機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第十三章

第十三章聯(lián)軸器離合器制動器

§13.1聯(lián)軸器的類型及應(yīng)用§13.2離合器的類型及應(yīng)用§13.3制動器的類型及應(yīng)用§13.4聯(lián)軸器、離合器及制動器的使用與維護(hù)引言：聯(lián)軸器和離合器通常用來聯(lián)接兩軸并在其間傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。有時(shí)也可以作為一種安全裝置用來防止被聯(lián)接件承受過大的載荷，起到過載保護(hù)的作用。用聯(lián)軸器聯(lián)接軸時(shí)只有在機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過拆卸后才能使兩軸分離。而離合器聯(lián)接的兩軸可在機(jī)器工作中方便地實(shí)現(xiàn)分離與接合。制動器則是用來降低機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度或迫使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)的部件。聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響，往往存在著某種程度的相對位移與偏斜。因此，設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使聯(lián)軸器具有補(bǔ)償各種偏移量的性能。聯(lián)軸器、離合器、和制動器都是常用構(gòu)件，大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。聯(lián)軸器用來把兩軸聯(lián)接在一起，以傳遞運(yùn)動與轉(zhuǎn)矩，機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能接合或分離的一種裝置。離合器

在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時(shí)接合或分離的一種裝置。它可用來操縱機(jī)器傳動系統(tǒng)的斷續(xù)，以便進(jìn)行變速及換向等。制動器用來降低機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)速度或迫使機(jī)械停止運(yùn)轉(zhuǎn)的部件§13.1聯(lián)軸器的類型及應(yīng)用聯(lián)軸器用來把兩軸聯(lián)接在一起，以傳遞運(yùn)動與轉(zhuǎn)矩，機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能接合或分離的一種裝置。一、聯(lián)軸器的類型

聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。xyá

被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移無補(bǔ)償能力，故對兩軸對中性的要求高。當(dāng)兩軸有相對位移時(shí)，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡單。聯(lián)軸器的分類固定式聯(lián)軸器可移式聯(lián)軸器剛性可移式聯(lián)軸器：利用聯(lián)軸器工作零件間的間隙和結(jié)構(gòu)特性來補(bǔ)償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。彈性可移式聯(lián)軸器：利用聯(lián)軸器中的彈性元件的變形，來補(bǔ)償兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。對被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移有補(bǔ)償能力，進(jìn)一步分為：根據(jù)聯(lián)軸器補(bǔ)償兩軸偏移能力的不同，聯(lián)軸器分為兩類：剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的分類：機(jī)械式聯(lián)軸器聯(lián)軸器電磁式聯(lián)軸器其中以機(jī)械式聯(lián)軸器最為常用。二、固定式聯(lián)軸器1、凸緣聯(lián)軸器：圖示。凸緣聯(lián)軸器:上圖靠預(yù)緊普通螺栓在凸緣邊接觸表面產(chǎn)生的摩擦力傳遞力矩;下圖用鉸制孔螺栓對中,靠螺桿承受擠壓與剪切傳遞力矩用普通螺栓聯(lián)接；圖12-2b，用鉸制孔螺栓聯(lián)接凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器2、套筒聯(lián)軸器它由套筒和連接零件所組成，是由套筒和連接零件將兩根軸剛性地固定在一起。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，不能緩沖和吸振，被連接的兩軸必須嚴(yán)格對中；拆裝不夠方便，安裝時(shí)軸需作軸向移動。常用于機(jī)床的傳動系統(tǒng)中。3、夾殼式聯(lián)軸器夾殼式聯(lián)軸器是由兩個(gè)半圓筒形的夾殼及聯(lián)結(jié)它們的螺栓所組成，如圖所示?？繆A殼與軸之間的摩擦力或鍵來傳遞轉(zhuǎn)矩。主要用于低速、工作平穩(wěn)的場合。夾殼聯(lián)軸器三、可移式聯(lián)軸器1、十字滑塊聯(lián)軸器如圖——可補(bǔ)償軸線高度Y方向和角度的誤差，它由兩個(gè)半聯(lián)軸器1、3與十字滑塊2組成。十字滑塊2兩側(cè)互相垂直的凸榫分別與兩個(gè)半聯(lián)軸器的凹槽組成移動副。聯(lián)軸器工作時(shí)，十字滑塊隨兩軸轉(zhuǎn)動，同時(shí)又相對于兩軸移動以補(bǔ)償兩軸的徑向位移。這種聯(lián)軸器徑向補(bǔ)償能力較大（d為軸的直徑），同時(shí)也有少量的角度和軸向補(bǔ)償能力。由于十字滑塊偏心回轉(zhuǎn)會產(chǎn)生離心力，滑塊滑動為往復(fù)運(yùn)動，所以不宜用于高速場合。十字滑塊聯(lián)軸器2、彈性套柱銷式聯(lián)軸器如圖所示，這種聯(lián)軸器可補(bǔ)償兩種軸線的X、Y和綜合誤差的影響。在結(jié)構(gòu)上與凸緣聯(lián)軸器相似,只是用套有橡膠彈性套的注銷代替了聯(lián)結(jié)螺栓。彈性套柱銷連軸器制造容易,裝拆方便,成本較低,但彈性套易磨損,壽命較短。它適于載荷平穩(wěn),正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁、轉(zhuǎn)速高的中小功率的兩軸聯(lián)結(jié)。

