
盘形凸轮的结构设计
三、滚子半径的选择 （1）当滚子半径rr<ρ时，实际轮廓的曲率半径ρ'>0，即比
较圆滑;
（2）当滚子半径rr=ρ时， 实际轮廓的曲率半径ρ'=0， 出现尖点； （3）滚子半径rr>ρ时,实 际轮廓的曲率半径ρ'<0,轮 廓线发生叠交，叠交阴影 部分在实际加工过程中将 被切去。工作时，这一部 分的运动规律无法实现， 这种现象称为运动失真。
盘形凸轮的结构设计
Fx F sin
Fy F cos
由上述关系式知，压力角
α愈大，有效分力Ｆy愈小，有 害分力Ｆx愈大。当a角大到某
一数值时，必将会出现Fy<Fx 的情况。这时，不论施加多大
的Fn力，都不能使从动件运动， 这种现象称为自锁。因此，为
了保证凸轮机构的正常工作，
必须对凸轮机构的压力角进行
盘形凸轮的结构设计
图解法设计凸轮轮廓曲线时，假设凸轮的基圆半径、滚 子半径等尺寸均为已知。而在实际设计时，则需根据机构的 受力情况，并考虑结构的紧凑性、运动的可靠性等因素，合 理确定这些尺寸。
一、压力角
不考虑从动件与凸轮 接触处的磨擦，凸轮对从 动件的作用力F沿接触点 A的法线n方向，直动从动 杆的速度v沿导路方向。 从动件所受作用力F与受 力点速度ν间所夹的锐角 称为凸轮机构的压力角， 用α表示。
陈立德第五版-机械设计基础 第3章 平面机构结构分析
带虚约束的杆机构
注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。
第三章
平面机构结构分析
上节课重点内容回顾
机械：是机器和机构的总称
机器：根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可用 来变换或传递能量、物料和信息。包含另一个或多个机构。 机器的特征：
1. 人为装配组合而成的实物体； 2. 各实物体之间具有确定的相对运动； 3. 能完成有用的机械功或转化机械能。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
运动副元素——两构件上直接接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)。
运动副元素不外乎
为点、线、面。
自由度——构件所具有的独立运动个数 。
空间构件：——6个
移动：X、Y、Z；转动：X、Y、Z
平面构件：——3个
在XOY平面，移动X、Y；转动Z
=0
2 3
1
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
3 2
1
4
5
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
B
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－ 1 = 1
3. 虚约束
是重复约束或对机构运动不起限制作用的约束， 又叫消极约束。
意义：
增加构件的刚度、使构件受力均衡； 要求制造精度高，加工误差大可能会将虚约束变成 实际约束。
注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的 ! 虚约束的作用： ①改善构件的受力情况，如多个行星轮。 ②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。 ③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。
第三章
平面机构结构分析
上节课重点内容回顾
机械：是机器和机构的总称
机器：根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，可用 来变换或传递能量、物料和信息。包含另一个或多个机构。 机器的特征：
1. 人为装配组合而成的实物体； 2. 各实物体之间具有确定的相对运动； 3. 能完成有用的机械功或转化机械能。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
运动副元素——两构件上直接接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)。
运动副元素不外乎
为点、线、面。
自由度——构件所具有的独立运动个数 。
空间构件：——6个
移动：X、Y、Z；转动：X、Y、Z
平面构件：——3个
在XOY平面，移动X、Y；转动Z
=0
2 3
1
