第1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度

1、1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的 應(yīng)用應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1 1）了解機(jī)構(gòu)的組成，搞清運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈、約束和自）了解機(jī)構(gòu)的組成，搞清運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈、約束和自 由度、速度瞬心的概念；由度、速度瞬心的概念；2 2）能繪制常用平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；）能繪制常用平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；3 3）能計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度；）能計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度；4 4）平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；）平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；5 5）應(yīng)用瞬心法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析。）應(yīng)用瞬心

2、法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) ：1 1）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制；）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制；2 2）平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算；）平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算；3 3）機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中有關(guān)虛約束的識(shí)別及處理；）機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中有關(guān)虛約束的識(shí)別及處理；4 4）速度瞬心求法及速度分析。）速度瞬心求法及速度分析。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的 應(yīng)用應(yīng)用1-1 1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)機(jī)構(gòu)是一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)，組成機(jī)構(gòu)的每個(gè)構(gòu)件都以機(jī)構(gòu)是

3、一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)，組成機(jī)構(gòu)的每個(gè)構(gòu)件都以一定的方式與其他的某些構(gòu)件相互聯(lián)結(jié)，機(jī)構(gòu)的作用一定的方式與其他的某些構(gòu)件相互聯(lián)結(jié)，機(jī)構(gòu)的作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和力，所以構(gòu)件之間的聯(lián)接必須是能產(chǎn)生是傳遞運(yùn)動(dòng)和力，所以構(gòu)件之間的聯(lián)接必須是能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，不能是固定聯(lián)接。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，不能是固定聯(lián)接。 所有構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為所有構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)，否則稱(chēng)為，否則稱(chēng)為空間機(jī)構(gòu)空間機(jī)構(gòu)。自由度自由度: :Oyx如圖，處于如圖，處于xoyxoy坐標(biāo)系中的一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由坐標(biāo)系中的一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由自由構(gòu)件自由構(gòu)件S S具有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即沿具有三個(gè)獨(dú)立的

4、運(yùn)動(dòng)，即沿x x軸、軸、y y軸方向的軸方向的移動(dòng)和繞移動(dòng)和繞A A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種相對(duì)于參考系構(gòu)件所具有的點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種相對(duì)于參考系構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為構(gòu)件的自由度自由度。一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)定義：定義：運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接。某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接。a) 兩個(gè)構(gòu)件兩個(gè)構(gòu)件 b) 直接接觸直接接觸 c) 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)定義：運(yùn)動(dòng)副元素

5、直接接觸的部分（點(diǎn)、線(xiàn)、面）定義：運(yùn)動(dòng)副元素直接接觸的部分（點(diǎn)、線(xiàn)、面）例如：例如：凸輪凸輪、齒輪輪廓齒輪輪廓、活塞和缸套活塞和缸套等。等。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi). .按引進(jìn)的約束數(shù)目分類(lèi)：按引進(jìn)的約束數(shù)目分類(lèi)： 引進(jìn)一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為引進(jìn)一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為級(jí)副級(jí)副，引進(jìn)兩個(gè)，引進(jìn)兩個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為約束的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為級(jí)副級(jí)副，依次我們有，依次我們有級(jí)副級(jí)副、級(jí)副級(jí)副、級(jí)副級(jí)副。 構(gòu)件之間通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后，對(duì)每一個(gè)構(gòu)件的獨(dú)構(gòu)件之間通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后，對(duì)每一個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生約束，因此相應(yīng)構(gòu)件的自由度隨之減少。立運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生約束，因此相應(yīng)構(gòu)件的自由度隨之減少。

6、這種這種對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制稱(chēng)為對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制稱(chēng)為約束約束。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi). .按兩構(gòu)件的接觸情況分類(lèi)：按兩構(gòu)件的接觸情況分類(lèi)： 兩構(gòu)件組成的運(yùn)動(dòng)副，不外乎通過(guò)點(diǎn)、線(xiàn)或面兩構(gòu)件組成的運(yùn)動(dòng)副，不外乎通過(guò)點(diǎn)、線(xiàn)或面的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照接觸特性，通常把運(yùn)動(dòng)副分為的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。按照接觸特性，通常把運(yùn)動(dòng)副分為高副高副和和低副低副。1.1.低副低副：凡兩構(gòu)件以面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副，：凡兩構(gòu)件以面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副，平面機(jī)構(gòu)中的低副有平面機(jī)構(gòu)中的低副有轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副和和移動(dòng)副移動(dòng)副兩種兩種。（1 1）轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副

7、：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)副，或稱(chēng)內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)副，或稱(chēng)鉸鏈鉸鏈。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)（2 2）移動(dòng)副移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件只能沿某一：組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件只能沿某一軸線(xiàn)相對(duì)移動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為軸線(xiàn)相對(duì)移動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為移動(dòng)副。移動(dòng)副。移動(dòng)副移動(dòng)副1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2.2.高副高副: :凡兩構(gòu)件以點(diǎn)或線(xiàn)接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高凡兩構(gòu)件以點(diǎn)或線(xiàn)接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高副，常見(jiàn)的高副有如圖所示的幾種。副，常見(jiàn)的高副有如圖所示的幾種。平面高副平面高副凸輪高副凸輪高副齒輪高副齒

8、輪高副組成平面高副二構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是沿接觸處切線(xiàn)組成平面高副二構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是沿接觸處切線(xiàn)t tt t 方向的相對(duì)移動(dòng)和在平面內(nèi)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。方向的相對(duì)移動(dòng)和在平面內(nèi)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)C.C.按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類(lèi)：分類(lèi)： 可以分為可以分為平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副，凡是兩構(gòu)件，凡是兩構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平面相互平行的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)平面相互平行的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副，前面我，前面我們介紹的幾種運(yùn)動(dòng)副都是平面運(yùn)動(dòng)副。而運(yùn)動(dòng)平面不們介紹的幾種運(yùn)動(dòng)副都是平面運(yùn)動(dòng)副。而運(yùn)動(dòng)平面不互相平行，也就是組成運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是互相平行，也就是組成運(yùn)動(dòng)副兩