彈性套柱銷聯(lián)軸器3、彈性柱銷聯(lián)軸器如圖所示，彈性柱銷將兩個(gè)半聯(lián)軸器連接起來。為防止柱銷脫落,兩側(cè)裝有擋板。這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷連軸器相比,結(jié)構(gòu)簡單,制造安裝方便,壽命長,使用于軸向竄動較大,正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁,轉(zhuǎn)速較高的場合。由于尼龍柱銷對溫度較敏感,故工作溫度限制在-20℃—70℃的范圍內(nèi)。彈性柱銷聯(lián)軸器4、輪胎聯(lián)軸器如圖所示，輪胎聯(lián)軸器是由橡膠或橡膠織物制成輪胎形的彈性元件,通過壓板與螺栓和兩半聯(lián)軸器相聯(lián),兩半聯(lián)軸器與兩軸相連。這種聯(lián)軸器因具有橡膠輪胎彈性元件,能緩沖吸振。故適用于潮濕多塵,沖擊大、啟動頻繁及經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合。輪胎聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器

齒式聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器

萬向聯(lián)軸器

結(jié)構(gòu)運(yùn)動演示

結(jié)構(gòu)

工程案例實(shí)物滾子鏈聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器膜片聯(lián)軸器星形彈性聯(lián)軸器四、聯(lián)軸器的選擇1、類型選擇（1）兩軸對中情況嚴(yán)格對中--------固定式聯(lián)軸器不能保證嚴(yán)格對中或工作時(shí)會發(fā)生位移-------可移式聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器（2）載荷情況載荷平穩(wěn)或變動不大-----------剛性聯(lián)軸器經(jīng)常起動制動或載荷變化大---------彈性聯(lián)軸器（3）速度情況工作轉(zhuǎn)速<聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速低速----------剛性聯(lián)軸器高速----------彈性聯(lián)軸器

（4）環(huán)境情況環(huán)境溫度低（<-20°c）或高（>45°c)不宜選用具有橡膠或尼龍作彈性元件的聯(lián)軸器；考慮安裝尺寸。2、尺寸選擇據(jù)被聯(lián)接軸的直徑，轉(zhuǎn)速，計(jì)算轉(zhuǎn)矩選擇。五、聯(lián)軸器的標(biāo)注

§13.1離合器的類型及應(yīng)用

作用：離合器用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩，在工作中主、從動部分可分離可接合。離合器一般由主動部分、從動部分、接合部分、操縱部分等組成。主動部分與主動軸固定聯(lián)接，主動部分還常用于安裝接合元件（或一部分）。從動部分有的與從動軸固定聯(lián)接，有的可以相對于從動軸作軸向移動并與操縱部分相聯(lián)，從動部分上安裝有接合元件（或一部分）。操縱部分控制接合元件的接合與分離，以實(shí)現(xiàn)兩軸間轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)矩的傳遞或中斷。一、離合器的分類按其工作原理可分為嚙合式：利用牙齒嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩，可保證兩軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，但只能在低速或停車時(shí)進(jìn)行離合摩擦式：利用工作表面的摩擦傳遞扭矩，能在任何轉(zhuǎn)速下離合，有過載保護(hù)但不能保證兩軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)按離合控制方法不同，可分為操縱式和自動式兩類；按操縱方式分有機(jī)械操縱式、電磁操縱式、液壓操縱式和氣壓操縱式等；可自動離合的離合器有超越離合器、離心離合器和安全離合器等，它們能在特定條件下，自動地接合或分離。對離合器的基本要求分離、接合迅速，平穩(wěn)無沖擊，分離徹底，動作準(zhǔn)確可靠；結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高；接合元件耐磨性好，使用壽命長，散熱條件好；操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便。二、牙嵌式離合器牙嵌式離合器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它是由兩個(gè)端面帶牙的半離合器組成。主動半離合器用平鍵與主動軸聯(lián)接，從動半離合器用導(dǎo)向鍵(或花鍵)與從動軸聯(lián)接。主動半離合器上安裝有對中環(huán)，以保證兩個(gè)半離合器對中。操縱時(shí)，通過操縱桿移動滑環(huán)，使兩個(gè)半離合器的牙面嵌入（接合）或分開（分離）。牙嵌式離合器常用的牙形有：矩形、梯形和鋸齒形等（1）矩形齒：特點(diǎn)是齒的強(qiáng)度低，磨損后無法補(bǔ)償，難于接合，只能用靜止?fàn)顟B(tài)下手動離合的場合。（2）梯形齒：特點(diǎn)牙的強(qiáng)度高，承載能力大，能自行補(bǔ)償磨損產(chǎn)生的間隙，并且接合與分離方便，但嚙合齒間的軸向力有使其自行分離的可能。這種牙形的離合器應(yīng)用廣泛。（3）鋸齒形：特點(diǎn)牙的強(qiáng)度高，承載能力最大，但僅能單向工作，反向工作時(shí)齒面間會產(chǎn)生很大的軸向力使離合器自行分離而不能正常工作。牙嵌式離合器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡、尺寸緊湊、工作可靠、承載能力大、傳動準(zhǔn)確，但在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接合有沖擊，容易打壞牙，所以一般離合操作只在低速或靜止?fàn)顩r下進(jìn)行。三、摩擦離合器