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
3 2
1
4
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F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
B
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－ 1 = 1
3. 虚约束
是重复约束或对机构运动不起限制作用的约束， 又叫消极约束。
意义：
增加构件的刚度、使构件受力均衡； 要求制造精度高，加工误差大可能会将虚约束变成 实际约束。
第3章-机构的结构理论
F fi 5 4 1
Sarrus机构
A、B、C三个转动副轴线平行， D、E、F三个转动副的轴线也平行。 A、B、C三个转动副产生：R1 1,PR 2 （“ ”RA轴线的平面，记为P1） 同理： D、E、F产生： R2 1,PR 2 （“ ”RD轴线的平面,记为P2） 因为 P1、P2不共面，所以：总P=3
第二节 机构的自由度
关于平面机构的自由度分析在《机械原理》课程中已介绍过，
这里重点讨论空间机构的自由度计算问题。
2.1 空间闭链机构的自由度计算
设空间闭链机构中含 n 个活动构件，p1 个Ⅰ类副，p2个Ⅱ类副， p5 个Ⅴ类副，则机构自由度应表示为：
F 6n-(5p1+4p2 +3p3 +2p4 +1p5 )
i=1
② 由纯移动副组成的平面机构，公共约束数m=4，
由纯移动副组成的空间机构，公共约束数m=3。
如：楔形面机构
m 4, 2
3
F fi -=3-2=1 i =1
空间4P机构
m 3, 3
3
F fi -=4-3=1 i =1
③ 机构中各转动副轴线相交于一点，则各构件均失去3个移 动自由度，m=3 。
总R=2。
F fi 6 5 1
以上是单环路闭链机构，下面再看多环路闭链机构。 例1：构件1、2、3、4、1及运动副A、B、C、D、G构成环路1；构件1、4、 5、6、1及运动副G、D、E、F构成环路2。 环路1：R=3(显然的)，球副C看成空间3个转动副轴线汇交于一点，其中有一 个转动副与D或G轴线平行，则派生2个移动自由度PR=2 （位于“”D轴的平 面内），再将球副C中的第二个转动副设置成与球销副B平行，则又会派生1个 移动自由度PR=1，且与前面的2个移动自由度不共面。所以环路1中总的1=6。 环路2：是一个平面四杆运动链，所以R=1， PR=2，总的2=3。
Sarrus机构
A、B、C三个转动副轴线平行， D、E、F三个转动副的轴线也平行。 A、B、C三个转动副产生：R1 1,PR 2 （“ ”RA轴线的平面，记为P1） 同理： D、E、F产生： R2 1,PR 2 （“ ”RD轴线的平面,记为P2） 因为 P1、P2不共面，所以：总P=3
第二节 机构的自由度
关于平面机构的自由度分析在《机械原理》课程中已介绍过，
这里重点讨论空间机构的自由度计算问题。
2.1 空间闭链机构的自由度计算
设空间闭链机构中含 n 个活动构件，p1 个Ⅰ类副，p2个Ⅱ类副， p5 个Ⅴ类副，则机构自由度应表示为：
F 6n-(5p1+4p2 +3p3 +2p4 +1p5 )
i=1
② 由纯移动副组成的平面机构，公共约束数m=4，
由纯移动副组成的空间机构，公共约束数m=3。
如：楔形面机构
m 4, 2
3
F fi -=3-2=1 i =1
空间4P机构
m 3, 3
3
F fi -=4-3=1 i =1
③ 机构中各转动副轴线相交于一点，则各构件均失去3个移 动自由度，m=3 。
总R=2。
F fi 6 5 1
以上是单环路闭链机构，下面再看多环路闭链机构。 例1：构件1、2、3、4、1及运动副A、B、C、D、G构成环路1；构件1、4、 5、6、1及运动副G、D、E、F构成环路2。 环路1：R=3(显然的)，球副C看成空间3个转动副轴线汇交于一点，其中有一 个转动副与D或G轴线平行，则派生2个移动自由度PR=2 （位于“”D轴的平 面内），再将球副C中的第二个转动副设置成与球销副B平行，则又会派生1个 移动自由度PR=1，且与前面的2个移动自由度不共面。所以环路1中总的1=6。 环路2：是一个平面四杆运动链，所以R=1， PR=2，总的2=3。
机械原理 第3章 平面机构高副低代ppt课件
F = 3×1 - 精2选×课件2 = -1
2
§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 高副接触的低副代换图例