9、構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是空間運(yùn)動(dòng)的稱(chēng)為空間運(yùn)動(dòng)的稱(chēng)為空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副。 圓柱副圓柱副1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)球面副球面副空間運(yùn)動(dòng)副只作了解，在本章中不做討論。空間運(yùn)動(dòng)副只作了解，在本章中不做討論。螺旋低副螺旋低副運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型小結(jié)運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型小結(jié) 平面低副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副平面低副：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副 （面接觸面接觸） 平面高副：齒輪副、凸輪副平面高副：齒輪副、凸輪副 （點(diǎn)、線(xiàn)接觸點(diǎn)、線(xiàn)接觸） 空間低副：螺旋副、球面副、圓柱副空間低副：螺旋副、球面副、圓柱副 （面接觸面接觸） 空間高副：球和圓柱與平面、球與圓柱副空間高副：球和圓柱與平面、球與圓柱副 ( (點(diǎn)、線(xiàn)接觸點(diǎn)、線(xiàn)接觸) ) 運(yùn)動(dòng)副特性運(yùn)

10、動(dòng)副特性：運(yùn)動(dòng)副一經(jīng)形成運(yùn)動(dòng)副一經(jīng)形成 , ,組成它的兩個(gè)構(gòu)件間的組成它的兩個(gè)構(gòu)件間的可能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就確定。而且可能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就確定。而且這種可能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)這種可能的相對(duì)運(yùn)動(dòng), , 只只與運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型有關(guān)與運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型有關(guān), , 而與運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。而與運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的 應(yīng)用應(yīng)用1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)，取決于：機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)，取決于

11、： 原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、各運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型、機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、各運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸運(yùn)動(dòng)尺寸( (確定各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)位置的尺寸確定各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)位置的尺寸) ) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖： 撇開(kāi)與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)撇開(kāi)與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造，用造，用簡(jiǎn)單線(xiàn)條簡(jiǎn)單線(xiàn)條和和規(guī)定符號(hào)規(guī)定符號(hào)來(lái)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，來(lái)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，按按比例比例定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，以說(shuō)明機(jī)構(gòu)定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，以說(shuō)明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形，稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。，稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 （表示機(jī)構(gòu)（表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征運(yùn)動(dòng)特征的一種工程用圖）的一種工程

12、用圖）1-2 1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖具有和原機(jī)械相同的運(yùn)動(dòng)特性，所以機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖具有和原機(jī)械相同的運(yùn)動(dòng)特性，所以機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖不僅可以簡(jiǎn)明地表示一臺(tái)復(fù)雜機(jī)器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖不僅可以簡(jiǎn)明地表示一臺(tái)復(fù)雜機(jī)器的傳動(dòng)原理，還可以根據(jù)它進(jìn)行機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度等原理，還可以根據(jù)它進(jìn)行機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)和受力分析。運(yùn)動(dòng)和受力分析。有時(shí)只要求定性地表達(dá)各構(gòu)件的相互關(guān)系，而不需有時(shí)只要求定性地表達(dá)各構(gòu)件的相互關(guān)系，而不需要借助機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖作機(jī)

13、構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，則在繪制簡(jiǎn)圖要借助機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，則在繪制簡(jiǎn)圖時(shí)可以不按比例繪制，這種簡(jiǎn)圖稱(chēng)為時(shí)可以不按比例繪制，這種簡(jiǎn)圖稱(chēng)為機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)示意圖。在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)一定要采用行業(yè)內(nèi)通用的、大家都認(rèn)識(shí)的符號(hào)，不能想一定要采用行業(yè)內(nèi)通用的、大家都認(rèn)識(shí)的符號(hào)，不能想當(dāng)然的來(lái)畫(huà)，不能隨意當(dāng)然的來(lái)畫(huà)，不能隨意“創(chuàng)造創(chuàng)造”。若干若干1個(gè)個(gè)原動(dòng)件原動(dòng)件1234從動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)架機(jī)架(1)(1)機(jī)架（固定構(gòu)件）：機(jī)架（固定構(gòu)件）：固定不動(dòng)的構(gòu)件，或者作為參考固定不動(dòng)的構(gòu)件，或者作為參考系的構(gòu)件，如機(jī)床床身、車(chē)輛底盤(pán)、飛機(jī)機(jī)身。系

14、的構(gòu)件，如機(jī)床床身、車(chē)輛底盤(pán)、飛機(jī)機(jī)身。(2)(2)主動(dòng)件主動(dòng)件：按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律：按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件(3)(3)從動(dòng)件從動(dòng)件：其余的活動(dòng)構(gòu)件：其余的活動(dòng)構(gòu)件 任何一個(gè)機(jī)構(gòu)中，任何一個(gè)機(jī)構(gòu)中，必有必有一個(gè)構(gòu)件被相對(duì)地看作一個(gè)構(gòu)件被相對(duì)地看作固定件固定件。 例如氣缸體雖然跟隨汽車(chē)運(yùn)動(dòng)，但在研究發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，例如氣缸體雖然跟隨汽車(chē)運(yùn)動(dòng)，但在研究發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，仍把氣缸體當(dāng)作固定件。在活動(dòng)構(gòu)件中必須有一個(gè)或幾個(gè)仍把氣缸體當(dāng)作固定件。在活動(dòng)構(gòu)件中必須有一個(gè)或幾個(gè)原原動(dòng)件動(dòng)件，其余的都是從動(dòng)件。，其余的都是從動(dòng)件。機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)構(gòu)機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件1個(gè)或幾個(gè)

