机构的结构设计申永胜

第一章 机构的结构设计 在绪论一章中已经讲过，本课程研究的对象主要是各 种机构，研究的主要内容是各种机构的分析和综合问题。 为了对机构进行研究，需要弄清楚以下问题： 1. 构件间可动联接的型式及其运动、传力特征 2. 在什么条件下机构才能具有确定的运动 ? 3. 如何用简单的图形把机构表示出来 ? 4. 机构的结构分析与分类 第一节 机构的基本结构及简图 一、构件与自由度 1.构件 构件是机构的最基本单元，用来传递运动和力。 凡是能传递运动和力，并且在运动时可视为一个整体的物理介 质都可以称为构件。构件可以是刚体，也可以是挠性体 (如带、 链、绳等 )和流体 (液体、气体 )。 研究机构的组成原理时，一般将构件抽象为刚体。 2. 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。 O x z y sx s z sy y x z 空间运动刚体的自由度 y x z O y z (x , y) x O 平面运动刚体的自由度 sx sy 作空间运动的自由刚体： 具有沿三个坐标轴的移动 (sx， sy， sz)及绕三个坐标轴的转动 (x， y， z)共六个独立运动的 可能，即具有六个自由度 。 平面运动构件： 具有 sx， sy及 z等三个自由度的 运动。 平面运动构件也是组成机构的 基本构件型式。 自由构件 (空间 )： F = 6 自由构件 (平面 )： F = 3 平面运动刚体的标线 平面运动刚体还可以用运动平 面上的一条直线 PM作为“标线” 来代表平面运动刚体，并以“基 点” P的 sx， sy及标线绕 P点转动 的角运动参数 z来描述平面构件 的 3个自由度。 二、运动副与约束 两个构件之间 直接接触 所形成 的 可动联接 ，称为 运动副 。 约束： 运动副对构件间相对运动自由度所施加的限制。 不同的运动副元素，构成了不同的接触形式，提供了不 同的约束和相对运动自由度。 以 f 和 s 分别代表自由度和约束， 则： 1 s 5，且 s + f = 6 实例：两构件组成的圆柱副 保留的相对运动 ： sz和 z， 自由度数 f 2。 约束： sx， sy ， x和 y， 约束数 s 4。 两构件之间可以传递的力 （ 力矩 ） ： Px， Py， Mx， My 两构件之间通过运动副的联接，实现了运动和力的传递， 并具有确定的相对运动自由度。 z x y O z sz 运动副的分类 按运动副引入的约束数分类 I级副 、 II级副 、 III级副 、 IV级副 、 V级副 。 按运动副的接触形式分类 面与面接触的运动副 低副 点 、 线接触的运动副 高副 按两构件相对运动的形式分类 平面运动副 、 空间运动副 按接触部分的几何形状分类 圆柱副 、 球面副 、 螺旋副 、 球面 平面副 、 平面 平面 副 、 球面 圆柱副 、 圆柱 平面副等等 。 球 面 平 面 副 空 间I 级 高 副 圆 柱 平 面 副 空 间II 级 高 副 球 面 副 空 间III 级 低 副 球 销 副 空 间IV 级 低 副 圆柱副 空间 IV 级低副 螺旋副 空间 V 级低副 转动副 平面 V 级低副 轴承 铰链 移动副 平面 V 级低副 点 、 线接触的特点： 1） 具有较多的自由度 ， 易于 构件自动调整 ， 保持静定特 性 。 2） 接触应力大 ， 易变形 、 易 磨损 、 承载能力低 。 3） 制造比较困难 。 适用场合 : 点接触， f5,s 1 线接触 f 4,s 2 结构简单 ， 运动精度要求较高 ， 受力较小 。 面接触特点 ： 1）承载能力较高，应用广泛。 2）运动副的自由度一般较低，其接触状况对尺寸、形状及相对位 置误差十分敏感，实际接触及受力状况难以准确确定，需要较高的 制造精度。 适用场合 : 尽量选择易于精确制造的规则表面，如圆柱面、平面、球面等。 根据机构中各构件的相对运动是否在同一平面或平行平面内， 将机构分为平面机构和空间机构。 空间 RSRC机构 球面 4R机构 空间 RSSP机构 平面机构是应用最广泛的机构 ， 运动副的约束数为 1、 2。 点 、 线接触的平面运动副 平面高副 滚动副 、 凸轮副 、 齿轮副 面接触的平面运动副 平面低副 转动副 、 移动副 平面机构是我们的主要研究对象 。 三 、 运动副的封闭 保持运动副元素之间的接触称为运动副的封闭 。 几何封闭： 依靠形状 、 尺寸相同的几何表面包容实现 。 