虚线部分为瞬时替代机构
精选课件
3
图示机构中，构件1，2构成高副。
O1O2 = R1+ R2
故可作图 b 的等效替代
o1
1 O1
o2
C 2
O2
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。
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264平面机构的高副低代26平面机构的组成原理和结构分析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
§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
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 :
精选课件
n
o1R1
o2
R2
n
1
2
A （图 a ）
B
o1 o21 2ຫໍສະໝຸດ A （图 b ）B
4
举例
O1
C 2
1
B A
O2
2
O1 C
1 O2
精选课件
5
§2-6 平面机构的组成原理和结构分析
例题：机构的结构分析（高副低代）
精选课件
6
§2-6 平面机构的组成原理和结构分析
精选课件
7
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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
第三章 工商行政管理的组织体系 《工商行政管理学》PPT课件
(1)干部廉洁制度的内容。 (2)强化廉政建设的方法与措施。
在方法上抓两头:一头抓领导,一头抓基层。 在措施上抓干部的思想政治教育,抓廉洁制度建设,抓廉政工作
的组织和领导,建立和完善监督机制,强化内外管理
3.5 工商行政管理机关公务员的考选与任用
第3章 工商行政管理的组织体系
3.5.1 公务员的特征与条件 1)公务员的特征 根据公务员法的规定,公务员是指依法履行公职、纳入国家行政编制、 由国家财政负担工资福利的工作人员。从这个定义可以看出,我国公务 员有以下三个特征:
(1)代表国家行使职能。 (2)行使国家行政权力。 (3)执行经济监督的行政职能。 (4)它具有法人资格,是民事活动的主体之一。
3.4 工商行政管理队伍建设
第3章 工商行政管理的组织体系
3.4.1 工商行政管理干部队伍的构成 工商行政管理干部是对从事工商行政管理活动的国家工作人员的总
称。他们属于国家公务员的范畴。 工商行政管理干部按其在工商行政管理工作中的作用,可分为:领导
➢ 在一般管理与行政执法关系上,二者应有明确的职能划分。
3.2 工商行政管理体制
第3章 工商行政管理的组织体系
3.2.2 对现行工商行政管理体制改革的基本要求 (2)按照培育发展社会主义统一大市场的要求,按照以市场监督管理为中 心,以建立和维护经济秩序为目标的要求,来调整工商行政管理自身的组 织机构体系。
活动进行宏观指导,以保证国家所赋予的管理任务的实现。
第二层次是中间协调层,即各省、自治区、直辖市的工商行政管理局。它承上启下,独立开
展工商行政管理工作。
第三层次是监督执行层,即县(市)、市辖区工商行政管理局。它们是工商行政管理部门的基
层机关,具体负责工商行政管理工作的监督执行。
在方法上抓两头:一头抓领导,一头抓基层。 在措施上抓干部的思想政治教育,抓廉洁制度建设,抓廉政工作
的组织和领导,建立和完善监督机制,强化内外管理
3.5 工商行政管理机关公务员的考选与任用
第3章 工商行政管理的组织体系
3.5.1 公务员的特征与条件 1)公务员的特征 根据公务员法的规定,公务员是指依法履行公职、纳入国家行政编制、 由国家财政负担工资福利的工作人员。从这个定义可以看出,我国公务 员有以下三个特征:
(1)代表国家行使职能。 (2)行使国家行政权力。 (3)执行经济监督的行政职能。 (4)它具有法人资格,是民事活动的主体之一。
3.4 工商行政管理队伍建设
第3章 工商行政管理的组织体系
3.4.1 工商行政管理干部队伍的构成 工商行政管理干部是对从事工商行政管理活动的国家工作人员的总
称。他们属于国家公务员的范畴。 工商行政管理干部按其在工商行政管理工作中的作用,可分为:领导
➢ 在一般管理与行政执法关系上,二者应有明确的职能划分。
3.2 工商行政管理体制
第3章 工商行政管理的组织体系