15、個(gè)或幾個(gè)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法：運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法：國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB446084 1.1.兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的表示方法兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的表示方法 用圓圈表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，其圓心代表相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)。用圓圈表示轉(zhuǎn)動(dòng)副，其圓心代表相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)。若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的二構(gòu)件都是活動(dòng)構(gòu)件，用若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的二構(gòu)件都是活動(dòng)構(gòu)件，用a a、d d圖表示；圖表示；若其中有一個(gè)為機(jī)架，則在代表機(jī)架的構(gòu)件上加陰影若其中有一個(gè)為機(jī)架，則在代表機(jī)架的構(gòu)件上加陰影線(xiàn)，如線(xiàn)，如b b、c c、e e所示。所示。a ab bc cd de e1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)

16、動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法：運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法：國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB446084 移動(dòng)副的表示如圖移動(dòng)副的表示如圖a a、b b、c c、d d、e e、f f所示，移動(dòng)所示，移動(dòng)副的導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。圖中畫(huà)陰影線(xiàn)的副的導(dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致。圖中畫(huà)陰影線(xiàn)的構(gòu)件表示機(jī)架。構(gòu)件表示機(jī)架。2.2.兩構(gòu)件組成移動(dòng)副的表示方法兩構(gòu)件組成移動(dòng)副的表示方法a ab bc cd de ef f1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法：運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)方法：國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB446084 3. 3. 兩構(gòu)件組成高副的表示方法兩構(gòu)件組成高副的表示方法兩構(gòu)件組成高副時(shí)，在簡(jiǎn)圖中應(yīng)畫(huà)出兩構(gòu)件接兩構(gòu)件組成高副時(shí)

17、，在簡(jiǎn)圖中應(yīng)畫(huà)出兩構(gòu)件接觸處的曲線(xiàn)輪廓。如圖下圖所示組成的高副。觸處的曲線(xiàn)輪廓。如圖下圖所示組成的高副。1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副名稱(chēng)名稱(chēng)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副1212121212兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副1221211-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副名稱(chēng)名稱(chēng)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副移移動(dòng)動(dòng)副副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副121212121212

18、12121-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副名稱(chēng)名稱(chēng)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副平平面面高高副副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副21211-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副名稱(chēng)名稱(chēng)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副螺螺旋旋副副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副2112121212121-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副名稱(chēng)名稱(chēng)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副符號(hào)兩運(yùn)

19、動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副兩運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副球球面面副副球球銷(xiāo)銷(xiāo)副副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件之一為固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)副12121212121-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法1.參與組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件表示如下圖參與組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件表示如下圖a）；2.參與組成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)移動(dòng)副的構(gòu)件表示如下圖參與組成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)移動(dòng)副的構(gòu)件表示如下圖b）；3.參與組成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件表示如下圖參與組成三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件表示如下圖c）、）、d）。為了表明三角形是一個(gè)剛性整體，常在三角形內(nèi)加剖面線(xiàn)或三個(gè)角上為了表明三角形是一個(gè)剛性整體，常在三角形內(nèi)加剖面線(xiàn)或三個(gè)角上涂以焊縫

20、的標(biāo)記，如涂以焊縫的標(biāo)記，如c c）；）；d d）表示三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心在一條直線(xiàn)上。）表示三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副中心在一條直線(xiàn)上。超過(guò)三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件的表示方法可依此類(lèi)推。其他常用零部件的表超過(guò)三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件的表示方法可依此類(lèi)推。其他常用零部件的表示方法可參看示方法可參看GB4460GB446084機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)。1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 桿、軸構(gòu)件桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件固定構(gòu)件同一構(gòu)件同一構(gòu)件1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一般構(gòu)件的表示方法一般構(gòu)件的表示方法 三副構(gòu)件三副構(gòu)件 兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件 1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)

21、動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。的聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)。 畫(huà)構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開(kāi)構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)畫(huà)構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開(kāi)構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)動(dòng)副的性質(zhì)。閉式鏈閉式鏈、開(kāi)式鏈開(kāi)式鏈3. 運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自GB/T4460- -1984）在在機(jī)機(jī)架架上上的的電電機(jī)機(jī)齒齒輪輪齒齒條條傳傳動(dòng)動(dòng)帶帶傳傳動(dòng)動(dòng)圓圓錐錐齒齒輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自GB/T4460- -1984）1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)

22、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖凸凸輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)鏈鏈傳傳動(dòng)動(dòng)圓圓柱柱蝸蝸桿桿蝸蝸輪輪傳傳動(dòng)動(dòng)外嚙外嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動(dòng)動(dòng)常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自GB/T4460- -1984）1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖棘棘輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)內(nèi)嚙內(nèi)嚙合圓合圓柱齒柱齒輪傳輪傳動(dòng)動(dòng)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制思路：思路： 先定原動(dòng)部分和工作部分（一般位于傳動(dòng)線(xiàn)先定原動(dòng)部分和工作部分（一般位于傳動(dòng)線(xiàn)路末端），弄清運(yùn)動(dòng)傳遞路線(xiàn)，確定構(gòu)件數(shù)目及路末端），弄清運(yùn)動(dòng)傳遞路線(xiàn)，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型，并用符號(hào)表示出來(lái)。運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型，并用符號(hào)表示出來(lái)。 順口

23、溜：順口溜：先兩頭，后中間，從頭至尾走一遍，先兩頭，后中間，從頭至尾走一遍，數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少，再看它們?cè)跸嗦?lián)。數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少，再看它們?cè)跸嗦?lián)。1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖步步 驟：驟：( (1) )分析機(jī)械的動(dòng)作原理、組成情況和運(yùn)動(dòng)情況，確定分析機(jī)械的動(dòng)作原理、組成情況和運(yùn)動(dòng)情況，確定原動(dòng)件、機(jī)架、執(zhí)行部分和傳動(dòng)部分。原動(dòng)件、機(jī)架、執(zhí)行部分和傳動(dòng)部分。( (2) )沿著運(yùn)動(dòng)傳遞路線(xiàn)，逐一分析每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)沿著運(yùn)動(dòng)傳遞路線(xiàn)，逐一分析每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目。動(dòng)的性質(zhì)，確定運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型和數(shù)目。( (3) )選擇與機(jī)械多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面平行的平面，作為選擇與機(jī)

