15：机构组成原理
机构的组成原理
机构的组成原理
机构的组成原理通常是根据其职能和目标设定，以实现有效的运作和决策。
一个机构一般包括以下几个方面的组成要素：
1. 指导机构或委员会：由一群管理者、专家或权威人士组成，负责为机构的战略发展、政策制定和决策提供指导和建议。
2. 领导层：由高级管理人员组成，如董事长、总经理等，他们负责制定和实施机构的目标、计划和政策，以及监督和管理日常运营。
3. 部门或分工：根据机构的功能和任务，可以设立各个部门或单位，每个部门负责特定的工作领域，如人力资源、市场营销、财务等。
4. 人员队伍：机构的核心是其员工，他们根据自己的专业能力和岗位职责参与到机构的工作中。
合理的人员队伍结构和配置对机构的运作至关重要。
5. 决策和沟通渠道：机构需要建立有效的决策和沟通机制，以确保信息的传递和决策的落实。
这些渠道可以是层级制度、会议、报告、内部通讯等形式。
6. 机构文化：机构文化是由共同的价值观、行为准则和工作方式所形成的，对于机构的团队建设、员工凝聚力和业务执行力起到重要的支持作用。
以上是一般情况下机构的组成原理，不同机构有不同的组织结构和运作方式，但这些要素可以作为参考来建立和优化机构的组织架构。
机械机构的工作原理
机械机构的工作原理
机械机构是由若干零部件组成的，通过相互连接和运动实现特定功能的装置。
其工作原理如下：
1. 机械机构的组成：机械机构一般由零部件、连杆、齿轮、轴等组成。
这些零部件通过连接方式（比如销、键、螺纹连接等）组合在一起，形成一个完整的机械系统。
2. 动力传递：机械机构中的动力通常通过电机、发动机等动力源提供。
动力源产生的动能通过传动装置（如齿轮传动、皮带传动等）传递给机械机构的工作部件，驱动其运动。
3. 机构运动：机械机构中的部件通常以轴线为中心旋转或直线移动。
通过合理的布置和连接，可以实现不同形式的运动，如旋转、滑动、摆动等。
机构运动的形式和方式决定了机械机构的功能及其应用。
4. 功能实现：机械机构通过合理的设计和工作原理，实现了特定的功能。
例如，减速箱是通过齿轮传动实现输入功率的降低和转速的增加；连杆机构是通过连杆的运动实现输出部件的直线或曲线运动等。
5. 控制与调节：机械机构的工作可以通过控制装置进行控制和调节。
例如，传感器可以感知机构的运动状态，反馈给控制装置，从而对机构进行控制和监控。
总的来说，机械机构的工作原理是通过合理的设计和布置，将动力传递到机械系统中的工作部件，实现特定的功能和运动，从而完成所需的工作任务。
机械原理
第一章机构的组成和结构第一节1．构件是独立运动的单元体，可以是一个独立运动的零件，也可以是多个零件刚性连接而成的组合体。
零件是制造单元体，构件是运动单元体2．运动副：两构件间既保持接触又有相对运动的活动连接（两构件直接接触而组成的可动联接）。
分类：按照连构件的相对运动形式分为转动副（相对转动）和移动副（相对移动）；按照两构件的接触形式分为低副（面接触）和高副（点线接触）3．运动链：两个以上的构件通过运动副连接而构成的系统。
分为闭式（组成运动链的构件首尾封闭）和开式（未构成首尾封闭）两种。
4．机构：在一个运动链中，将某一个构件相对的固定下来，如果其他的构件如果相对与该固定构件有确定的运动规律，则该运动链构成了机构。
机构的组成有：机架（相对固定的构件）、原动件（运动已知或者运动输入构件）和从动件5．构件运动简图：分为常见的构件简图和运动副的简图两部分加以记忆。
构件的简图有机架（两种）、杆状零件（三种）、转动轴、齿轮、曲柄盘、凸轮等；运动副很多，常见的有转动（两种表示方法）、移动（三种）、球面副、6．机构运动简图的绘制：分析构件的相对的运动方式、确定运动副的类型；确定试图平面，一般取平行于机构的运动平面为视图平面。
