关于机构运动方案拼接的几点说明

机构运动方案教师参考用

机构运动方案的构思和制定应由机构运动图来设计“综合型”零件，这对机械产品的质量很重要、水平、性能和经济效益非常关键。尤其值得注意的是，中国回归了“关贸总协定”之后就不允许抄袭进口国外产品了。因此，机构运动方案设计的重要性越来越被广大科技人员所认识。
机构运动方案创新设计实验”也可作为机构方案设计和装配仿真的改进实验其内容是指导学生在课程设计中进行安排、把这个实验平台的多功能部分组合起来，自己创新、将试错机制方案按比例手工组装成物理模型，模拟真实情况，直观调整布局、连接方式和运动学尺寸来改进自己的设计最后由学生自己决定设计方案和运动参数，教师评价其整体演示效果“创新及动手”环节的评分依据。
关于机构运动方案拼接的几点说明：
1、拼接机构的运动方案时，要非常注意各运动构件所占的运动层次，否则拼接后的机构会在实际运动中干扰构件的运动，导致拼接失败。该方案提供的机构运动尺寸（单位：毫米）仅供参考，只要实验者保证每一步拼接组件的移动相对灵活，就可以在下一步继续拼接，就成功了。建议拼接顺序从里到外（从第1层到最外层）进行拼接；
2、分量级是基于帧拼接的初始参考平面，即运动级数的第一层是指帧拼接的初始参考平面，层数随着分量运动级逐渐远离第一层而增加；
3、为了配合操作者拼接实验指令中的机构运动方案，机构运动图中标注的数字的意义如下：横条前面的数字代表组件编号，横条后面的数字表示建议组件所占的运动级别。移动平面数的第一层是指帧拼接的初始参考平面，平面数随着离第一层距离的增加而增加。参考机构的运动尺寸（单位：毫米）在中，下标x和y的含义是：以垂直平面坐标系为参考，表示由水平维度和垂直维度共同确定的位置点。提醒实验者：由固定连接的两部分组成的运动部件需要占据两个运动层面；
4、我们收集了一些机构运动方案，供教师充实实验教学内容。在以后的实验中，对于学生拼接成功的机构运动方案，请测量并记录机构的运动学尺寸，以便不断完善该方案中的内容。
杆件的的拆分：
1、杆组的概念，任何机构都是由框架组成的、主动部分和从动部分的系统通过运动副连接。机构的自由度应该等于原动子的个数，所以闭环机构的从动件系统的自由度必须等于零。而整个跟随者系统往往可以分解成几个不可分割的部分、自由度为零的构件组称为机构的基本杆组，简称杆组。根据三族平面机构的数综合和结构式，提出了基本杆组应满足的条件：其中，活动构件的数量n低对的数量P5和高对的数量P4必须都是整数。因此，可以获得各种类型的棒组。当n=1，P5 =1，P4 =1时，可以得到单构件高副杆组常见的有以下几种：

图1 ，单个杆件高副杆组称为低副杆组，即因此，满足上述公式的构件数和运动副数的组合为： n=2，4，6…，  P5 =，6，9…最简单的杠杆组是n=2，P5 =3，称为ⅱ类杠杆组由于杠杆组中转动副和移动副的构型不同，ⅱ类杠杆组有以下五种形式：

图2 平面低副ⅱ的N=4，P5 =6的杠杆组称为ⅲ类杠杆组，它有多种形式图3显示了几种常见的III级杠杆组：
图  平面低对III类第2组、
正确拆分杆组的三个步骤：1) 首先去除机构中的局部自由度和虚约束，有时需要降低高副；2) 计算机构的自由度，确定原动机；3）从远离原动机的一端（即执行构件）先试着拆开II级杆组如果II级杆组无法拆卸，则尝试拆卸III级杆组，即依次将最低级杆组拆卸到更高级杆组，最后留下原运动部件和车架。正确分组的标准是：拆下一个杆组或一系列杆组后，剩下的仍必须是一个完整的机构或与框架关联的几个原动机，且不能有不是杆组的零散构件或运动副，否则会拆错杆组。每次拆卸一个杆组时，拆卸其余的机构并按下第三个按钮）步，直到剩余的原动机与框架相关联。
图4 杆组拆卸图如图4所示，可以先去掉K处的局部自由度；然后，按步骤2）计算机构的自由度F=1，确定凸轮为原动机；最后根据步骤3）要点如下先分出构件45组成的二级组，再分出构件32和构件67组成的两个二级组，以及构件8组成的单构件高副杆组，最后剩下原动机1和车架9。3、根据拟定或实验得到的机构运动尺寸，正确装配运动副和机构运动方案，通过机构运动方案的创新设计，将实验平台提供的零件按照机构运动的传递顺序进行拼接。
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