24、械多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面平行的平面，作為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的視圖平面。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的視圖平面。( (4) )選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置和比例尺選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置和比例尺 l (m mm)，定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，并用各運(yùn)動(dòng)副的代表符號(hào)、常用定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，并用各運(yùn)動(dòng)副的代表符號(hào)、常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)和簡(jiǎn)單線(xiàn)條，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)和簡(jiǎn)單線(xiàn)條，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。( (5) )從原動(dòng)件開(kāi)始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號(hào)從原動(dòng)件開(kāi)始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號(hào)和運(yùn)動(dòng)副代號(hào)。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)的方向。和運(yùn)動(dòng)副代號(hào)。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)的方向。1-2

25、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖【例例1 1】如圖所示為以顎式碎礦機(jī)。當(dāng)曲軸如圖所示為以顎式碎礦機(jī)。當(dāng)曲軸2 2繞其軸心繞其軸心O O連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)顎板時(shí)，動(dòng)顎板3 3作往復(fù)擺動(dòng)，從而將處于動(dòng)顎板作往復(fù)擺動(dòng)，從而將處于動(dòng)顎板3 3和固定顎板和固定顎板6 6之間之間的礦石的礦石7 7軋碎。試?yán)L制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。軋碎。試?yán)L制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。解：解： 運(yùn)動(dòng)分析圖運(yùn)動(dòng)分析圖 ：此碎礦機(jī)由原動(dòng)件曲軸此碎礦機(jī)由原動(dòng)件曲軸2 2（構(gòu)件（構(gòu)件1 1為固裝于曲軸為固裝于曲軸2 2上的飛輪）、動(dòng)顎板上的飛輪）、動(dòng)顎板3 3、擺桿、擺桿4 4、機(jī)架、機(jī)架5 5等等4 4個(gè)構(gòu)件組成，固定顎板個(gè)

26、構(gòu)件組成，固定顎板6 6是固定安裝在機(jī)架上的。是固定安裝在機(jī)架上的。 曲軸曲軸2 2于機(jī)架于機(jī)架5 5在在O O點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副（即飛點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副（即飛輪的回轉(zhuǎn)中心）；曲軸輪的回轉(zhuǎn)中心）；曲軸2 2與動(dòng)顎板與動(dòng)顎板3 3也構(gòu)成也構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，其軸心在轉(zhuǎn)動(dòng)副，其軸心在A A點(diǎn)（即動(dòng)顎板繞曲軸的點(diǎn)（即動(dòng)顎板繞曲軸的回轉(zhuǎn)幾何中心）；擺桿回轉(zhuǎn)幾何中心）；擺桿4 4分別與動(dòng)顎板分別與動(dòng)顎板3 3和和機(jī)架機(jī)架5 5在在B B、C C兩點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副。兩點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副。 其運(yùn)動(dòng)傳遞為：其運(yùn)動(dòng)傳遞為： 電機(jī)電機(jī)皮帶皮帶曲軸曲軸動(dòng)顎板動(dòng)顎板擺桿擺桿1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖A1234BCD 按圖量取尺寸，選

27、取合適的比例尺，按圖量取尺寸，選取合適的比例尺，確定確定O O、A A、B B、C C四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的位四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的位置，即可繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如右圖所示。最后將圖中的機(jī)架畫(huà)上陰影置，即可繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如右圖所示。最后將圖中的機(jī)架畫(huà)上陰影線(xiàn)，并在原動(dòng)件線(xiàn)，并在原動(dòng)件2 2上標(biāo)出指示運(yùn)動(dòng)方向的箭頭。上標(biāo)出指示運(yùn)動(dòng)方向的箭頭。 1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖【例例2 2】繪制活塞泵機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。繪制活塞泵機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。解解：活塞泵由曲柄、連桿、齒扇、齒條活塞和機(jī)架（包括氣活塞泵由曲柄、連桿、齒扇、齒條活塞和機(jī)架（包括氣缸）共五個(gè)構(gòu)件

28、組成。缸）共五個(gè)構(gòu)件組成。運(yùn)動(dòng)傳遞：運(yùn)動(dòng)傳遞：曲柄是原動(dòng)件，連桿、齒扇、齒條活塞是從動(dòng)件；曲柄是原動(dòng)件，連桿、齒扇、齒條活塞是從動(dòng)件；當(dāng)原動(dòng)件曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)原動(dòng)件曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副種類(lèi)：機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副種類(lèi)：曲柄與機(jī)架、曲柄與連桿、連桿與齒扇、曲柄與機(jī)架、曲柄與連桿、連桿與齒扇、齒扇與機(jī)架分別構(gòu)成齒扇與機(jī)架分別構(gòu)成 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副；齒扇與齒條活塞副；齒扇與齒條活塞 在輪在輪齒部分構(gòu)成高副，齒齒部分構(gòu)成高副，齒 條活條活塞與氣缸（機(jī)架）構(gòu)塞與氣缸（機(jī)架）構(gòu) 成移成移動(dòng)副。動(dòng)副。選取適當(dāng)比例，把選取適當(dāng)比例，把構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副用規(guī)定符構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副用規(guī)定符號(hào)畫(huà)出

29、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。號(hào)畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。1234ABC141223A14B12C234324141-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制圖示活塞缸的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制圖示活塞缸的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1234繪制圖示偏心泵的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制圖示偏心泵的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖偏心泵偏心泵1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖說(shuō)明：說(shuō)明：1. 1. 原動(dòng)件的位置選擇不同，所繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的原動(dòng)件的位置選擇不同，所繪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的圖形也不同；圖形也不同；2. 2. 為了清楚地表達(dá)各構(gòu)件的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)選擇為了清楚地表達(dá)各構(gòu)件的相互關(guān)系，應(yīng)當(dāng)選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)脑瓌?dòng)件位置來(lái)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，避免一個(gè)恰當(dāng)?shù)?/p>