优点：强制性 、 可靠性 力封闭： 依靠重力 、 弹性力 、 摩擦力 、 惯性力等实现 。 单侧约束 ， 优点：易于装配和快速拆卸 ， 在自调 、 自适应机构 及 “ 仿形 ” 、 “ 随形 ” 系统中广泛采用力封闭运动副 。 弹簧力封闭 重力封闭 几何封闭 四 、 运动链 、 机构 1。 运动链 运动链：两个以上构件用运动副联接的构件系统 。 运动链是机构的一般初始结构 ， 运动链设计只关注构件数和联 接这些构件的运动副的数量和类型 ， 又称为机构的 “ 型数综 合 ” 。 闭式运动链 ， 开式运动链 单封闭回路闭链 p N （ p为运动副数， N为构件数） 多封闭回路运动闭链 k pN 1 (k为回路数 ) 开式运动链： 开链的每两个构件之间都可作独立的相对运 动，其运动范围大，运动形式与运动规律复杂，特别是末端 执行构件，广泛应用于机械手和机器人中。 N p 1 相同构件数的闭链与开链比较，闭链系统显然具有更多的约束， 构件之间的相对运动具有更高的强制性，构件运动范围较小，运 动形式与运动规律比较简单，确定各构件之间的相对位置所需独 立变量数较少，其驱动与控制也比较简单，系统的结构刚度和运 动确定性较高，是应用最广泛的运动链。 其余构件运动 是否确定？ 机构 满足条件 在另一个（或几个） 构件上加上已知运动 2 1 3 4 1 4 3 2 运动链 4 1 3 2 固定一个构件 2. 机构 曲柄滑块机构 摇块机构 导杆机构 4 3 1 C A B 2 1 4 2 3 A B C 1 4 3 2 A B C A B 2 1 3 4 原动件：机构中按给定运动规律运动的构件。 从动件：其余的可动构件。具有预期的运动规律、对外完成 某种工艺动作的从动件也称为输出构件或执行构件。 机架：固定不动的构件。 同一运动链，取不同构件为机架和原动件，不改变各构件的 相对运动规律，可以得到不同运动传递规律和用途的机构。 五 . 机构运动简图 从原理方案设计的角度看 ， 机构能否实现预定的运动和功能 ， 是由原动件的运动规律 、 联接各构件的 运动副类型 与机构的 运动尺 寸 (即各运动副间的相对位置尺寸 )来决定的 ， 而与构件及运动副的 具体 结构 、 断面 尺寸 、 组成构件的 零件数目及固联方式 等无关 。 用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件 ， 并按一定的 比例尺表示机构的运动尺寸 ， 绘制出表示机构的简明图形 。 这种图 形称为 机构运动简图 。 机构运动简图 应满足的 条件： 构件数目与实际机构相同； 运动副的性质 、 数目与实际机构相符； 运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例 。 机构示意图： 不严格按比例绘制的简图 ， 用于表达机械的结构 特征 。 常用运动副的符号 运动副符号 两运动构件构成的运动副 转 动 副 移 动 副 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 1 平 面 运 动 副 两构件之一为固定时的运动副 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 2 2 1 1 2 运动副 名称 平 面 高 副 螺 旋 副 2 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 球 面 副 球 销 副 1 2 1 2 空 间 运 动 副 1 2 2 1 1 2 平 面 运 动 副 2 1 构件的表示方法 杆、轴构件 固定构件 同一构件 三副构件 两副构件 构件的表示方法 画构件时应撇开实际外形，只考虑运动副的性质。 内燃机连杆 常用机构运动简图符号（摘自 GB/T4460-1984） 在 机 架 上 的 电 机 齿 轮 齿 条 传 动 圆 锥 齿 轮 传 动 带 传 动 链 传 动 圆 柱 杆 蜗 轮 传 动 凸 轮 传 动 外啮 合圆 柱齿 轮传 动 常用机构运动简图符号（续） 常用机构运动简图符号（续） 内啮 合圆 柱齿 轮传 动 棘 轮 机 构 第二节 运动链及机构的自由度计算 和机构运动简图的绘制 一、运动链及机构的自由度计算 1。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的独立参 变量的数目称为运动链的自由度。 