选定比例尺画即可。
一般的步骤是：从原动件开始。
逐个画出运动副和构件的位置到输出运动构件为止，然后再原动件的位置标出箭头以示说明。
构件用数字标出，运动副用大写字母标出。
常见的说明有杆件、滑块、齿轮、滚子、凸轮等构件。
7．机构的运动简图：8．组成机构的两要素：构件和运动副。
9．连构件组成运动副的必要条件是直接接触且具有相对运动。
第二节1.运动链的自由度:确定运动链中各个够将相对于其中一个构件的位置所需要的独立的参变量的数目称为运动链的自由度数，用F表示。
2.运动链自由度的计算：F=3n-2P l-P h .分别为活动杆件数、低副数和高副数。
3.运动链称为机构的条件是：运动链的自由度数和原动件数相等。
机械原理与机械设计：机构的组成原理
两个含有外接副的构 件直接用运动副联接。
(e)
（2） Ⅲ级组(n=4，PL=6) 中心构件
Ⅲ级组基本型
Ⅲ级组其它型举例
Ⅲ级组的结构特征： 三个含有外接副的构件与同一构件（用运动副）联接。
Ⅲ级组基本型
Ⅲ级组其它型举例
第四种形式称为IV级组。 结构特点：有两个三副杆，且4个构件构成四边形结构
内端副━━杆组内部相联。 外端副━━与组外构件相联。
J
H
I
G
F
D
C B
AP
Ⅲ级机构
【解】 以GH为原动件进行 结构分析：
H G
J I
Ⅱ级机构
F
D
C B
AP
本章重点小结
机架 一、构件 + 运动副 运动链 机构 原动件
从动件
基本杆组
二、运动链成为机构的条件：F > 0, 原动件数目等于自由度数目 平面运动链自由度计算方法和注意事项
三、机构运动简图的绘制
不能存在只有一个构件的运动副 或只有一个运动副的构件。
每个杆组拆分后自由度不变
每个构件和运动副都只能属于一 个杆组
机构的级别取决于机构中的基本杆组的最高级别
另一种说法：机构的级别与机构中最高级别基本杆组 的级别一致
3.平面机构的结构分析
结构分析的目的 1）了解机构的组成 2） 确定机构的级别 3）为机构受力分析提供简化方法
机构按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ 级机构等。
杆组：自由度为零的不可再分的运动链。 机构可视为由原动件和若干个杆组构成。
组成原理
任何机构都可以看作是若干个自由度为零的基本杆组依次 联接到原动机和机架上而构成的，机构的自由度等于原动件的
机械原理习题集解答
A
D
解答：（1）因为 l AB l AD 55 25 80 lBC lCD 40 50 90 ，满足曲柄存在的杆长条件，所以最短
杆 AD 就是双整转副构件。 （2）当以 AB 或 CD 杆为机架时， AD 杆成为曲柄， BC 杆成为摇杆，得到曲柄摇杆机构。 （3）当以 AD 杆
3
13、对图示的机构进行组成分析，判断当分别以构件1、3、7作为原动件时，机构的级别会有何变化? 解答： 计算机构的自由度。此机构没有复合铰链、局部自由度和虚约束，
n 7 PL 10 PH 0 ，因此机构自由度为 F 3n 2PL PH 1
机构的结构分析： 1． 当以构件1作为原动件时，机构的杆组拆分如图a所示，机构的级别为Ⅱ级； 2． 当以构件3作为原动件时，机构的杆组拆分如图b所示，机构的级别为Ⅱ级； 3．当以构件7作为原动件时，机构的杆组拆分如图c所示，机构的级别为Ⅲ级。
机械原理
习题集解答
刘冠阳 郭卫东
北京航空航天大学机器人研究所 2013 年 1 月
机构的组成原理
1、什么是构件，什么是运动副？ 解答：独立运动的单元体称为构件。由两个构件直接接触组成的可动的连接称为运动副。