3.2.2 对现行工商行政管理体制改革的基本要求 (2)按照培育发展社会主义统一大市场的要求,按照以市场监督管理为中 心,以建立和维护经济秩序为目标的要求,来调整工商行政管理自身的组 织机构体系。
活动进行宏观指导,以保证国家所赋予的管理任务的实现。
第二层次是中间协调层,即各省、自治区、直辖市的工商行政管理局。它承上启下,独立开
展工商行政管理工作。
第三层次是监督执行层,即县(市)、市辖区工商行政管理局。它们是工商行政管理部门的基
层机关,具体负责工商行政管理工作的监督执行。
高职汽车构造课件第3章发动机之曲柄连杆机构
活塞裙部的变形
防止活塞的变形的结构措施
（1） 活塞纵断面制成上小下大的截锥形。 （2） 活塞横断面制成椭圆形，长轴垂直于销座孔轴线方向，即侧压力方向。 （3） 裙部开绝热—膨胀槽（“T”形或形槽），其中横槽叫绝槽，竖槽叫膨胀槽。
（1）
（2）
（3）
偏置销座
1. 定义：活塞销座朝向承受作功侧压力的一面（图示左侧）偏移1mm～ 2mm。 2. 作用：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声。 3. 原理：因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气 体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。而活塞在越过上止 点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是 平移），完成换向。可见偏置销座使活塞换向分成了两步，第一步是在 气体压力较小时进行，且裙部弹性好，有缓冲作用；第二步虽气体压力 大，但它是个渐变过程。为此，两步过渡使换向冲击力大为减弱。
• （3）气环的断面形状
图 气环的断面形状 a)矩形环；b)锥形环；c)内切口扭曲环；d)外切口扭曲环；e)梯形环；f)桶形环
• 矩形活塞环的泵油作用及危害
• 原因：（1）存在侧隙和背隙； （2） 环运动时在环槽中 靠上靠下。 现象：当活塞带着环下行（进气 行程）时，环靠在环槽的上方， 环从缸壁上刮下的润滑油充入环 槽下方；当活塞又带着环上行（ 压缩行程）时，环又靠在环槽的 下方，同时将油挤压到环槽上， 如此反复，就将润滑油泵到活塞 顶。 • 危害：（1）增加了润滑油的消 耗； （2） 火花塞沾油不跳火； （3） 燃烧室积炭增多，燃 烧性能变坏； （4） 环槽内形成积炭，挤 压活塞环而失去密封性； （5） 加剧了气缸的磨损。
•
3.气缸垫 1）作用： 保证气缸体与气缸盖间的密封，防 止漏水、漏气。 2） 构造 （1） 金属—石棉垫：（见a、b） 外包铜皮和钢片，且在缸口、水孔 、油道口周围卷边加强，内填石棉 （常掺入铜屑或钢丝，以坚强导热 ）。 （2） 金属骨架—石棉垫：以编织 的钢丝网（图c）或有孔钢板（图 e）为骨架，外覆石棉，只在缸口 、水孔、油道口处用金属片包边。 （3） 纯金属垫：（见图e）由单 层或多层金属片（铜、铝或低碳钢 ）制成，用于某些强化发动机。 3） 安装注意： 金属皮的金属—石棉垫，缸口金属 卷边一面应朝向易修整接触面或硬 平面。因卷边一面会对与其接触的 平面造成压痕变形。
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35
对称结构产生虚约束
2021/3/3
动画
36
机构的并列部分产生虚约束 (做此题)
F＝3×5－2×7－0＝1
2021/3/3
37
轨迹重合产生虚约束
2021/3/3
F＝3×4－2×6－0＝0 × F＝3×3－2×4－0＝1 讲：对边不相等，则成真约束，F＝0 38
轨迹重合产生虚约束（不可去掉原动件和执行构件）
齿轮齿条机构
2021/3/3
11
构件表示方法
2021/3/3
12
构件和机架的表示方法
2021/3/3
13
移动副表示方法
2021/3/3
14
转动副表示方法
2021/3/3
15
球面副表示方法
2021/3/3
16
2021/3/3
17
螺旋副表示方法
2021/3/3
18
机构运动简图的画法
1. 确定构件的作用和类型 ； 2. 沿运动和动力传递的路线逐一分 析 相邻两
22
3.3 机构的数字存储
3.3.1机构与机构的拓扑图 (p37)
通常采用将构件表示为顶点、运动副表示为边
的方法。这样的拓扑图就能够保证顶点与构件、边
与运动副以及图中的回路与运动链中的回路之间的
2021一/3/3一对应关系。
23
3.3.2 拓扑图的关联矩阵和邻接矩阵