一个独立的活动构件在 3维空间内由 6个自由度。若以 pi代表 i(i=15)级运动副数，一个 i级副有 i个约束。 若运动链中有 n个可动构件， pi个 i级副的运动链，自由度 F为 平面运动链自由度计算公式为： F = 3n - 2pL - pH F = 6n - ( p1 + 2p2 + 3p3 + 4p4 + 5p5 ) 运动链自由度计算举例 例 1 缝纫机踏板机构 自由度计算 例 2 平面四杆运动链自由度计算 分析 ： n 3， p5 2， p4 1， p3 1 计算： F63(314152) 1 分析 ： n 3， q 3， p5 4 计算： F 3n 2pL pH 3324 1 1 4 3 2 A B C 1 2 4 C 3 A D B 缝纫机脚踏板运动链 运动链自由度计算公式也就是机构自由度计算公式， 适用于所 有运动链和机构的自由度计算，但在应用使需要注意机构 中的一些特殊结构，否则会得出错误结果。 2. 运动链 成为机构的条件 判断所设计的运动链是否能成为机构 ， 是提出新的设计 方案时自行评价方案可行性的关键步骤 。 F3n2pLpH3325 1 运动链约束过多 ， 超静定桁架 。 F3n2pLpH32230 运动链为一刚性桁架 ， 不能成为机构 。 运动链成为机构的首要条件： 运动链自由度必须大于零 。 A B 1 2 C 3 平面三构件运动链 1 2 4 3 A D B C E 平面四构件运动链 在 F0的条件下，进一步判断运 动链是否具有确定的运动。 平面五杆运动链 F3n2pLpH 3425 2 原动件数 F,运动链内部的运动 关系不确定 。 运动链不能成为机构 。 原动件数 F,运动链内部各构 件运动关系确定 。 运动链成为机构 。 平面四杆运动链 F3n2pLpH3324 1 原动件数 F， 运动链内部的 运动关系将发生矛盾 ， 其中 最薄弱的构件将会损坏 。 运动链不能成为机构 。 原动件数 F， 运动链内部各 构件运动运动关系确定 。 运动链成为机构 。 运动链成为机构的条件： 取运动链中一个构件相对固定作 为机架 ， 运动链相对于机架的自由度必须大于零 ， 且原动 件的数目等于运动链的自由度数 。 二 、 平面机构运动简图的绘制 机构运动简图 ， 是设计与分析机构的常用基本图形 ， 必须掌握其绘制 方法 。 绘制运动简图时 ， 主要应注意： 根据机械的功能 ， 仔细观察机构的工作原理 。 首先找到原动件 、 机架和从动件 。 从原动件开始 ， 按照运动的传递过程 ， 分析各构件之间的相对运 动性质 ， 确定活动构件的数目 、 运动副的类型和数目 。 选择与机械多数构件的运动平面平行的平面 ， 作为机构运动简图 的视图平面 。 选择适当的机构运动瞬时位置和比例尺 l(m/mm)， 定出各运动 副之间的相对位置 ， 用规定的符号将各运动副表示出来 ， 用直线和曲线 将同一构件上各运动副元素连接起来 。 从原动件开始 ， 按运动传递顺序标出各构件的编号和运动副代 号 。 在原动件上标出箭头以表示其运动的方向 。 采用解析法进行机构分析和设计时 ， 尺寸比例就不一定严格要求 ， 这 种图形称为机构运动示意图 。 平面机构运动简图绘制举例 偏心泵 1 2 3 4 机构运动简图绘制是一项基本的能力训练，而这种能力的培养， 需要随时随地注意日常生活和生产中所遇到的各种机械，多做绘 制其机构运动简图的练习，才能逐渐熟练和掌握。 计算错误的原因： 三 、 计算机构自由度时应注意的问题 举例 飞机起落架 机构自由度计算 解 n5， pL6， pH0 F3n2pLpH35263 错误的结果 ！ 两个转动副 1。 复合铰链 两个以上的构件在同一处以转动副联接所构成的运动副 。 k个构件组成的复合铰链 ， 有 (k-1)个转动副 。 例 计算图示机构自由度 解： B、 C、 D、 E处为复合铰链 ， 转动副数均为 2。 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C D E F n7， p L10， pH0 F3n2pLpH372101 机构运动演示 注意 ： 识别复合铰链 ， 分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副 1 2 3 1 3 4 2 1 2 3 4 4 1 3 2 两个转动副 两个转动副 两个转动副 两个转动副 1） 机构自由度计算 1 F3n2pLpH332312 未考虑局部自由度计算结果 ， 不正确 。 