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第一章平面机构的结构分析

一.基本概念

1.机械:机器与机构的总称。

机器:具有三个共性。

机构:只具有机器的前两个共性。

2.构件与零件

零件——制造单元

构件——运动单元

构件可以由一个零件或多个零件刚接而成

3.运动副:两构件通过表面直接接触而形成的可动联接。

运动副元素:两构件表面直接接触的点、线、面。

4.运动副的分类：

平面运动副：两构件在同一平面内作相对运动

平面低副—两构件以面接触构成的可动联接

平面高副—两构件以点或线接触构成的可动联接

平面低副：转动副—联接的两构件只能作相对转动

移动副—联接的两构件只能作相对移动

空间运动副：两构件在不同平面内作相对运动

5.运动链:多个构件以运动副联接而成的系统

分类：空间运动链、平面运动链

闭式运动链、开式运动链

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6.机构：有机架并有确定运动的运动链

分类：平面机构、空间机构

二.基本知识和技能

1.机构运动简图的绘制与识别图

在机构运动简图中：

运动副—按国家标准所规定的代表符号画出

构件—用线段、小方块等简单图形画出

尺寸—按选定的比例画出

2.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别

F=3n-2PL-PH

n—活动构件数

PL—低副数

PH—高副数

自由度计算时须注意:

(1)K个构件在同一处构成的复合铰链中有

(K-1)个转动副

(2)局部自由度应去除（通常每个滚子有一局部自由度）

(3)虚约束应去除。（注意虚约束出现的场合）

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机构具有确定运动的条件

F>0能动

原动件数<F机构运动不确定

原动件数=F机构运动确定

原动件数>F机构运动相互干涉

F≤0不能动，为刚性构架

3.机构的结构分析

（1）高副低代：

用一个构件，两个低副代替一个高副

须满足：代替前后机构的自由度不变

代替前后机构的瞬时运动不变

高副低代必须遵循一定的方法：

曲线对曲线的高副低代

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点对曲线的高副低代

曲线对直线的高副低代

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点对直线的高副低代

2.机构的结构分析

（1）基本杆组及杆组的级别

自由度为零的，不能再拆分的构件组

Ⅱ级杆组：二杆三低副组

Ⅲ级杆组：四杆六低副组

含有一个带三低副的中心构件

（2）机构的拆组及机构的级别

从远离原动件的构件开始拆分杆组

机构的级别由机构中杆组的最高级别所决定

（3）机构的组成原理

把杆组依次与机架和原动件相联得到机构

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第二章平面机构的运动分析

一.基本概念:

（一）瞬心

1.瞬心的定义

瞬心是两构件的瞬时等速重合点

2.机构中的瞬心数目

机构中，每两个构件有一个瞬心。

机构中的瞬心数N=k（k-1）/2
3.机构中各瞬心的位置

（1）以运动副直接相联的两构件的瞬心位置

以转动副相联：瞬心在转动中心

以移动副相联：瞬心在垂直于导路的无穷远处

以纯滚动的高副相联：瞬心在高副接触点处

以一般高副相联：瞬心在高副接触点的公法线

(2)不以运动副直接相联的两构件的瞬心位置

用三心定理（证明）确定——常需借助於瞬心多边形。

在瞬心多边形中：

每一个点代表一个构件；

每两点间的连线代表该两构件的瞬心；

每个三角形的三条边所代表的三个瞬心在一直线上；

每两个三角形的公共边所代表的瞬心为两三角形中另两个瞬心连线

的交点

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二.基本知识和基本技能

（一）用瞬心法作机构的速度分析(不能作加速度分析)

（二）用矢量方程图解法作机构的运动分析

1.运动学原理

（1）同一构件上两点间的速度和加速度的关系

用刚体平面运动原理求解

（2）两构件的重合点间速度和加速度的关系

用点的复合运动原理求解

2.矢量加法的图解法则

从原动件开始，按运动传递的路线，根据运动学原理写出规范的矢量

方程，按方程图解。

(三)用解析法作机构的运动分析

1.建立坐标系。

2.画出杆矢量。

3.列出矢量方程。

4.写出位置方程

由矢量方程投影而得；由复数矢量方程分别取实部、虚部相等而得。

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5.解出各构件的位置关系。

6.对位置方程求导数并解出速度关系。

7.对速度方程求导数并解出加速度关系。

第三章平面连杆机构

一.基本概念

（一）平面四杆机构类型与演化

1.类型

（1）铰链四杆机构基本类型

曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。

（2）含一个移动副的四杆机构

曲柄滑快机构，转动导杆机构，摆动导杆机构，移动导杆机构，摇块

机构。

（3）含两个移动副的四杆机构

正弦机构，正切机构，双转块机构，双滑快机构等

（4）偏心轮机