30、原動(dòng)件位置來(lái)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，避免構(gòu)件互相重疊或交叉，使圖形不易辨認(rèn)。構(gòu)件互相重疊或交叉，使圖形不易辨認(rèn)。1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的 應(yīng)用應(yīng)用1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度前面我們講過(guò)，各種機(jī)構(gòu)都是用來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或前面我們講過(guò)，各種機(jī)構(gòu)都是用來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞或改變運(yùn)動(dòng)形式的。顯然，為了按照一定動(dòng)力傳遞或改變運(yùn)動(dòng)形式的。顯然，為了按照一定的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的傳遞和交換，當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件按的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的傳遞和交換，當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件按給定

31、的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，該機(jī)構(gòu)中其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，該機(jī)構(gòu)中其余構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)也都應(yīng)是完全確定的。但是，由各構(gòu)件任意組成的也都應(yīng)是完全確定的。但是，由各構(gòu)件任意組成的機(jī)構(gòu)是否在任何條件下都能滿(mǎn)足這一要求呢？機(jī)構(gòu)是否在任何條件下都能滿(mǎn)足這一要求呢？ 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度現(xiàn)在我們先看兩個(gè)桿系機(jī)構(gòu)十分顯然，在圖現(xiàn)在我們先看兩個(gè)桿系機(jī)構(gòu)十分顯然，在圖a a的五桿機(jī)構(gòu)的五桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)給定一個(gè)原動(dòng)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí)，構(gòu)件中，當(dāng)給定一個(gè)原動(dòng)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí)，構(gòu)件2 2、3 3、4 4的運(yùn)的運(yùn)動(dòng)并不確定，可能是實(shí)線(xiàn)位置，也可能是虛線(xiàn)位置。對(duì)該機(jī)構(gòu)動(dòng)并不確定，可能是實(shí)線(xiàn)位置，也可能是

32、虛線(xiàn)位置。對(duì)該機(jī)構(gòu)必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)才能夠完全確定。正相必須給定兩個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)才能夠完全確定。正相反，在圖反，在圖b b的四桿機(jī)構(gòu)中，只允許給定一個(gè)原動(dòng)件，如果給定的四桿機(jī)構(gòu)中，只允許給定一個(gè)原動(dòng)件，如果給定兩個(gè)原動(dòng)件的獨(dú)立參數(shù)，機(jī)構(gòu)將無(wú)法運(yùn)動(dòng)。那么機(jī)構(gòu)在什么條兩個(gè)原動(dòng)件的獨(dú)立參數(shù)，機(jī)構(gòu)將無(wú)法運(yùn)動(dòng)。那么機(jī)構(gòu)在什么條件下才能具有確定運(yùn)動(dòng)呢？這就是要討論的機(jī)構(gòu)自由度和機(jī)構(gòu)件下才能具有確定運(yùn)動(dòng)呢？這就是要討論的機(jī)構(gòu)自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件問(wèn)題。具有確定運(yùn)動(dòng)的條件問(wèn)題。 a ab b為了說(shuō)明機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，我們要首先為了說(shuō)明機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，我們要首先定

33、義定義機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度的概念。前面我們已經(jīng)講過(guò)，的概念。前面我們已經(jīng)講過(guò)，構(gòu)件自構(gòu)件自由度是指構(gòu)件具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目由度是指構(gòu)件具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。同樣的，我們可。同樣的，我們可以定義以定義機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度為：為：保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的自由度。須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的自由度。平面機(jī)構(gòu)自由度平面機(jī)構(gòu)自由度原動(dòng)件能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。原動(dòng)件能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。 一個(gè)原動(dòng)件只能提供一個(gè)獨(dú)立參數(shù)一個(gè)原動(dòng)件只能提供一個(gè)獨(dú)立參數(shù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為： 自由度原動(dòng)件數(shù)自由度原動(dòng)件數(shù)1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)

34、構(gòu)的自由度作為平面機(jī)構(gòu)，我們知道其運(yùn)動(dòng)副只能是低副作為平面機(jī)構(gòu)，我們知道其運(yùn)動(dòng)副只能是低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）和高副組成。（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）和高副組成。1.轉(zhuǎn)動(dòng)副xyoxyo2.移動(dòng)副3. 齒輪副nnnn4.凸輪副結(jié)論：結(jié)論：在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使構(gòu)在平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使構(gòu)件失去兩個(gè)自由度；每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使構(gòu)件失去一件失去兩個(gè)自由度；每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使構(gòu)件失去一個(gè)自由度。個(gè)自由度。1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度自由構(gòu)自由構(gòu)件的自件的自由度數(shù)由度數(shù)運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 自由度數(shù)自由度數(shù) 約束數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副 1（） + 2（x，y） = 3yx1

35、2ySx12xy12R=2, F=1R=2, F=1R=1, F=2結(jié)論：結(jié)論：構(gòu)件自由度構(gòu)件自由度3約束數(shù)約束數(shù)移動(dòng)副移動(dòng)副 1（x） + 2（y，）= 3高高 副副 2（x,） + 1（y） = 3經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)后，構(gòu)件自由度會(huì)有變化：經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)后，構(gòu)件自由度會(huì)有變化： 自由構(gòu)件的自由度數(shù)約束數(shù)自由構(gòu)件的自由度數(shù)約束數(shù)1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n 計(jì)算公式：計(jì)算公式： F=3n(2PL +Ph )要求：記住上述公式，并能熟練應(yīng)用。要求：記住上述公式，并能熟練應(yīng)用。構(gòu)件總自由度構(gòu)件總自由度 低副約束數(shù)低副約束數(shù) 高副約束數(shù)高副約束數(shù) 3n 2 PL1 Ph

36、計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。解：解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=3低副數(shù)低副數(shù) PL=4F =3n 2PL PH =33 24 =1 高副數(shù)高副數(shù) PH= 0S3123推廣到一般：推廣到一般： 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算五桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算五桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的自由度解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n = 4低副數(shù)低副數(shù)PL=5F = 3n 2PL PH = 34 25 = 2 高副數(shù)高副數(shù)PH=012341 11-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算圖示凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算圖示凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n= 2低副數(shù)低副數(shù)PL=2F=