2、运动链是怎样形成的？它与机构有什么关系？ 解答：把若干个构件用运动副连接起来所形成的构件系统称为运动链。如果取运动链中的某个构件为机架， 当运动链中的一个或若干个构件相对于机架（参考坐标系）按规定的运动规律做相对独立的运动时，而该运 动链中的其余构件能够随之按确定的规律运动，则就把这样的运动链称为机构。
(1) AB 为主动件时，在图上标出机构在虚线位置时的压力角 和传动角 ；
(2) 分析机构在实线位置（合闸）时，在触头接合力 Q 作用下机构会不会打开，为什么？ 解答：（1）如右图所示。
机械原理教案
机械原理教案平面机构的组成原理分析 1.平面机构的组成原理任何机构中都包含原动件、机架和从动件系统三部分。
由于机架的自由度为零，每个原动件的自由度为1，而机构的自由度等于原动件数，所以，从动件系统的自由度必然为零。
杆组：自由度为零的从动件系统。
基本杆组：不可再分的自由度为零的构件组合称为基本杆组，简称基本组。
杆组的结构式为：l p n 23机构的组成原理：把若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，就可组成新的机构，其自由度数目与原动件的数目相等。
在进行新机械方案设计时，可以按设计要求根据机构的组成原理，创新设计新机构。
在设计中必须遵循的原则：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、构件数和运动副的数目越少越好。
2．平面机构的结构分析对已有机构或已设计完的机构进行运动分析和力分析时，首先需要对机构进行结构分析，即将机构分解为基本杆组、原动件和机架，结构分析的过程与由杆组依次组成机构的过程正好相反。
通常称此过程为拆杆组。
拆杆组时应遵循的原则：从传动关系离原动件最远的部分开始试拆；每拆除一个杆组后，机构的剩余部分仍应是一个完整的机构；试拆时，按二级组试拆，若无法拆除，再试拆高一级别的杆组。
3．平面机构的高副低代法目的：为了使平面低副机构结构分析和运动分析的方法适用于含有高副的平面机构。
概念：用低副代替高副方法：用含两个低副的虚拟构件代替高副 高副低代必须满足的条件： 1.替代前后机构自由度不变 2.替代瞬时速度加速度不变对于一般的高副机构，在不同位置有不同的瞬时替代机构。
经高副低代后的平面机构，可视为平面低副机构。
第三章平面机构的运动分析和力分析基本要求：1．掌握速度瞬心的概念，平面机构速度瞬心的数目及确定方法，学会用速度瞬心法对现有机构进行速度分析；2．掌握用相对运动图解法对机构进行速度分析的方法；3．掌握机构运动分析的复数矢量法，了解矩陈法；4．掌握平面机构力分析中的动态静力分析法，能够对给出机构用解析法建模并进行机构运动分析和力分析。
机械原理第一章
机构具有确定运动的条件： 机构自由度数目大于零并等于原动件数目。
若F >原动件数，则机构运动将不确定； 若F <原动件数，则导致最薄弱处损坏。
1.4.1 平面机构自由度的计算
每个自由构件的自由度：3 (x，y, q ) 设平面机构由N个构件、PL个低副和PH 个高副组成。 设N个构件中有一个构件为机架，则机 构中的活动构件数为：n=N – 1 O
例：计算颚式破碎机的自由度，并 判断机构是否有确定的运动。 解： n =5 PL=7 PH=0
6 F 5 4 C
O 1 A
2 3 B D E
F =3n –2PL –PH =3×5 –2×7 =1
机构原动件为1，∴ 机构运动确定。
例：判断牛头刨床主体机构是否 有确定的运动。 解： n =5 PL=7 PH=0
1 3
2
1
3
2
3
1
2
3 4
1
3 两个转动副
1 2
2
4 两个转动副
两个转动副
关键：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副。
2. 局部自由度