关联矩阵刻画了拓扑图中边与顶点之间的关联 关系。矩阵中每一行代表一个顶点，每一列代表一条 边。矩阵中的每一个元素的取值规则是：当边与顶点 互相关联时取1，否则取0。若图中共有个顶点、条边， 按照此规则，可以得到一个的关联矩阵。 (P37、38例 题)
❖
构件
v1 v2 v3 v4 v5 v6
构件 v1 0 1 0 1 0 1 v2 1 0 0 0 1 0
Am v3 0 0 0 1 0 1
v4 1 0 1 0 0 0
v5 0 1 0 0 0 1
2021/3/3
v6 1 0 1 0 1 0
26
3.4 机构的自由度
3.4.1机构自由度的概念
(p39)
(P39)
3.4.3 机构自由度计算公式
3.4.3.1 平面机构自由度计算公式
（回顾：转动副、移动副和高副引进约束数目，保留自由度数目。 强调相对运动）
2021/3/3
28
（先直接判断再用公式算F，又演示）
F＝3×4－2×5－0＝2
2021/3/3
29
直观判断不能动的结构 F＝3×2－2×3－0＝0 F＝3×1－2×2－0＝－1
第3章 机构结构的分析和设计
3.1 运动链、机构
运动链是指构件通过运动副联接而成的装配体。如果运动链中的每一个
构件都与两个或两个以上构件相连接，这样的运动链闭链；如果运动链中 至少有一个构件上只有一个运动副，这样的运动链为开链。 （定义P33）
2
3 10
2
3 10
24
1
3
24
1
3
开链机构
闭链机构
机构新的定义:将运动链中的一个构件或运动副与机架固接连接在一起。
副
e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7
v1 1 0 0 0 0 1 1
v2 1 1 0 0 0 0 0
LM v3 0 0 0 1 1 0 0
v4 0 0 0 0 1 1 0
❖ 构件 v5 0 1 1 0 0 0 0
v6 0 0 1 1 0 0 1
2021/3/3
25
邻接矩阵每个元素mij的取值规则：当顶点(构 件)vi与顶点(构件)vj互相邻接时取1，否则取0。共有p 个顶点(构件) ，可以得到一个p×p的邻接矩阵Am:
32
3. 虚约束：先去掉虚约束，再计算机 构自由度。
移动副和转动副出现虚约束
2021/3/3
33
距离不变产生虚约束
F＝3×4－2×6－0＝0 ×
F＝3×3－2×4－0＝1
2021/3/3 讲：对边不相等，则成真约束，F＝0
34
高副出现虚约束
2021/3/3
F＝3×2－2×3－2＝－2 × F＝3×2－2×2－1＝1
2021/3/3
F=3×2－2×2－1=1 视频
30
例
F =1 F =1 2021/3/3 =3×2－2×2－1
＝3×4－2×4－3
31
须注意情况： 1.平面复合铰链
2. 局部自由度
去掉局部自由度，再 计算机构的自由度。 例：
F＝3×3－2×3－1＝2 × F＝3×2－2×2－1＝1
2021/3/3
邻接矩阵中每一行代表一个节点，每一列代表 一个顶点，矩阵中的每一个元素的取值规则是：当顶 点与顶点互相邻接时取1，否则取0。若图中共有个节 点，按照此规则，可以得到一个的邻接矩阵。
2021/3/3
24
关联矩阵每个元素mij取值规则：当边(副)ej与顶
点条边(构，件可)v得i关到联一时个取p1， q否的则关取联0。矩若阵共：有p个顶点、q
——确定机构相对机架位置的独立广义坐标数
3.4.2机构的自由度与原动件数
结构的自由度小于或等于零，而机构的自由度必须大于零。
（先直接判断F=1又演示 ） F＝3×3－2×4－0＝1
2021/3/3
27
若要使机构中各个构件能够实现预定的运动， 输入机构中的独立运动的数目应当与机构的自由 度相等。
当每一个原动件都只输入一个独立运动的时候， 若要机构的各个构件都有确定的运动，则机构中 原动件的数目必须与机构的自由度相等。
AB=CB=BD
滑块原动，转杆AB是虚约束
用英文字母编号。反映 出机构的运动特性。
2021/3/3
3
表3---1 构件及其以运动副相连接的表示方法
2021/3/3
4
2021/3/3
5
2021/3/3
6
2021/3/3
7
2021/3/3
8
表3-2 常用机构运动简图符号
高副表示方法
2021/3/3
9
蜗杆蜗轮传动
2021/3/3
10
构件间的相对运动关系，确定 各运动副类型 及各构件的运动尺寸； 3. 选择恰当的视图 ； 4. 选择合适的比例尺，用规定的符号绘图
2021/3/3
19
液压泵机构的机构运动简图