37、3n 2PL PH =32 221 =1高副數(shù)高副數(shù)PH=11231-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1234F =3n2plph = 3 2 340= 112345F =3n2plph = 3 2 450= 2F =3n2plph = 3 2 221= 1BCAF =3n2plph = 3 2 340 = 1F =3n2plph = 3 2 451 = 1機(jī)構(gòu)自由度舉例：機(jī)構(gòu)自由度舉例：1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件F =3n2plph = 3 32 50= -1 F =3n2plph = 3 22 30=0 F = 0，構(gòu)件之間無(wú)相

38、對(duì)運(yùn)動(dòng)，剛性桁架，構(gòu)件之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，剛性桁架BCABCADEF =3n2plph = 3 32 40= 1 F =3n2plph = 3 42 50= 2 F 0，由于約束過(guò)多，已成為超靜定桁架了，也不能成為機(jī)構(gòu)由于約束過(guò)多，已成為超靜定桁架了，也不能成為機(jī)構(gòu) F 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)，各構(gòu)件各構(gòu)件無(wú)確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(d)1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度結(jié)論：結(jié)論：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 1 1、機(jī)構(gòu)自由度、機(jī)構(gòu)自由度 0 0 2 2、原動(dòng)件數(shù)、原動(dòng)件數(shù) 機(jī)構(gòu)自由度數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)要求一定要記住要求一定要記住總結(jié)：F = 0不動(dòng)； F 原動(dòng)件數(shù)，運(yùn)動(dòng)

39、不確定； F 原動(dòng)件數(shù)，破壞當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為1 1時(shí)，只需有一個(gè)原動(dòng)件；時(shí)，只需有一個(gè)原動(dòng)件；當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為2 2時(shí)，則需有兩個(gè)原動(dòng)件。時(shí)，則需有兩個(gè)原動(dòng)件。 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度K=4；n=3； pL=4；pH =0F=33240=1有一個(gè)機(jī)架、自由度有一個(gè)機(jī)架、自由度 F F 0 0、原動(dòng)件數(shù)目機(jī)構(gòu)自由度數(shù)目原動(dòng)件數(shù)目機(jī)構(gòu)自由度數(shù)目有確定運(yùn)動(dòng)有確定運(yùn)動(dòng)原動(dòng)件原動(dòng)件 機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)例例: :判斷結(jié)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)判斷結(jié)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)( (F F = 0= 0不動(dòng)；多于原動(dòng)件不確定不動(dòng)；多于原動(dòng)件不確定；少于原動(dòng)件破壞）

40、少于原動(dòng)件破壞）1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度圓盤(pán)鋸圓盤(pán)鋸 計(jì)算錯(cuò)誤的原因：計(jì)算錯(cuò)誤的原因：例例圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算 解解 n 7，pL 6，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 6 9錯(cuò)誤的結(jié)果！錯(cuò)誤的結(jié)果！12345678ABCDEF兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度12345678ABCDEF 正確計(jì)算正確計(jì)算 B、C、D、E 處為復(fù)合鉸處為復(fù)合鉸鏈，轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)均為鏈，轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)均為2。n 7，pL 10，pH 0 F 3n 2pL pH 3 7 2 10 1計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 復(fù)合鉸鏈復(fù)合

41、鉸鏈( (Compound hinges) ) 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接所構(gòu)成的兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副。 k個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，有個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，有(k-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度12313424132兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副1234兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副1423兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副312兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副 準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合鉸鏈舉例準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合鉸鏈舉例關(guān)鍵：關(guān)鍵：分辨清楚哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接分辨清楚哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接 1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的

42、自由度1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度412356F 3n2plph 3 2 F 3n 2plph 3 2 412356復(fù)復(fù)合合鉸鏈鉸鏈560 3錯(cuò)錯(cuò)復(fù)合鉸鏈例題復(fù)合鉸鏈例題570 1對(duì)對(duì)例例計(jì)算凸輪機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算凸輪機(jī)構(gòu)自由度 F 3n 2pL pH 3 3 2 3 1 2 局部自由度局部自由度( (Passive degree of freedom) ) 機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有關(guān)，不影響其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度，同時(shí)與輸出運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，不影響其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度，同時(shí)與輸出運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度關(guān)的自由度?？紤]局部自由度時(shí)的機(jī)構(gòu)自

43、由度計(jì)算考慮局部自由度時(shí)的機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算設(shè)想將滾子與從動(dòng)件焊成一體設(shè)想將滾子與從動(dòng)件焊成一體F 3n 2pL pH 3 2 2 2 1 1計(jì)算時(shí)減去局部自由度計(jì)算時(shí)減去局部自由度FP F 3n 2pL pH FP 3 3 2 3 1 1 1？ ？ ？1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度123123凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 局部自由度局部自由度( (Passive degree of freedom) ) 對(duì)于含有局部自由度的機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由對(duì)于含有局部自由度的機(jī)構(gòu)在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)予排除，即不考慮局部自由度（設(shè)想把局部自由度固定

44、進(jìn)行度應(yīng)予排除，即不考慮局部自由度（設(shè)想把局部自由度固定進(jìn)行計(jì)算）計(jì)算） 局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合：局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合：滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r添加滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r添加的滾子、軸承中的滾珠的滾子、軸承中的滾珠 解決的方法：解決的方法：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，設(shè)想將滾子與安裝滾子的計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個(gè)構(gòu)件構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個(gè)構(gòu)件局局部部自自由由度度局部自由度局部自由度3 3局部自由度局部自由度11-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度解：活動(dòng)解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)構(gòu)件數(shù) n= 4，低副數(shù)低副數(shù) PL= 6，F(xiàn) = 3n - 2PL - PH = 34

