机构的组成与结构

小型压力机
原动件 偏心轮1
齿轮1`
编号原杆则件：2注意区分位齿置轮重叠6`的不
同构件和杆同件轴3刚性联接槽的凸多个轮零6 件。
前者分别编号，后者采用一个编号，
加`以示区别。 杆件4
滑块7
执行构件
压头8
2. 沿着传动路线，分析相 邻构件之间的相对运动关系， 确定运动副的类型和数目。
转动副
移动副
平面高副
闭式运动链（闭链）
运动链的各构件构成首末封闭的系统
开式运动链（开链）
运动链的各构件未构成首末封闭系统
1.1.4 机构
机 构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一 个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链 中其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。
机构是具有确定运动的运动链。
接触形式：点、线、面
运动副元素： 两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面）
自由度：
构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所需的独立变量的数目
自由构件(空间)：F = 6 自由构件(平面)：F = 3
约束：运动副对构件独立运动所加的限制。 运动副每引入一个约束，构件就失去一个自由度。 一个运动副引入多少约束？取决于运动副类型。
标注原动件运动方向
思考题：
1. 机构运动简图有什么用途？它着重表达机构的哪些百度文库征？ 2. 绘制机构运动简图的步骤是什么？应注意哪些事项?
1.3 运动链成为机构的条件
1.3.1 运动链的自由度计算 运动链的自由度：确定运动链中各构件相对于其中某一构件的位置所需 要的独立参变量的数目。
机架1和活塞2：圆柱副（4级副） 活塞2和连杆3：转动副（5级副） 连杆3和摇杆4：球面副（3级副） 摇杆4和机架1：转动副（5级副）
n个活动构件，在无约束的空间有6n个自由度
Pk 个 k （K=1,2,3,4,5）级副，共引入5P5 ＋ 4P4＋ 3P3 ＋2P2 ＋ P1约束
运动链自由度计算的一般公式： F = 6n - 5P5 - 4P4 - 3P3 - 2P2 – P1
1.3.1 运动链的自由度计算
构件数目：N = 4 活动构件数目：n = 3 运动副：
原动件
从动件
机架 低副机构
高副机构
❖ 开式链机构
❖ 闭式链机构
思考题：
① 何谓“零件”和“构件”?试举例说明其区别。
② “构件是由多个零件组成的”，“一个零件不能成为 构件”的说法是否正确? 构件和零件的本质区别是什么 ?
③ 何谓“运动副”? 满足什么条件两个构件间才能构成运 动副?
④ 何谓“运动链”? 具备什么条件，运动链才具有运动的 可能性? 具备什么条件后才具有运动的确定性? 具备什 么条件，运动链才能成为机构?
3. 选择适当的视图平面
选择原则
1 清楚表达机构的主体部分； 2 尽可能反映机构的全面运动； 3 可以选择其他视图平面作为补充。
4. 绘图
选择机架
提取构件的运动尺寸 确定比例尺 选择机构运动中的一个状态
确定各运动副位置，绘图
编号：A、B、C …表示运动副
1、2、3 …表示构件 O1、O2…表示固定转轴
K－运动副的级别
公共约束作用下的运动链自由度
1.3.1 运动链的自由度计算 例：平面运动链
2 1
3 4
5
n=4 P4 = 1 P5 = 5 F = 3n - 2P5 – P4 = 3×4 – 2×5 – 1 = 1
运动副的分类方法：
1 按照运动副的相对运动形式分类 平面运动副、空间运动副
2 按照运动副的接触形式分类 低副（面面）、高副（点线）
3 按照运动副引入的约束数目分类 n 级副 n = 1, 2 … 5
4 按照运动副接触部分的几何形状分类 圆柱副、平面与平面副、球面副、螺旋副、球面与平面副等
R
按接触部分的几何形状分类：转动副 按接触形式分类： 低副 按引入的约束数目分类：五级副 按相对运动形式分类：平面运动副
如何简要的表达设计思想和运动特性？
——绘制机构运动简图
1.2 机构运动简图
用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定比例 尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。机构运动简图 与原机械具有完全相同运动特性。
功用： 用于现有机械的分析 用于新机械原理方案的设计 机构示意图:不严格按比例绘制的机构简图
扩大运动副尺寸
偏心轮机构
1.2.2 运动简图的绘制
1. 分析整个机构的工作原理－构件 2. 沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动
关系，确定运动副的类型和数目－运动副 3. 选择适当的视图平面
4. 选择比例尺，采用标准的 符号和线条绘图
1.2.2 运动简图的绘制 1. 分析整个机构的工作原理
机构组成 动作原理和运动情况
自动驾驶仪操作装置
1 4
P3 = 1 P4 = 1 P5 = 2
F = 6n - 5P5 - 4P4 - 3P3 - 2P2 – P1 = 6×3－5×2－4×1－3×1
=1
3
2
1.3.1 运动链的自由度计算 平面运动链的公共约束q=3，则其自由度： F = 3n - 2P5 - P4
具有公共约束数为q运动链的自由度：
1.2.1 构件与运动副的表达方法 机架
机架和活动构件通过转动副联接 (内副)
机架和活动构件通过移动副联接
两个活动构件联接
双副构件 (一个构件和两个外副)
注：点划线表示与其联接的其他构件
三副构件 (一个构件和三个外副)
原动机
偏心轮
2
A B
1
2 A1
B
构件1与机架：转动副A 构件1与构件2：转动副B
P
按接触部分的几何形状分类：移动副
按接触形式分类： 低副
?
按引入的约束数目分类：五级副
按相对运动形式分类：平面运动副
按接触形式分类： 高副 按引入的约束数目分类： 四级副 按相对运动形式分类： 平面运动副 按接触部分的几何形状分类： 平面高副
1.1.3 运动链
运动链：两个或两个以上的构件通过运动副联接而构成的系统
1.1 机构的组成
机构：具有确定运动的实物组合体 1.1.1 构件
构件：独立影响机构功能，且能独 立运动的单元体
零件：单独加工的制造单元体
一个构件:1)一个零件 2)多个零件
1.1.2 运动副 运动副：两个构件之间直接接触所形成的可动联接
两个相邻构件直接接触 两者之间允许一定的相对运动 机构中每个构件至少与另外一个构件通过运动副联接