2021/3/3
20
简易冲床的机构运动简图
2021/3/3
21
例题：鹗式破碎机
（OA处：图中偏心轮 录像中短曲柄）
2021/3/3
2021/3/3
1
2021/3/3
(回顾P7)
2
3.2 机构运动简图
机构运动简图和机构示意图
17世纪俄国工程师画的机构图
机构运动简图是按
照国家标准中规定的符号 和线条、并按一定比例绘 制的机构图。若不按比例 绘制的机构简图，被称为
机构示意图。为了使机
构运动简图的表达更加清 楚，一般还应将各个构件 用数字编号，各个运动副
对称结构产生虚约束
2021/3/3
动画
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机构的并列部分产生虚约束 (做此题)
F＝3×5－2×7－0＝1
2021/3/3
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轨迹重合产生虚约束
2021/3/3
F＝3×4－2×6－0＝0 × F＝3×3－2×4－0＝1 讲：对边不相等，则成真约束，F＝0 38
轨迹重合产生虚约束（不可去掉原动件和执行构件）
齿轮齿条机构
2021/3/3
11
构件表示方法
2021/3/3
12
构件和机架的表示方法
2021/3/3
13
移动副表示方法
2021/3/3
14
转动副表示方法
2021/3/3
15
球面副表示方法
2021/3/3
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2021/3/3
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螺旋副表示方法
2021/3/3
18
机构运动简图的画法
1. 确定构件的作用和类型 ； 2. 沿运动和动力传递的路线逐一分 析 相邻两
22
3.3 机构的数字存储
3.3.1机构与机构的拓扑图 (p37)
通常采用将构件表示为顶点、运动副表示为边
的方法。这样的拓扑图就能够保证顶点与构件、边
与运动副以及图中的回路与运动链中的回路之间的
2021一/3/3一对应关系。
23
3.3.2 拓扑图的关联矩阵和邻接矩阵
关联矩阵刻画了拓扑图中边与顶点之间的关联 关系。矩阵中每一行代表一个顶点，每一列代表一条 边。矩阵中的每一个元素的取值规则是：当边与顶点 互相关联时取1，否则取0。若图中共有个顶点、条边， 按照此规则，可以得到一个的关联矩阵。 (P37、38例 题)
❖
构件
v1 v2 v3 v4 v5 v6
构件 v1 0 1 0 1 0 1 v2 1 0 0 0 1 0
Am v3 0 0 0 1 0 1
v4 1 0 1 0 0 0
v5 0 1 0 0 0 1
2021/3/3
v6 1 0 1 0 1 0
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3.4 机构的自由度
3.4.1机构自由度的概念
(p39)
(P39)
3.4.3 机构自由度计算公式
3.4.3.1 平面机构自由度计算公式
（回顾：转动副、移动副和高副引进约束数目，保留自由度数目。 强调相对运动）
2021/3/3
28
（先直接判断再用公式算F，又演示）
F＝3×4－2×5－0＝2
2021/3/3
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直观判断不能动的结构 F＝3×2－2×3－0＝0 F＝3×1－2×2－0＝－1
第3章 机构结构的分析和设计
3.1 运动链、机构
运动链是指构件通过运动副联接而成的装配体。如果运动链中的每一个
构件都与两个或两个以上构件相连接，这样的运动链闭链；如果运动链中 至少有一个构件上只有一个运动副，这样的运动链为开链。 （定义P33）
2
3 10
2
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开链机构
闭链机构
机构新的定义:将运动链中的一个构件或运动副与机架固接连接在一起。
副
e1 e2 e3 e4 e5 e6 e7
v1 1 0 0 0 0 1 1
v2 1 1 0 0 0 0 0
LM v3 0 0 0 1 1 0 0
v4 0 0 0 0 1 1 0
❖ 构件 v5 0 1 1 0 0 0 0
v6 0 0 1 1 0 0 1
