当前课程知识点：机械原理 > 第二章 平面机构的结构分析 > 2.2 机构的组成和分类 > 2.2.1 机构的组成
接下来我们探讨机构的组成
机构是由什么组成的
人们通常把机构的组成
分解成两个基本的要素
一个叫构件
一个叫运动副
构件是运动的载体
而运动副是构件之间的一种连接关系
当我们把构件通过运动副连接之后
形成一种可动的装置
那么这种可动的装置
距离我们最终形成机构还有一步
我们把构件通过运动副连接形成的装置
叫运动链
那么运动链和机构有什么区别
运动链中间当我们固定其中一个构件
把它作为固定的参考坐标系
那么这个运动链就会转化成一个机构
那我们需要注意的是同一个运动链
当我们固定不同的构件作为机架
我们会得到不同的机构
进一步会得到不同的运动传递和变换
那为什么要引入固定的构件
我们称为机架这样一个要素
因为我们探讨机构主要关心的是机构的运动
而要描述一个机构的运动
我们更需要描述机构中各个构件是如何动的
那么各个构件的位置速度和加速度
分为绝对和相对运动
那么它的相对运动
是一个构件相对于另外一个构件之间的
产生的相对运动
而我们探讨的绝对运动
那么需要一个固定的参考坐标系
这个固定的参考坐标系
就是我们在运动链中固定一个构件形成的
当我们把运动链固定一个构件
作为机架形成固定的参考坐标系之后
运动链转化成了机构
那么这个机构各个构件之间
是应该能够按照一定的运动规律
来进行相对的运动
那组成机构的两大要素构件和运动副
就形成了机构组成的两个最基本的概念
那么什么是构件
构件是机器中每一个独立的运动单元
我们从这样一个实例来分析构件的定义
这是汽车中的发动机
它实现的运动传递变换
是从气缸中的活塞产生的直线运动
到曲轴的回转运动之间的一个传递和变换
那么为了完成这样的运动传递变换
我们需要用到一个连杆机构
而这个机构中连接活塞和曲轴的
我们称为连杆这样一个部件
那么这个部件它的构成是由这样几个部分组成的
黄色的是连杆身
绿色的是杆头
连接杆身和杆头的
还有螺栓和螺母
那么我们把杆身和杆头
通过螺栓和螺母连接在一起之后
杆身和杆头
包括螺栓螺母
形成了一个运动的整体
这样一个零部件
到底是不是可以算作一个构件
我们需要观察它的各部分之间的运动关系
如果杆身与杆头之间没有相对的运动
我们称为它被刚性地连接在一起
那么这两个部分结合在一起就形成了一个构件
因此我们在学习理解构件这个概念的时候
需要把它跟后续在机械设计中会学习到的零件
这个概念区分开来
构件和零件之间的具体区别是什么
构件是从运动的角度提出的一个概念
而零件是从加工制造的角度提出的概念
所以人们把构件定义为独立运动的单元
而把零件定义为加工制造的基本单元
从它的相互关系上来说
我们可以认为一个构件可以是一个零件
也可以是由多个零件组成的
但是需要注意
当我们把多个零件
通过一定的连接关系组合之后
要成为一个构件
这些零件之间应该是一个刚性的连接
也就是说各个部分之间不能有相对的运动
接下来我们看第二个重要的概念运动副
运动副是什么
它是两个构件之间接触
并能产生一定相对运动的连接关系
这个蓝色的构件和灰色的构件之间
形成了一个连接关系
最终形成的相对运动效果是什么
是两个构件之间可以形成一个相对的转动
那么我们把这两个构件之间的这种连接关系
称为转动副
它是运动副的一种具体的形态
那么为什么要引入运动副
运动副对构件的运动到底产生了什么样的影响
我们说运动副会对构件产生约束
约束的结果会使得构件的自由度减少
那么这里会提到约束和自由度两个概念
那什么是自由度
自由度针对的目标对象
可以是机构
也可以是一个构件
所以我们在提到自由度的时候
我们会说一个机构的自由度是多少
或者说一个构件的自由度是多少
那么自由度被定义为
一个机构 或者一个构件的独立运动的数目
我们需要注意它强调的是独立运动
那么一个构件到底有多少个独立运动
也就是说有多少个自由度
我们从一个构件在三维空间来看
当它不受任何的限制和约束的时候
那么这个自由构件在空间会有六个自由度
哪六个
实际上我们可以通过三维坐标系中
来分解这个构件的运动
把它用六个独立的坐标来进行描述
这六个分量
包括沿X轴的平动
沿Y轴的平动
以及沿Z轴的平动
以及绕XY和Z这三根轴的回转运动
那么任何一个构件
它的独立运动
都可以被这六个运动分量来描述
因此我们说一个构件在空间具有六个自由度
但是实际的机构
不可能让每一个构件都有六个自由度
那么它就会形成一个松散的组合
没有任何实际的价值
因此我们需要对构件施加一定的约束
那么怎么样对构件运动施加约束
就是通过运动副连接形成的
我们通过运动副的连接
使得两个构件之间的某些相对独立运动
受到了限制
那么我们把这种限制称为约束
那一个运动副到底能够引入多少个约束
它引入约束之后自由度会减少多少
这是我们在研究机构自由度的时候
必须要关注的地方
-1.1 概述
--1.1 概述
-1.2 课程研究的对象及内容
-1.3 学习的目的和意义
-1.4 课程学习的方法和要点
-第一章 绪论--1.4 课程学习的方法和要点
-2.1机构结构分析
-2.2 机构的组成和分类
-2.3机构运动简图
-2.4机构自由度的计算
-2.5计算平面机构自由度时应注意事项
--2.5.3虚约束
-2.6平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
-2.6平面机构的组成原理、结构分类及结构分析--作业
-3.1机构运动分析的目的和方法
-3.2用瞬心法作机构的运动分析
-3.3用图解法作机构的运动分析
-3.4 瞬心法和矢量方程图解法的综合应用
-3.4 瞬心法和矢量方程图解法的综合应用--作业
-4.1 平面连杆机构的特点及应用
-4.2 平面四杆机构的类型和应用
-4.3平面四杆机构的一些基本知识
-4.4平面四杆机构的设计
-4.4平面四杆机构的设计--作业
-5.1 凸轮机构的应用和分类
-5.2 推杆的运动规律
-5.3 凸轮轮廓曲线设计
-5.4 凸轮机构基本尺寸的确定
-5.4 凸轮机构基本尺寸的确定--作业
-6.1 齿轮机构的特点及类型
-6.2 齿轮的齿廓曲线
-6.3 渐开线齿廓及其啮合特点
-6.4 渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸
-6.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
-6.6渐开线齿廓的切制原理与根切现象
-6.7变位齿轮概述
-6.8斜齿圆柱齿轮传动
-6.9直齿锥齿轮传动
-6.10蜗杆传动
--6.10蜗杆传动
-6.10蜗杆传动--作业
-7.1齿轮系及其分类
-7.2定轴轮系的传动比
-7.3周转轮系的传动比
-7.4复合轮系的传动比
-7.5轮系的功能
-7.5轮系的功能--作业
-8.1概述
--8.1概述
-8.2 机械的运动方程式
-8.3 稳定运转状态下的机械的周期性速度波动及其调节
-8.3 稳定运转状态下的机械的周期性速度波动及其调节--作业