局部自由度：是指在机构中某些构件所产生的不影响其他构件 运动的局部运动的自由度。 F =3n–2PL–PH =3×3–2×3–1=2
B O
去除局部自由度后： F =3n–2PL–PH =3×2–2×2–1=1
C 5 D E 6
2 1
A
F
上图中C为复合铰链，由3个构件组成，转动副为2个，∴PL=7。 F =3n –2PL –PH =3×5 –2×7 =1 ， ∴ 机构运动确定。 若复合铰链由m个构件组成，则其转动副的数目为(m –1 )个。
正确识别复合铰链举例：
机械原理——第2章 机构的的组成及结构分析
2
1 1 2
2
1
2 1 2
1
1 1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2 1
1 2
3. 运动链
运动链－两个以上的构件通过运动副的联接 而构成的系统。 工业 机器人
闭式链、
开式链
4. 机构能够用来传递运动和动力的可动装置。 机架－作为参考系的构件，如机床床身、车辆 底盘、飞机机身。
原（主）动件－按给定运动规律运动的构件。 从动件－其余可动构件。
⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形 机构的自由度。 B C 2 E 解：n= 4， PL= 6， PH=0 1 F=3n － 2PL － PH 4 3 =3×4 －2×6 F D A =0 3.虚约束 －－对机构的运动实际不起作用的约束。 计算自由度时应去掉虚约束。 ∵ FE＝AB ＝CD ，故增加构件4前后E 点的轨迹都是圆弧，。 增加的约束不起作用，应去掉构件4。
1.杆组的各个外端副不可以同时加在同
一个构件上，否则将成为刚体。如：
2.机构的级别与原动件的选择有关。
§2－8 平面机构中的高副低代
高副低代：为了使平面低副机构的结构分析和运动
分析的方法能适用于含有高副的平面机构，根据一 定条件将机构中的高副虚拟地以低副代替的方法。 高副低代条件：
1、代替前后机构的自由度不变
一般构件的表示方法
杆、轴构件
固定构件
同一构件
一般构件的表示方法
两副构件
三副构件
注意事项:
画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。
常用机构运动简图符号
在 机 架 上 的 电 机 带 传 动 齿 轮 齿 条 传 动 圆 锥 齿 轮 传 动
机构组成原理
机构组成原理
机构组成原理是指由若干个机构部件组合而成的整体结构。
机构是由互相连接的零部件组成的系统，通过零部件之间的相对运动，实现特定的功能。
机构组成原理包括以下几个方面：
1. 机构的分类：机构根据其结构和功能可分为平面机构、空间机构、连杆机构、齿轮传动机构等。
每种机构都有特定的运动规律和工作原理。
2. 零部件的连接方式：机构的组成离不开零部件之间的连接。
常见的零部件连接方式有螺栓、焊接、销连接等。
连接方式的选择需要考虑零部件的材料性质、受力情况等因素。
3. 机构的工作原理：机构实现特定功能的原理有很多，例如连杆机构中的运动传递、齿轮机构中的转动传递等。
不同机构的工作原理决定了其运动方式和传动性能。
4. 机构的优化设计：在设计机构时，需要考虑结构的稳定性、传动效率、成本等因素。
通过优化设计，可以提高机构的性能和工作效率。
总之，机构组成原理是指通过将多个机构部件组合在一起，实现特定功能的系统结构。
了解机构组成原理对于设计和使用机构都具有重要意义，能够帮助人们更好地理解和应用机构。
发动机的结构原理之15典型全速调速器结构与工作原理
发动机的结构原理之15典型全速调速器结构与工作原理全速调速器是内燃发动机中用来调节发动机转速的重要设备。
它主要由一组行星齿轮机构、离合器和刀闸组成。