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邻接矩阵每个元素mij的取值规则：当顶点(构 件)vi与顶点(构件)vj互相邻接时取1，否则取0。共有p 个顶点(构件) ，可以得到一个p×p的邻接矩阵Am:
32
3. 虚约束：先去掉虚约束，再计算机 构自由度。
移动副和转动副出现虚约束
2021/3/3
33
距离不变产生虚约束
F＝3×4－2×6－0＝0 ×
F＝3×3－2×4－0＝1
2021/3/3 讲：对边不相等，则成真约束，F＝0
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高副出现虚约束
2021/3/3
F＝3×2－2×3－2＝－2 × F＝3×2－2×2－1＝1
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F=3×2－2×2－1=1 视频
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例
F =1 F =1 2021/3/3 =3×2－2×2－1
＝3×4－2×4－3
31
须注意情况： 1.平面复合铰链
2. 局部自由度
去掉局部自由度，再 计算机构的自由度。 例：
F＝3×3－2×3－1＝2 × F＝3×2－2×2－1＝1
2021/3/3
邻接矩阵中每一行代表一个节点，每一列代表 一个顶点，矩阵中的每一个元素的取值规则是：当顶 点与顶点互相邻接时取1，否则取0。若图中共有个节 点，按照此规则，可以得到一个的邻接矩阵。
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关联矩阵每个元素mij取值规则：当边(副)ej与顶
点条边(构，件可)v得i关到联一时个取p1， q否的则关取联0。矩若阵共：有p个顶点、q
——确定机构相对机架位置的独立广义坐标数
3.4.2机构的自由度与原动件数
结构的自由度小于或等于零，而机构的自由度必须大于零。
（先直接判断F=1又演示 ） F＝3×3－2×4－0＝1
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若要使机构中各个构件能够实现预定的运动， 输入机构中的独立运动的数目应当与机构的自由 度相等。
当每一个原动件都只输入一个独立运动的时候， 若要机构的各个构件都有确定的运动，则机构中 原动件的数目必须与机构的自由度相等。
AB=CB=BD
滑块原动，转杆AB是虚约束
用英文字母编号。反映 出机构的运动特性。
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表3---1 构件及其以运动副相连接的表示方法
2021/3/3
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2021/3/3
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6
2021/3/3
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表3-2 常用机构运动简图符号
高副表示方法
2021/3/3
9
蜗杆蜗轮传动
2021/3/3
10
构件间的相对运动关系，确定 各运动副类型 及各构件的运动尺寸； 3. 选择恰当的视图 ； 4. 选择合适的比例尺，用规定的符号绘图
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液压泵机构的机构运动简图
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简易冲床的机构运动简图
2021/3/3
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例题：鹗式破碎机
（OA处：图中偏心轮 录像中短曲柄）
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(回顾P7)
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3.2 机构运动简图
机构运动简图和机构示意图
17世纪俄国工程师画的机构图
机构运动简图是按
照国家标准中规定的符号 和线条、并按一定比例绘 制的机构图。若不按比例 绘制的机构简图，被称为
机构示意图。为了使机
构运动简图的表达更加清 楚，一般还应将各个构件 用数字编号，各个运动副