摩擦式離合器是靠接合元件間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的。接合元件所受的正壓力F調(diào)整確定后，接合元件之間的最大摩擦力隨之確定，離合器的承載能力轉(zhuǎn)矩Tmax也隨之確定。離合器正常工作時(shí)所傳遞的轉(zhuǎn)矩T應(yīng)小于或等于Tmax。當(dāng)（過載）時(shí)，接合元件間產(chǎn)生打滑，保護(hù)傳動系統(tǒng)中的零件不致?lián)p壞。打滑時(shí)，接合元件磨損嚴(yán)重，摩擦消耗的功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃渴闺x合器溫度升高，較高的溫升和較大的磨損將影響到離合器的正常工作。摩擦式離合器可在任何轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)兩軸的接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊振動較??；有過載保護(hù)作用。但尺寸較大，在接合或分離過程中要產(chǎn)生滑動摩擦，故發(fā)熱量大，磨損較大。

摩擦離合器1、單盤摩擦離合器2、多片摩擦離合器摩擦盤可與軸一起轉(zhuǎn)動，并可在軸向力推動下沿軸向移動。內(nèi)摩擦盤6以其凹槽與套筒4上的凸齒相配合，故內(nèi)摩擦盤可與軸3一起轉(zhuǎn)動并可沿軸向移動。內(nèi)、外摩擦盤相間安裝。另外，在套筒4上開有三個(gè)縱向槽，其中安置可繞銷軸轉(zhuǎn)動的曲臂杠桿8。當(dāng)滑環(huán)7向左移動時(shí)，通過曲臂杠桿8、壓板9使兩組摩擦盤壓緊，離合器即處于接合狀態(tài)。若滑塊向右移動時(shí)，摩擦盤被松開，離合器即分離。多盤式摩擦離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，隨接合面數(shù)量的增加而增大，但接合面數(shù)量太多時(shí)，會影響離合器的靈活性，所以一般接合面數(shù)據(jù)量不大于25～30。多盤式摩擦離合器的優(yōu)點(diǎn)是：兩軸能在任何轉(zhuǎn)速下接合；接合與分離過程平穩(wěn)；過載時(shí)會發(fā)生打滑；適用載荷范圍大。其缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，產(chǎn)生滑動時(shí)兩軸不能同步轉(zhuǎn)動。圖示為多片式摩擦離合器。圖中主動軸1與外殼2相聯(lián)接，從動軸3與套筒4相聯(lián)接。外殼的內(nèi)緣開有縱向槽，外摩擦盤5以其凸齒插入外殼的縱向槽中，因此外3、電磁摩擦離合器4、磁粉離合器磁粉離合器的工作原理如圖所示，主動軸與輪芯1固定聯(lián)接，在輪芯外緣的槽內(nèi)繞有環(huán)形激磁線圈2，從動外輪鼓4與輪芯間形成的氣隙中填入了導(dǎo)磁率高的鐵粉混合物3。當(dāng)線圈通電時(shí)，將形成一個(gè)經(jīng)主動殼體、間隙、環(huán)形從動件中而閉合的磁通，鐵粉被磁場化形成磁粉鏈。當(dāng)主動件旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于磁粉的剪切阻力帶動外鼓輪從而傳遞轉(zhuǎn)矩。當(dāng)斷電時(shí)，鐵粉處于自由松散狀態(tài)，離合器即被分離。磁粉離合器的主要特點(diǎn)有：（1）勵(lì)磁電流I與轉(zhuǎn)矩T間呈線性關(guān)系，所以轉(zhuǎn)矩控制方便、精度高，調(diào)節(jié)范圍寬；（2）可實(shí)現(xiàn)恒張力控制，為一些有特殊要求的場合提供恒張力；（3）過載時(shí)磁粉層打滑，可以起到過載保護(hù)作用；（4）可用作制動器。四、定向離合器定向離合器只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，反向時(shí)能自動分離。鋸齒形牙嵌離合器就是一種定向離合器，它只能單方向傳遞轉(zhuǎn)矩，反向時(shí)會自動分離。圖12-14所示為摩擦式定向離合器，它主要是由星輪1、外圈2、彈簧頂桿4和滾柱3組成。彈簧的作用是將滾柱壓向星輪的楔形槽內(nèi)，使?jié)L柱與星輪、外圈相接觸。設(shè)離合器以圖示轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動，當(dāng)外圈的轉(zhuǎn)速大于內(nèi)圈時(shí)，由于摩擦力的作用使?jié)L柱滑出楔形槽，這時(shí)離合器呈分離狀態(tài)；當(dāng)外圈轉(zhuǎn)速小于內(nèi)圈時(shí)，或外圈反轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦力和彈簧的共同作用，使?jié)L柱滑入楔形槽內(nèi)，這時(shí)離合器呈閉合狀態(tài)。因此這種離合器也稱為超越離合器。五、安全離合器如圖所示，采用彈簧自動壓緊，當(dāng)離合器接合面上產(chǎn)生的作用力的軸向分量超過壓緊力時(shí)，離合器產(chǎn)生分離。起到安全保護(hù)作用。安全離合器：具有過載保護(hù)作用。