下面将详细介绍典型全速调速器的结构与工作原理。
一、全速调速器的结构典型的全速调速器由以下几个部分组成：1.行星齿轮机构：全速调速器中最重要的部件之一、它由一个太阳轮、一个对数轮、多个行星轮和一个固定轮组成。
太阳轮与发动机的飞轮相连，对数轮与输出轴相连，行星轮则与太阳轮和对数轮之间通过行星轮架相连。
2.离合器：用于控制行星轮的连接和断开。
离合器可以使行星轮和太阳轮之间的连接在需要时断开，从而改变行星齿轮机构的速比。
3.刀闸：用于控制切换行星轮架和对数轮之间的连接。
通过刀闸的开闭，可以改变行星齿轮机构的速比。
二、全速调速器的工作原理全速调速器的工作原理主要分为三个阶段：低速阶段、高速阶段和全速阶段。
1.低速阶段：在发动机的低速工况下，全速调速器处于闭合状态。
这时行星齿轮机构的速比为最小，输出轴的转速等于发动机的转速。
刀闸处于开启状态，并与行星轮架连接，使其形成一个整体，太阳轮和对数轮通过离合器连接。
发动机通过全速调速器将动力传递给输出轴。
2. 高速阶段：当发动机的转速逐渐增加时，为了保证输出轴的转速不过高，离合器逐渐打开，断开太阳轮和对数轮之间的连接。
行星轮被fix 住，只能绕自己的轴旋转。
全速调速器的行星齿轮机构速比逐渐增大，输出轴的转速相对稳定。
3.全速阶段：当发动机达到最高转速时，刀闸闭合，切换行星齿轮的连接。
行星齿轮机构速比最大，输出轴的转速达到最佳，保证发动机正常运转。
总结：全速调速器是内燃发动机中用来调节转速的重要设备。
它通过调节行星齿轮机构的速比来实现转速调节。
在低速工况下，离合器连接行星轮和太阳轮，输出轴与发动机转速一致；在高速工况下，离合器断开太阳轮和对数轮的连接，行星轮 fix 住，输出轴的转速适当下降；在最高转速下，刀闸使行星齿轮机构速比最大，保证发动机正常运转。
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追求真知，厚德精技 1）先将机架、原动件与其它构件分离 2）从离原动件最远的杆组拆起 3）先试拆Ⅱ级杆组，不成再考虑按Ⅲ级组拆 典型例题
2
J C E4
3
F
5
I
7
B
1
G A D J E 4 F 5 I 7 B D H 6 H C
2 3
A
1
G
6
分析机构的过程：
追求真知，厚德精技
谢谢！
主讲教师：郭媛媛 机械工程学院
追求真知，厚德精技
第十五讲：平面机构的 组成原理
主讲教师：郭媛媛 机械工程学院
追求真知，厚德精技
平面机构的组成原理
1. 平面机构的组成原理
任何机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动 件和机架而成的，这就是机构的组成原理 基本机构—最简单的机构，既由一个原动件和相对 固定的机架所组成的机构。 基本杆组——一个机构被拆除基本机构后，所 剩下的、不能再继续拆分的自由度为零的杆组 一般机构 = 基本机构 + 若干个基本杆组
追求真知，厚德精技 典型示例
2
1
1
4
3=Βιβλιοθήκη 1基本 机构2
基本 杆组
3
+
F=3n－2PL－PH =3×3 －2 ×4 －0 =1
F=3n－2PL－PH =3×1 －2 ×1－0 =1
F=3n－2PL－PH =3×2 －2 ×3－0 =0
注意：基本杆组自由度为零
追求真知，厚德精技 2. 基本杆组分类
｛
Ⅱ级杆组
Ⅲ级杆组
Ⅱ级杆组的特征—具有三个低副的两杆件组合 Ⅲ级杆组的特征—具有六个低副的四杆件组合
常见的Ⅱ级杆组
追求真知，厚德精技
Ⅲ级组特征：
(1)四杆六低副； (2)具有一个自身带有三个外端低副的中心构件； 常见Ⅲ的级杆组
追求真知，厚德精技
3 平面机构的结构分析
机构的级别取决于机构中的基本杆组的最高级别