45、-26 = 0高副數(shù)高副數(shù) PH= 0例：例：已知：已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。構(gòu)的自由度。 1234ABCDEF為什么為什么 ? ? ? ? ?虛約束虛約束1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 虛約束虛約束(Passive constraint)(Passive constraint) 在運(yùn)動(dòng)副引入的約束中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響在運(yùn)動(dòng)副引入的約束中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由度的影響是重復(fù)的，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起任何限制作用。這種重復(fù)而對(duì)是重復(fù)的，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起任何限制作用。這種重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束稱(chēng)為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束稱(chēng)為

46、虛約束虛約束，或叫，或叫消極約束消極約束。引入虛約束是為了增加機(jī)構(gòu)的剛度、改善受力情況、保持傳引入虛約束是為了增加機(jī)構(gòu)的剛度、改善受力情況、保持傳動(dòng)的可靠性，在動(dòng)的可靠性，在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)當(dāng)除去不計(jì)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)當(dāng)除去不計(jì)。1234ABCDEF FEAB CD ，故增加構(gòu)件故增加構(gòu)件4前后前后E點(diǎn)的軌跡都點(diǎn)的軌跡都是圓弧，增加的約束不起作用，是圓弧，增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件應(yīng)去掉構(gòu)件4。1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度重新計(jì)算：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)重新計(jì)算：活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=3, 低副數(shù)低副數(shù) PL=4, 高副數(shù)高副數(shù) PH=0F=3n 2PL PH =33 24 =1特別注意：此例

47、存在虛約束的幾何條件是特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：ABCDEF虛約束虛約束例：例：已知：已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。構(gòu)的自由度。 123ABCDEF4F4在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：1 1）兩個(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副；）兩個(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副；1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度此時(shí)只有一個(gè)移動(dòng)副起作用，其余的都是虛約束。此時(shí)只有一個(gè)移動(dòng)副起作用，其余的都是虛約束。123 如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，頂桿如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，頂桿2 2與滑道組與滑道組3 3成兩

48、個(gè)移動(dòng)副，可以解除其中一個(gè)而不成兩個(gè)移動(dòng)副，可以解除其中一個(gè)而不影響機(jī)構(gòu)的實(shí)際約束情況，也就是其中一影響機(jī)構(gòu)的實(shí)際約束情況，也就是其中一個(gè)移動(dòng)副的約束為虛約束。個(gè)移動(dòng)副的約束為虛約束。在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度2 2）兩個(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)軸線(xiàn)重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)）兩個(gè)構(gòu)件之間組成多個(gè)軸線(xiàn)重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起作用，其余都是虛約束。只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起作用，其余都是虛約束。如圖所示齒輪機(jī)構(gòu)中，如圖所示齒輪機(jī)構(gòu)中，A A和和A A，B B和和B B之中分之中分別有一個(gè)屬于虛約束。別有一個(gè)屬于虛約束。

49、在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：3 3）機(jī)構(gòu)中傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱(chēng)部分）機(jī)構(gòu)中傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱(chēng)部分 如圖左所示的輪系就是對(duì)如圖左所示的輪系就是對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，三運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，三個(gè)行星輪中只有一個(gè)起實(shí)際約個(gè)行星輪中只有一個(gè)起實(shí)際約束作用，其余兩個(gè)均為虛約束束作用，其余兩個(gè)均為虛約束（增加一個(gè)小齒輪，就引入一（增加一個(gè)小齒輪，就引入一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)高副，即引入個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和兩個(gè)高副，即引入4 4個(gè)約束，圖中共增加了兩個(gè)個(gè)約束，圖中共增加了兩個(gè)小齒輪，因此增加了兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪，因此增加了兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和四個(gè)高副，即共

50、增加了副和四個(gè)高副，即共增加了8 8個(gè)約束，均為虛約束）。個(gè)約束，均為虛約束）。1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：4 4）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變時(shí)）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變時(shí) 在這兩個(gè)例子中，加與不加紅色構(gòu)件效果完全一樣，在這兩個(gè)例子中，加與不加紅色構(gòu)件效果完全一樣，為虛約束。計(jì)算時(shí)應(yīng)將為虛約束。計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件構(gòu)件AB及其及其引入的約束去掉來(lái)計(jì)引入的約束去掉來(lái)計(jì)算。算。412351234F3n2PLPH 3 2 34 0F3n2PLPH 3 2 46 0 0BA錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì)

51、1F3n2PLPH 3 2 46 00錯(cuò)錯(cuò)1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：5 5）兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合）兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合 在該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件在該機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件2上的上的C點(diǎn)點(diǎn)C2與構(gòu)與構(gòu)件件3上的上的C點(diǎn)點(diǎn)C3軌跡重合，為虛約束軌跡重合，為虛約束 計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件計(jì)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件3及其引入的約束去及其引入的約束去掉來(lái)計(jì)算掉來(lái)計(jì)算 同理，也可將構(gòu)件同理，也可將構(gòu)件4當(dāng)作虛約束，將當(dāng)作虛約束，將構(gòu)件構(gòu)件4及其引入的約束去掉來(lái)計(jì)算，及其引入的約束去掉來(lái)計(jì)算，效果完全一樣效果完全一樣BA

52、C(C2,C3)D1234F3n2PLPH 3 2 34 011-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：在平面機(jī)構(gòu)中，常出現(xiàn)虛約束的情況有以下幾種：6 6）兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線(xiàn)重合兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線(xiàn)重合 W如如等寬凸輪等寬凸輪注意：注意： 法線(xiàn)不重合時(shí)，變成實(shí)際法線(xiàn)不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！約束！AAn1n1n2n2n1n1n2n2AA1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度虛約束的作用：虛約束的作用：改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸

53、與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)順利，避免運(yùn)動(dòng)不確定，如車(chē)輪。使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)順利，避免運(yùn)動(dòng)不確定，如車(chē)輪。注意：注意： 各種出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合都是有條件的各種出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合都是有條件的 ，機(jī)構(gòu)中的虛約束，機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿(mǎn)足，都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿(mǎn)足，則虛約束將變成有效約束，而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。則虛約束將變成有效約束，而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。如果加工誤差過(guò)大，虛約束就可能成為實(shí)際約束，而對(duì)如果加工誤差過(guò)大，虛約束就可能成為實(shí)際約束，而對(duì)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。因此，對(duì)于存在虛約束的機(jī)構(gòu)，在制造機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不良