（1）牙嵌式安全離合器：當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過限定值時(shí)，接合牙傷的軸向力克服彈簧壓緊力和摩擦阻力而使離合器分離。

（2）摩擦式安全離合器：無操縱結(jié)構(gòu)，用彈簧力將摩擦片壓緊。過載時(shí)，摩擦片打滑?！?3.3制動器的類型及應(yīng)用一、制動器的類型、特點(diǎn)1、特點(diǎn)制動器是利用摩擦力矩來實(shí)現(xiàn)制動的。如果把制動器的從動部分固定起來，就構(gòu)成了一制動器，接合時(shí)就起制動作用。制動器應(yīng)滿足的基本要求是：能產(chǎn)生足夠大的制動力矩，制動平穩(wěn)、可靠，操縱靈活、方便，散熱好，體積小，有較高的耐磨小，制動器應(yīng)滿足的基本要求是：能產(chǎn)生足夠的制動力（矩）、制動平穩(wěn)可靠、操縱靈活、散熱好、體積小、足夠的壽命、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等。2、類型按照制動零件的結(jié)構(gòu)特征分：有帶式、塊式、盤式等型式的制動器。按機(jī)構(gòu)不工作時(shí)制動零件所處狀態(tài)分：有常閉式和常開式兩種制動器；前者經(jīng)常處于緊閘狀態(tài)，要加外力才能解除制動作用，例如提升機(jī)構(gòu)中的制動器；后者經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，必須施加外力才能實(shí)現(xiàn)制動，例如多數(shù)車輛中的制動器。

按照控制方式分：自動式和操縱式兩類；前者如各類常閉式制動器；后者包括用人力、液壓、氣動及電磁來操縱的制動器。制動器通常裝在機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)速較高的軸上，這樣所需制動力矩和制動器尺寸可以小一些。

常用的制動器有：錐形制動器、帶狀制動器、電磁制動器、盤式制動器等。

二、帶式制動器

特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制動力矩大；如圖所示。掃描圖13-17三、塊式制動器掃描圖13-18塊式制動器的結(jié)構(gòu)如圖所示，其特點(diǎn)是：構(gòu)造簡單、使用可靠、制造和安裝方便、雙瓦塊無軸向力、維護(hù)方便、價(jià)格便宜，但制動時(shí)有沖擊和振動。適用于各種起重運(yùn)輸機(jī)械、工程機(jī)械、建筑機(jī)械等；三、塊式制動器四、內(nèi)張?zhí)闶街苿悠?.制動踏板2.推桿3.主缸活塞4.制動主缸5.油管6.制動輪缸7.輪缸活塞8.制動鼓9.摩擦片10.制動蹄11.制動底板12.支承銷13.制動蹄回位彈簧四、盤式制動器§13.4聯(lián)軸器、離合器、制動器的選擇與維護(hù)聯(lián)軸器、離合器、制動器類型很多，其中大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可供選用。一、聯(lián)軸器的選擇對于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器而言，其選擇的主要任務(wù)是確定聯(lián)軸器類型和型號。1、類型的選擇選擇聯(lián)軸器的前提是：全面了解常用聯(lián)軸器的性能、應(yīng)用范圍及使用場合。設(shè)計(jì)人員根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中對聯(lián)軸器的要求和工作條件，選用適合的聯(lián)軸器類型。另外也可以參考同類機(jī)械或相似機(jī)械上的應(yīng)用進(jìn)行選擇。選擇連軸器類型時(shí)應(yīng)考慮的因素主要有：⑴被聯(lián)接兩軸的對中性；