2。 局部自由度 定义：机构中某些构件所具有的仅与其自身的局部运动有关 的自由度 。 计算时应将局部自由度除去不计 。 2） 机构自由度计算 2 设想将滚子与从动件焊成一体 F322211 考虑局部自由度计算结果 ， 正确 。 或者：计算时减去局部自由度 F332311(局部自由度 )1 局部自由度常发生在 为减小高副磨损而将 滑动摩擦变成滚动摩 擦所增加的滚子处 3.虚约束 虚约束：机构中不起独立限制作用的重复约束 。 计算具有虚约束的机构的自由度时 ， 应先将机构中引入虚约 束的运动副或运动链部分除去 。 虚约束发生的场合 两构件间构成多个运动副 两构件构成多个 导路平行的移动副 两构件构成多个接触 点处法线重合的高副 两构件构成多个 轴线重合的转动副 5 2 1 3 4 E F 5 两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变 未去掉虚约束时 F3n2pLpH34260 3 2 4 1 E F 附加的构件 5和其两端的转动副 E、 F提供的自由度 F3122 1 即引入了一个约束 ， 但这个约束对机构的运动不起实际 约束作用 ， 为虚约束 。 去掉虚约束后 F3n2pLpH33241 ? 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合 一个构件和两个低副提供的自由度： F 3122 1 即引入了一个约束 ， 但这个约束对机构的运动不起实际 约束作用 ， 为虚约束 。 去掉虚约束后 F 3n2pLpH33241 1 2 3 4 A B D F E C 4 3 1 2 5 A B C D 平行四边形机构 椭圆机构 构件 2和 4在 E点轨迹重合 构件 1和 2在 B点轨迹重合 1 B 3 4 2 A 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分 对称布置的两个行星轮 2和 2以及相应的两个转动副 D、 C和 4个平面高副提供的自由度 F322214 2 即引入了两个虚约束 。 未去掉虚约束时 F 3n2pLpH352516 1 行 星 轮 系 去掉虚约束后 F 3n2pLpH3323121 1 2 3 4 A D B C 2 2 行 星 轮 系 虚约束的作用 改善构件的受力情况 ， 分担载荷或 平衡惯性力 。 增加 结构刚度 ， 如轴与轴承 、 机床导轨 。 提高运动可靠性和工作的稳定性 ， 如 机车车轮联动机构 。 注意 ：机构中的虚约束都是在一定的几何条件下出现的 ， 如 果这些几何条件不满足 ， 则虚约束将变成实际有效的约束 ， 从而使机构不能运动 。 B 2 I 9 C 3 A 1 J 6 H 8 7 D E 4 F G 5 例 3 计算包装机送纸机构的自由度 解：首先判断机构中有无 复合铰链 、 局部自由度和 虚约束 复合铰链： 局部自由度： 虚约束： 运动副 D 1处 n6， pL7， pH3 F3n2pLpH 3627131 滚子 3、 8 杆 9和运动副 F、 I引入一 个虚约束 例 计算图示机构的自由度 n = 8， pL = 11， pH = 1 F=3 8-2 11 1=1 小结： 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定 性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。因此机构 自由度计算是本章学习的重点之一。在应用该公式计算机构的 自由度时： 1)正确使用机构自由度计其公式 首先正确判断机构是属于平面机构还是空间机构。平面机 构一般采用公式来计算自由度，而空间机构一般采用公式计算 自由度。 F = 6n - ( p1 + 2p2 + 3p3 + 4p4 + 5p5 ) F 3n2pLpH 2)搞清构件、运动副、约束的概念 3)正确处理机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并作正确处理， 是自由度计算中的难点，是初学者容易出现错误的地方。 第三节 机构的组成原理和结构分析 我们知道机构是由若干构件通过运动副联接而成的，而且为了用 来进行运动的传递及变换，机构需要具有确定的运动。