54、影響。因此，對(duì)于存在虛約束的機(jī)構(gòu)，在制造時(shí)對(duì)尺寸的精度要求要高些，以免防止其成為實(shí)際約束，而時(shí)對(duì)尺寸的精度要求要高些，以免防止其成為實(shí)際約束，而對(duì)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。對(duì)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不良影響。1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度例例 試計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度試計(jì)算圖示大篩機(jī)構(gòu)的自由度解：解：滾子處是局部自由度；滾子處是局部自由度；或或處有虛約束；處有虛約束；處是復(fù)處是復(fù)合鉸鏈。將滾子與推桿焊成一體，去掉移動(dòng)副合鉸鏈。將滾子與推桿焊成一體，去掉移動(dòng)副并在并在點(diǎn)注明轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)得到圖點(diǎn)注明轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)得到圖b)b)。 于是：于是： = 3n - 2PL - PH = 37-29-1= 2此機(jī)構(gòu)的自由度等于此

55、機(jī)構(gòu)的自由度等于2 2，有兩個(gè)原動(dòng)件。，有兩個(gè)原動(dòng)件。1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度例例 試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度 解得：解得：n8，局部自由度，局部自由度1個(gè)個(gè)F3n2PP 3821111原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)1機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)局局虛虛復(fù)復(fù)PL11，P1，虛約束虛約束1個(gè)，復(fù)合鉸鏈個(gè)，復(fù)合鉸鏈1個(gè)。個(gè)。1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度例例 試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度圖中圖中DE=FG, DF=EG, DH=EI 解：解：轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副D、E為復(fù)合鉸鏈，除去滾子為復(fù)合鉸鏈，除去滾子B B處的局部自由度，處的局部自由度，除去構(gòu)件除去構(gòu)件

56、FGFG的虛約束的虛約束 n=8，Pl=11，Ph=1, F=3n-2PL-PH=38-211-1=11-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度例例 試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度12F3n2PP 33232131-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度例例 試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度F3n2PP 342422ED FI GJ例例 計(jì)算包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度 分析分析活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n 9復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈虛約束虛約束運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副D1處處去掉局部自由度和虛去掉局部自由度和虛約束約束局部自由度局部自由度B2I9C 3A1J6H87DE4FG

57、5A1B2C 3J6H89IFG57ED42個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副桿桿9和運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)副F、I引入一個(gè)虛約引入一個(gè)虛約束束n 6，pL 7，pH 3F 3n 2pL pH 3 6 2 7 1 3 1滾子滾子3、8繞繞自身軸線(xiàn)的自身軸線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度自由度計(jì)算小結(jié)自由度計(jì)算小結(jié)F3n2plph機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度3活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)(2低副數(shù)低副數(shù)+1高副數(shù)高副數(shù))1、復(fù)合鉸鏈、復(fù)合鉸鏈計(jì)算在內(nèi)計(jì)算在內(nèi)2、局部自由度、局部自由度排除排除3、虛約束、虛約束-重復(fù)約束重復(fù)約束排除排除1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)1-2 平

58、面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1-3 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的 應(yīng)用應(yīng)用1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用 在研究機(jī)械工作特性和運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，常需要了解兩在研究機(jī)械工作特性和運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，常需要了解兩個(gè)回轉(zhuǎn)構(gòu)件間的角速度比、直移構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)速度或某些個(gè)回轉(zhuǎn)構(gòu)件間的角速度比、直移構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)速度或某些點(diǎn)的速度變化規(guī)律，就需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。本節(jié)點(diǎn)的速度變化規(guī)律，就需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。本節(jié)將首先介紹速度瞬心及其求法，然后介紹如何利用速度將首先介紹速度瞬心及其求法，然后介紹如何利用速

59、度瞬心進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析。瞬心進(jìn)行機(jī)構(gòu)的速度分析。1-4 1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用12A2(A1)B2(B1) 機(jī)構(gòu)速度分析的圖解法有：速度機(jī)構(gòu)速度分析的圖解法有：速度瞬心法、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法、線(xiàn)圖法。瞬心瞬心法、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法、線(xiàn)圖法。瞬心法尤其適合于簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。法尤其適合于簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。1 1 速度瞬心及其求法速度瞬心及其求法絕對(duì)瞬心重合點(diǎn)絕對(duì)速度為零。絕對(duì)瞬心重合點(diǎn)絕對(duì)速度為零。P21相對(duì)瞬心重合點(diǎn)絕對(duì)速度不為零。相對(duì)瞬心重合點(diǎn)絕對(duì)速度不為零。 VA2A1VB2B1Vp2=Vp10 Vp2=Vp1=0兩個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上速度相同的兩

60、個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上速度相同的一對(duì)重合點(diǎn)，在某一瞬時(shí)兩構(gòu)件相一對(duì)重合點(diǎn)，在某一瞬時(shí)兩構(gòu)件相對(duì)于該點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于該點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) ，該點(diǎn)稱(chēng)瞬時(shí)，該點(diǎn)稱(chēng)瞬時(shí)速度中心。速度中心。1)1)速度瞬心的定義速度瞬心的定義1-4 1-4 速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用速度瞬心特點(diǎn)：速度瞬心特點(diǎn)： 該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。 絕對(duì)速度相同，相對(duì)速度為零。絕對(duì)速度相同，相對(duì)速度為零。 相對(duì)回轉(zhuǎn)中心。相對(duì)回轉(zhuǎn)中心。瞬瞬心心相對(duì)瞬心：相對(duì)瞬心：如果兩個(gè)作相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)的剛體都是運(yùn)動(dòng)的，如果兩個(gè)作相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)的剛體都是運(yùn)動(dòng)的，則其瞬心稱(chēng)為則其瞬心稱(chēng)為相對(duì)瞬心相對(duì)瞬心。絕對(duì)瞬