⑵轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)；

⑶軸的工作轉(zhuǎn)速；

⑷工作環(huán)境、使用壽命和潤滑密封條件等。（1）對于低速、剛性大的短軸，或當(dāng)兩軸對中準(zhǔn)確、工作時(shí)兩軸線不會發(fā)生相對位移時(shí)，可選擇剛性固定式聯(lián)軸器；（2）對于低速、剛性小的長軸，或當(dāng)兩軸的軸線有相對偏移，或基礎(chǔ)與機(jī)架的剛性較差，工作式不能保證兩軸線精確對中式，可選擇剛性可移式聯(lián)軸器；（3）對于有一定軸向位移和角偏移時(shí)，可選擇彈性套柱聯(lián)銷聯(lián)軸器。（4）對于有較大軸向位移和角偏移時(shí)，可選擇彈性柱銷連軸器；（5）對于有一定軸向位移和較大角偏移時(shí)，可選擇輪胎式聯(lián)軸器。2、型號的選擇當(dāng)聯(lián)軸器的類型確定后，應(yīng)根據(jù)軸端直徑d’，轉(zhuǎn)矩T，轉(zhuǎn)速n和空間尺寸等要求在標(biāo)準(zhǔn)中選擇適當(dāng)?shù)穆?lián)軸器型號。步驟：（1）計(jì)算名義轉(zhuǎn)矩T：T=9550P/n[T]——所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩；P——所選聯(lián)軸器傳動的最大功率；n——軸的轉(zhuǎn)速；二、離合器的選擇離合器應(yīng)滿足的基本要求是：接合可靠、分離徹底、動作迅速、操縱靈活、平穩(wěn)無沖擊；結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低、工作安全、傳動效率高、使用壽命長；重量輕、慣性小、外形尺寸小、散熱能力強(qiáng)、調(diào)整維修方便等。實(shí)際上任何一個(gè)離合器不可能同時(shí)滿足全部的基本要求，一般應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件進(jìn)行選擇，確保主要條件、兼顧其它條件。由于大多數(shù)離合器已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，所以設(shè)計(jì)時(shí)只需參考有關(guān)手冊和設(shè)計(jì)資料進(jìn)行類比設(shè)計(jì)或選擇即可。且滿足：Tc≤[Tc]n≤[n]式中:[Tc]——聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)矩N·mm；[n]——聯(lián)軸器的許用最高轉(zhuǎn)速r/min。三、制動器的選擇制動器的選擇與聯(lián)軸器的選擇所考慮的條件和選擇內(nèi)容大致相同，但在制動器型號選擇時(shí)制動力矩計(jì)算較為復(fù)雜，由于受篇幅的限制，不便在此一一列出，可參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》等設(shè)計(jì)資料進(jìn)行制動器的設(shè)計(jì)選擇。且滿足：Tc=STmax式中：Tmax——制動輪所傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，N·mm；S——制動安全系數(shù)；按表選取。

四、聯(lián)軸器、離合器、制動器的使用和維護(hù)(1)聯(lián)軸器與離合器的安裝誤差應(yīng)嚴(yán)格控制，對固定式剛性聯(lián)軸器更應(yīng)注意。由于所聯(lián)接兩軸的相對位移在負(fù)載后還可能增大，故通常要求安裝誤差不大于許用補(bǔ)償量的二分之一。(2)聯(lián)軸器在工作后應(yīng)檢查兩軸對中情況，其相對位移不應(yīng)大于許用補(bǔ)償量。應(yīng)定期檢查傳力零件是否有損壞，以便及時(shí)更換。有潤滑要求的，要定期檢查潤滑情況。(3)對于轉(zhuǎn)速較高的聯(lián)軸器，要進(jìn)行動平衡試驗(yàn)。(4)多片式摩擦離合器在工作時(shí)不應(yīng)有打滑或分離不徹底現(xiàn)象。應(yīng)經(jīng)常檢查作用在摩擦片上的壓力是否足夠；摩擦片磨損情況，回位彈簧是否靈敏；主、從動片之間的間隙應(yīng)注意調(diào)正。(5)應(yīng)定期檢查離合器的操縱系統(tǒng)是否操作靈活，工作可靠。(6)制動器往往是機(jī)械設(shè)備中重要的安全裝置，與安全生產(chǎn)密切相關(guān)。應(yīng)經(jīng)常檢查其工作狀況，制動器全部傳動系統(tǒng)的動作要靈敏，應(yīng)按時(shí)注油潤滑轉(zhuǎn)動環(huán)節(jié)，合理調(diào)整彈簧彈力、合理調(diào)整松開狀態(tài)時(shí)制動瓦塊與制動輪的間隙。（2）聯(lián)軸器型號的選擇當(dāng)聯(lián)軸器的類型確定后，應(yīng)根據(jù)軸端直徑d’，轉(zhuǎn)矩T，轉(zhuǎn)速n和空間尺寸等要求在標(biāo)準(zhǔn)中選擇適當(dāng)?shù)穆?lián)軸器型號。所選的聯(lián)軸器應(yīng)滿足：（1）計(jì)算名義轉(zhuǎn)矩T：T=9550P/n式中：[T]為所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩；P為所選聯(lián)軸器傳動的最大功率。n為軸的轉(zhuǎn)速；（2）計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc:Tc=KT式中，Tca計(jì)算轉(zhuǎn)矩，T為聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩，單位為N.mm；K為聯(lián)軸器工作情況系數(shù)，可根據(jù)原動機(jī)和工作機(jī)的類型從表12—2中選取。（3）選擇聯(lián)軸器的型號根據(jù)軸端直徑、轉(zhuǎn)速n、計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc、等參數(shù)查手冊，選擇適當(dāng)?shù)男吞?。必須滿足：Tc≤[Tc]n≤[n]式中:[Tc]為聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)矩N,mm；[n]為聯(lián)軸器的許用最高轉(zhuǎn)速r/min例題12—1（略）2、剛性聯(lián)軸器剛性固定式聯(lián)軸器（無法補(bǔ)償兩軸線相對位移偏差）剛性固定聯(lián)軸器:結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,但對被聯(lián)結(jié)的兩軸間的相對位移缺乏補(bǔ)償能力,故對兩軸的中性要求很高,若兩軸線發(fā)生相對位移,就會在軸、聯(lián)軸器和軸承上引起附加載荷。故用于無沖擊、軸的對中性好的場合。離合器一般由主動部分、從動部分、接合部分、操縱部分等組成。主動部分與主動軸固定聯(lián)接，主動部分還常用于安裝接合元件（或一部分）。從動部分有的與從動軸固定聯(lián)接，有的可以相對于從動軸作軸向移動并與操縱部分相聯(lián)，從動部分上安裝有接合元件（或一部分）。操縱部分控制接合元件的接合與分離，以實(shí)現(xiàn)兩軸間轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)矩的傳遞或中斷。徑向切槽外端圓孔，可防止應(yīng)力集中。彈性杠桿離合器蓋飛輪膜片彈簧膜片彈簧支承圈分離鉤（三）空間運(yùn)動副