那末当由构件 组成机构时，有什么规则可循呢 ? 这就是机构结构综合与结构分析所要研究的内容。 高副低代 高副低代及其逆过程 低副高代，是机构变异的重要方法之 一，而机构变异是进行创新机构设汁的重要途径，通过它可以构筑 新的机构型式，产生多种设计方案。 另外，将含有高副的平面机构进行低代后，即可将其视为只含 低副的平面机构，就可以根据机构组成原理和结构分析助方法对其 进行结构分类，并运用低副乎面机构的分析方法进行分析和研究。 进行高副低代必须满足的条件是： 1)代替前后机构的自由度完全相同； 2)代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度完全相同。 替代方法 ： 由于一个高副仅引人一个约束，而一个低副却引入两个约束， 故不可能以一个低副末代替一个高副。 过接触点 C作两轮廓曲线的公法 线 KlK2，并在其上定出两廓线在接 触点 C处的曲率中心 O1及 O2，然后 再用一个虚拟的构件分放在点 O1和 点 O2与两构件 1、 2以转动副相联即 可。 般的高副机构，由于曲线各处 曲率中心的位置不同，在不同位置 有不同的瞬时替代机构。 个构件和两个低副也引入一 个约束，从而可保证替代前后机 构自由度保持不变。 用 个虚拟构件和两个低副来 代替一个高副。 K1 K2 O1 O2 组成高副的两个运动副元素的几何形状不问，所选择的虚拟构件的 形状和运动副的类型也有所不同。 O 1 A O 1 C B N 1 O 2 N 2 O 1 A O 1 C B N 1 O 2 N 2 机构结构综合 的 基本杆组法基本思路： 任何机构中都包含原动件 、 机架和从动件系统三个部分 。 由于机构的原动件数等于机构的自由度 ， 因此可以将一定自由 度的机构看成是由自由度等于机构自由度的 驱动杆组 和不可再分的 自由度为零的 基本杆组 所组成 。 机构结构综合 的 基本杆组法的核心就是如何获得各种 F=0的基 本杆组 。 驱动杆组包含原动件和机架 。 因为平面闭链机构的自由度一般不大于 2， 原动件一般都选为 与机架相连的低副构件 。 一 、 基本杆组 基本杆组的构成条件： 1） 必须有和原动件及机架相联接的运动副 ， 这类运动副引 入的约束数应计算在基本杆组中 。 2） 自由度 F=0。 外副 :基本杆组中与原动件和机架相联接的运动副 ， 称为基本 杆组的外接运动副 ， 简称 外副 ； 内副 :联接杆组内构件的运动副 ， 称为基本杆组的内接运动 副 ， 简称 内副 。 设杆组的全部运动副都是低副 ， 则基本杆组的结构公式为 : F=3n-2pL=0 或 n = (2/3)pL n只能取为 2， 4， 6， 等偶数 pL只能取为 3， 6， 9， 等奇数 。 1. 级组 （ n=2， pL=3） 级组是最简单 ， 也是应用最多的基本杆组 ， 根据三个运动副 的不同情况 ， 通常有图示的五种形式 。 分别称为第一类 级组 、 第二类 级组 、 第三类 级组 、 第四 类 级组和第五类 级组 。 内接运动副 外接运动副 R-R-R组 R-R-P组 R-P-R组 P-R-P组 R-P-P组 2. 级组 n=4， pL=6的杆组又分为 级组和 级组 。 最常见的为 级组 ， 其特征是具有一个三副构件 ， 而每个内 副所联接的分支构件是双副构件 。 3. 级组 级组也是 n=4， pL=6的杆组。和 级组比较， 级组的特征 是具有两个三副构件，其四个内副形成四边形。 不同级别的杆组 ， 不仅是构件数和运动副数不同 ， 而且更重要 的是其构形的难度和位置解的数量都很不相同 ， 从而决定了由它们 所构成的机构可能实现的运动规律 ， 以及它们的运动与受力分析的 难易程度都不相同 。 二 、 机构的组成原理 1。 机构的组成原理 把若干自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上 ， 就组成一个 新的机构 ， 其自由度数与原动件数目相等 。 例 5 机构的组成举例 B C 2 D 3 E F 4 5 G I H 6 7 J A 1 8 7 1 2 4 5 6 8 3 G E F J I H A B C D 注意 ：杆组的各外接运动副不能全部联接在同一个构件上 。 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 要求由杆组组成机构 ， 进行创新设计 。 