机构

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  机构(mechanism),两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合。机械的组成部分。两个有相对运动的构件间的活动联接称为运动副。其中凡为面接触的运动副称为低副,凡为点或线接触的运动副称为高副。机构的运动特性主要取决于构件间的相对尺寸、运动副的性质以及相互配置方式等。机构中用以支持运动构件的构件称为机架,用作研究运动的参考坐标系。工作着的机构中,驱动机构的外力所作用的、具有独立运动的构件称为原动件(又称主动件、起始构件、输入构件等)。用于不同机器中的同一机构,其原动件可能不同。如往复式空气压缩机中的曲轴活塞机构的原动件为曲轴,而在内燃机中其原动件却为活塞。机构中除机架和主动件之外的被迫作强制运动的构件称为从动件。描述或确定机构的运动所必需的独立参变量(坐标数)称为机构自由度。为使机构的构件间获得确定的相对运动,必须使机构的原动件数等于机构自由度数。

  机构和机器的区别为:机器同时产生运动和能的转换,目的是利用或转换机械能以代替或减轻人的劳动;机构只产生运动的转换,目的是传递或变换运动。设计新机构时,必须分析机构的运动。用简单的线条和符号代替构件和运动副,按一定的比例表示各运动副之间相对位置的简单图形称为机构运动简图。利用机构运动简图,可方便地求出机构上各点的速度、加速度、位移等运动参数,同时也可以表达复杂机器的组成和传动原理,便于进行机构的运动和受力分析。

  机构的种类繁多。按组成的各构件间相对运动的不同,可分为平面机构(如平面连杆机构、圆柱齿轮机构等)和空间机构(如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等);按运动副类别可分为低副机构(如连杆机构等)和高副机构(如凸轮机构等);按结构特征可分为连杆机构、齿轮机构、斜面机构、棘轮机构等;按所转换的运动或力的特征可分为匀速和非匀速转动机构、直线运动机构、换向机构、间歇运动机构等;按功用可分为安全保险机构、联锁机构、擒纵机构等。

  为掌握机构的组成原理、运动性能和动力性能,对已有机构在结构、运动和动力3方面所作的分析称为机构分析;按结构、运动和动力3方面的要求来设计新机构的理论和方法称为机构综合。研究机械中机构的结构和运动等问题的学科称为机构学。