若運(yùn)動副能夠允許兩構(gòu)件做空間相對運(yùn)動，則稱該運(yùn)動副為空間運(yùn)動副。

常用空間運(yùn)動副有螺旋副和球面副。螺旋副球面副

三、構(gòu)件的類型根據(jù)平面機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動情況，可將構(gòu)件分為三類：固定件、原動件、從動件。1、固定件（機(jī)架）機(jī)構(gòu)中用來支承活動構(gòu)件的固定件，它是相對固定不動的構(gòu)件。任何一個(gè)機(jī)構(gòu)中，必須有一個(gè)構(gòu)件是相對固定的，且一個(gè)機(jī)構(gòu)只能有一個(gè)機(jī)架。2、原動件（輸入構(gòu)件）機(jī)構(gòu)中運(yùn)動規(guī)律已知的活動構(gòu)件輸入運(yùn)動規(guī)律的構(gòu)件，其運(yùn)動規(guī)律是由外界給定的。一個(gè)機(jī)構(gòu)至少有一個(gè)原動件，也可有多個(gè)。一般與機(jī)架相聯(lián)。3、從動件機(jī)構(gòu)中隨著原動件運(yùn)動而運(yùn)動的活動構(gòu)件，起傳遞運(yùn)動和輸出運(yùn)動的作用?！?.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖：簡明表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間相對運(yùn)動關(guān)系的圖形。（按比例，用特定的符號和線條）

和運(yùn)動有關(guān)的：運(yùn)動副的類型、數(shù)目、相對位置、構(gòu)件數(shù)目。

和運(yùn)動無關(guān)的：構(gòu)件外形、截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動副的具體構(gòu)造。注：為了使問題簡化，有必要撇開與運(yùn)動無關(guān)因素，提取與運(yùn)動有關(guān)的要素。一、運(yùn)動副的表示方法（一）轉(zhuǎn)動副其基本簡化符號為小圓圈。（二）移動副其基本簡化符號是一小長方形。轉(zhuǎn)動副：移動副：凸輪副：（三）高副

兩構(gòu)件形成高副時(shí)，應(yīng)畫出其接觸處的曲線輪廓。齒輪副：二、構(gòu)件的表示方法在低副中，構(gòu)件一般可簡化為一段直線；若組成移動副，可用一小長方形表示移動副的構(gòu)件；若為固定件，在固定件上劃上陰影線；構(gòu)成高副的構(gòu)件，需劃出接觸處的曲線輪廓。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中常用機(jī)構(gòu)和運(yùn)動副的表示方法：三、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制方法（1）確定機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件，即找出機(jī)構(gòu)的原動件、機(jī)架和執(zhí)行件（2）分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特征，從原動件開始，沿運(yùn)動傳遞的順序，依次明確運(yùn)動副的類型和數(shù)目，以及構(gòu)件的數(shù)目。（3）選擇適宜的視圖平面及機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)位置，選擇多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動平面作為視圖平面，機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)位置應(yīng)避免構(gòu)件的重疊和交叉現(xiàn)象；（4）根據(jù)機(jī)構(gòu)的尺寸和圖幅的大小，確定比例尺，以便于表明各運(yùn)動副之間的相對位置和尺寸。長度比例尺用μL表示，規(guī)定：（5）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，從原動件開始，依次確定各運(yùn)動副的位置點(diǎn)，用構(gòu)件和運(yùn)動副的簡化符號把各點(diǎn)聯(lián)結(jié)起來，并用箭頭標(biāo)明原動件，用斜線標(biāo)明固定件。（6）在各運(yùn)動副處標(biāo)注字母，在各構(gòu)件處標(biāo)注數(shù)字。例2-1