遵循原则：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 、 构件数和运动副数越少越好 。 2.基本杆组间的联接与机构的构成 基本机构：将仅由一个基本杆组所形成的机构 ， 称为基本机构 。 复合机构：把由两个以上的基本杆组构成的机构称为复合机构 。 1） 基本杆组间的联接 串接：只将一个基本杆组的部分外接副联接于前一个基本杆组的 一个构件上 ， 称为串接 。 特征：前一基本杆组构成的基本机构的输出构件 ， 成为后一个基 本组的输入构件 ， 运动和功率的流向是单向的依次传递 。 两个二级杆组串连 二级杆组、三级杆组串连 二级杆组、三级杆组串连组成机构 并联：一个基本杆组所有外接副均联接于前一基本杆组的构件上。 混联：具有串、并联两者的特征。 3.机构的级别 机构中所包含的最高级别的杆组来确定机构的类别，并将该高级 组的级别作为该机构的级别。 应用最广泛的是 级机构，也是本书研究的重点。 三 、 机构的结构分析 机构结构分析：将机构分解为基本杆组和驱动杆组 。 结构分析的过程与由杆组组成机构的过程正好相反 ， 也称为拆 杆组 。 机构结构分析的步骤为： 正确计算机构的自由度 ， 以确定原动件数 、 机架和输出构 件 ， 并将产生虚约束和局部自由度的构件和运动副去掉 。 如果机构中有高副 ， 应将高副用低副替代 。 从远离原动件最远的输出构件开始 ， 依次进行试拆 。 每拆除一个杆组后 ， 机构的剩余部分仍应是一个完整机构 。 试拆时 ， 先按 级组试拆 ， 若无法拆除 ， 再试拆高一级别的 杆组 。 远离原动件 ：指在传动关系和传动路线上远离原动件 ， 不是 空间距离 。 按所有基本杆组中的最高级别杆组确定机构的级别。 注意： 1）首先按二杆组拆下二相邻构件和与之联接的一个内接副和两 个外接副； 2）若该杆组拆出后，余下的部分仍是一个与原自由度相同的机 构，除原动件外未出现不与其它构件联接的单独构件和单独运动副 则是正确的。 这是判别拆除过程是否正确的准则，必须遵守。 如果不是这样，则改拆为 级组，再用上述条件检查，直至满 足上述条件，则就说明拆组正确了。 3）拆到只剩下驱动杆组，整个机构的拆组结束。 机构结构分析举例 E F 4 5 G I H 6 7 J B C 2 D 3 A 1 8 7 1 2 4 5 6 8 3 G E F J I H A B C D 机构级别： III级机构 III级组 II级组 5 I H 7 G B C 2 A 1 机构级别： II级机构 注意： 机构的结构与原动件的选择有关 。 7 1 2 4 5 6 8 3 G E F J I H A B C D D 3 E F 4 6 8 J II级组 II级组 II级组 2 1 6 D K O 3 4 5 7 C B A 10 9 H G F E I J 8 例 4 对图示电锯机构进行结构分析。 解 n8 pL11 pH1 F3n2pLpH38211111 机构无复合铰链和虚约束 ， 局部自由度为滚子 10绕自 身轴线的转动 高副低代 O 6 D O1 3 4 5 7 2 1 C B A 11 9 H G F E I J 8 拆分基本杆组 6 G J 8 II级机构 7 H I 5 F O1 A 11 2 B O 1 J 9 O 6 D O1 3 4 5 7 2 1 C B A 11 9 H G F E I J 8 D 3 4 E C 基 本 要 求 1. 从功能与结构设计的角度认识和了解运动副与运动副元素 。 2. 熟练掌握机构运动简图的绘制方法 。 能够将实际机构或机构的结 构简图绘制成机构运动简图；能看懂各种复杂机构的运动简图； 能用机构运动简图表达自己的设计构思 。 3.了解运动链和机构的结构以及机构结构设计的理论和方法 ， 掌握 运动链成为机构的条件 。 4. 熟练掌握机构自由度的计算方法 ， 从结构和功能设计的角度了解 局部自由度及虚约束 ， 能准确识别出机构中存在的复合铰链 、 局 部自由度和虚约束 ， 并作出正确处理； 5. 掌握机构的组成原理和结构分析方法 。 了解高副低代的方法；会 判断杆组 、 杆组的级别和机构的级别；学会将 级 、 级机构分 解为机架 、 原动件和若干基本杆组的方法 。 第一章 习 题 1-2 d)、 c)， 1-4 a)、 b)， c)、 d)、 f) 1-5 1-6 a)、 c)、 d)、 e)