試?yán)L制如圖所示單缸內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖解：內(nèi)燃機(jī)由三個(gè)機(jī)構(gòu)組成，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖繪制過程如下：1、分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動，找出機(jī)架、原動件、執(zhí)行件和其他構(gòu)件。（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由缸體4(機(jī)架）、活塞1（原動件）、連桿2和曲柄3（執(zhí)行件）組成。此機(jī)構(gòu)將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。（2）齒輪機(jī)構(gòu)由缸體4（機(jī)架）、齒輪5（原動件）和齒輪6（執(zhí)行件）組成。此機(jī)構(gòu)將主動齒輪的轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)速較高）轉(zhuǎn)換成被動齒輪的轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)速較低）。（3）凸輪機(jī)構(gòu)（3）凸輪機(jī)構(gòu)由缸體4（機(jī)架）凸輪7（原動件）和推桿8（執(zhí)行件）組成。此機(jī)構(gòu)將凸輪軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為推桿的間歇直線運(yùn)動。2、分析各構(gòu)件間相對運(yùn)動的性質(zhì)、確定各運(yùn)動副的類型和數(shù)目。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中活塞1與缸體4組成移動副，活塞1與連桿2、連桿2與曲軸3、曲軸3與缸體4分別組成回轉(zhuǎn)副。齒輪機(jī)構(gòu)中齒輪5與缸體4、齒輪6與缸體4分別組成回轉(zhuǎn)副。齒輪5和齒輪6組成齒輪副（平面高副）。凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪7與缸體4組成回轉(zhuǎn)副，推桿8與缸體4組成移動副，凸輪7與推桿8組成凸輪副（平面高副）。

3、選擇視圖平面。一般應(yīng)選擇多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動所在平面或其平行平面作為視圖平面，以便清楚地表達(dá)構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系。如果一個(gè)視圖平面不能將機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動關(guān)系表達(dá)清楚，可以就不同部分分別選擇視圖平面，然后將各視圖畫在同一圖面上。上圖已經(jīng)能夠清楚地表達(dá)各構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系，所以選擇此平面作為視圖平面。4、選擇比例尺，定出各運(yùn)動副的相對位置，用構(gòu)件和運(yùn)動副的規(guī)定符號繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。先繪出滑塊導(dǎo)路中心線及運(yùn)動副A的位置作為基準(zhǔn)，然后根據(jù)構(gòu)件尺寸和各運(yùn)動副之間的尺寸，按選定的比例尺，用構(gòu)件和運(yùn)動副的規(guī)定符號，繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。例2-2繪制圖2-11所示顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖解：1、破碎機(jī)的帶輪和偏心軸一起繞回轉(zhuǎn)中心A轉(zhuǎn)動時(shí)，偏心軸2帶動動顎3運(yùn)動。由于在動顎與機(jī)架1之間裝了肘板4，動顎運(yùn)動時(shí)就不斷挫擠礦石。由此分析可知，該機(jī)構(gòu)由機(jī)架1、原動件偏心軸2、執(zhí)行件動顎3和肘板4四個(gè)構(gòu)件組成。2、偏心軸2與機(jī)架1組成回轉(zhuǎn)副A，偏心軸2與動顎3組成回轉(zhuǎn)副B，肘板4與動顎3組成回轉(zhuǎn)副C，肘板4與機(jī)架1組成回轉(zhuǎn)副D。整個(gè)機(jī)構(gòu)共有四個(gè)回轉(zhuǎn)副。3、圖2-11(a)已能清楚表達(dá)各構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系，所以就選擇此平面作為視圖平面。4、選定回轉(zhuǎn)副A的位置，然后根據(jù)各回轉(zhuǎn)副中心間的尺寸，按選定的比例尺確定回轉(zhuǎn)副B、C、D的位置，最后用規(guī)定的符號繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。（b）例2-3繪制圖2-12所示油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖解：分析該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成。在圖（a）中，構(gòu)件1偏心軸為原動件，其回轉(zhuǎn)中心在A點(diǎn)；構(gòu)件2連桿和構(gòu)件1之間為回轉(zhuǎn)副，構(gòu)件2和構(gòu)件3搖桿之間組成回轉(zhuǎn)副；構(gòu)件4為機(jī)架，當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動時(shí)，通過回轉(zhuǎn)副B帶動構(gòu)件2轉(zhuǎn)動，通過回轉(zhuǎn)副C帶動構(gòu)件3作繞D點(diǎn)的擺動。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。取一定的比例尺，由固定鉸鏈A開始，沿運(yùn)動傳遞的路線畫出鉸鏈B、C、D的位置。內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖§2.3平面機(jī)構(gòu)的自由度一、構(gòu)件的自由度一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動的可能性（如圖）。構(gòu)件所具有的這種獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度。所以一個(gè)作平面運(yùn)動的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。但當(dāng)這些構(gòu)件之間以一定的方式聯(lián)接起來成為構(gòu)件系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)構(gòu)件不再是自由構(gòu)件。兩相互接觸的構(gòu)件間只能作一定的相對運(yùn)動，自由度減少。這種對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動所施加的限制稱為約束。二、平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算

1、約束平面機(jī)構(gòu)能否具有確定的運(yùn)動，可以通過計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的方法來判斷。在平面機(jī)構(gòu)中，由于用運(yùn)動副連接構(gòu)件，使構(gòu)件的自由度受到了約束。轉(zhuǎn)動副：約束了移動的自由度（沿X軸和Y軸），只保留了一個(gè)轉(zhuǎn)動的自由度。移動副：約束了沿一個(gè)方向移動的自由度和在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的自由度，只保留了沿另一個(gè)方向移動的自由度。高副：只約束了沿接觸點(diǎn)處的法線n-n方向移動的自由度，保留了沿接觸點(diǎn)處公切線t-t方向移動和繞接觸點(diǎn)處轉(zhuǎn)動的兩個(gè)自由度。由此可見：在平面機(jī)構(gòu)中，一個(gè)低副帶來兩個(gè)約束，剩一個(gè)自由度；一個(gè)高副帶來一個(gè)約束，剩兩個(gè)自由度。限制兩個(gè)自由度：（兩個(gè)移動）保留一個(gè)自由度（轉(zhuǎn)動）機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中活動構(gòu)件相對于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。（與構(gòu)件數(shù)目，運(yùn)動副的類型和數(shù)目有關(guān)）n個(gè)活動構(gòu)件：自由度為3n。PL個(gè)低副：限制2PL（2*PL）個(gè)自由度PH個(gè)高副：限制PH（1*PH）個(gè)自由度對于一個(gè)平面機(jī)構(gòu)來說，它的自由度應(yīng)為所有活動構(gòu)件原有自由度的總和減去由運(yùn)動副帶來的約束。若一個(gè)平面機(jī)構(gòu)有n個(gè)活動構(gòu)件，PL個(gè)低副，PH個(gè)高副，則機(jī)構(gòu)的自由度F為

F=3n-2PL-PH（2-1）F也就是機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動數(shù)目。式（2-1）即為平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式。2、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件要使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動，則給定的獨(dú)立運(yùn)動規(guī)律的數(shù)目，必須等于機(jī)構(gòu)的活動度。由于機(jī)構(gòu)中按給定運(yùn)動規(guī)律的構(gòu)件是機(jī)構(gòu)的原動件，而原動件一般又都與機(jī)架相連，只能給定一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動規(guī)律，所以，要使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動，則原動件數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的活動度（自由度）F。即F=原動件數(shù)。這就是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。構(gòu)件組合體（機(jī)構(gòu)）若能夠運(yùn)動，其自由度F＞0。舉例：如圖示五鉸接桿其自由度F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=2所以，要使該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動，必須有兩個(gè)原動件。五鉸接桿例2-4計(jì)算顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的自由度解：在破碎機(jī)主體結(jié)構(gòu)中，共有3個(gè)活動構(gòu)件：偏心軸、肘板和動顎；故n=3；共有4個(gè)回轉(zhuǎn)副（低副），即PL=4。由式（2-1）可得機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-2PL–PH=3×3-2×4-0=1=原動件數(shù)（一個(gè)偏心軸）故機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動。例2-5計(jì)算活塞泵的自由度圖2-14解：活塞泵由5個(gè)構(gòu)件組成：曲柄1、連桿2、齒扇形3、活塞4和缸體（機(jī)架）5。其中曲柄1為原動件，2、3、4為從動件，活動構(gòu)件數(shù)為4。各構(gòu)件之間的連接如下：構(gòu)件1和5、1和2、2和3、3和5之間為轉(zhuǎn)動副，構(gòu)件3和4之間構(gòu)成高副，構(gòu)件4和5之間為移動副。因此，共形成5個(gè)低副，1個(gè)高副。即n=4、PL=5、PH=1，故F=3n-2PL–PH=3×4-2×5-1=1=原動件數(shù)

機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動。例2-6試計(jì)算圖示內(nèi)燃機(jī)的自由度解：內(nèi)燃機(jī)有6個(gè)構(gòu)件：曲軸3與齒輪5組成一個(gè)構(gòu)件，齒輪6與凸輪7組成一個(gè)構(gòu)件，其余構(gòu)件是活塞1、連桿2、推桿8和機(jī)架4。機(jī)構(gòu)中共有6個(gè)低副和2個(gè)高副。即n=6-1=5,PL=6,PH=2.根據(jù)公式（2-1）求得機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-2PL–PH=3×5-2×6-2=1=原動件數(shù)

（原動件為活塞1）故機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動。例2-7試計(jì)算圖示牛頭刨床主體機(jī)構(gòu)的自由度解：該機(jī)構(gòu)由七個(gè)構(gòu)件，八個(gè)低副和一個(gè)高副組成。即n=7-1=6，PL=8，PH=1。機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-2PL–PH=3×6-2×8-1=1=原動件數(shù)

此機(jī)構(gòu)的原動件是齒輪2。機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動。三、運(yùn)動副的三種特殊情況（一）復(fù)合鉸鏈若兩個(gè)以上的構(gòu)件同時(shí)在一處用回轉(zhuǎn)副相聯(lián)，則稱該聯(lián)接為復(fù)合鉸鏈。如圖2-15所示，三個(gè)構(gòu)件在一處組成回轉(zhuǎn)副，即構(gòu)成復(fù)合鉸鏈。其中：構(gòu)件1分別與構(gòu)件2、3組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動副。當(dāng)K個(gè)構(gòu)件在一處組成回轉(zhuǎn)副時(shí)，則其鉸鏈數(shù)應(yīng)為（K-1）個(gè)。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)注意識別復(fù)合鉸鏈，注意復(fù)合鉸鏈所含有的回轉(zhuǎn)副數(shù)目。以免算錯(cuò)運(yùn)動副的數(shù)目。

例2-8：圖2-16所示為擺篩機(jī)構(gòu)，構(gòu)件2、3、4在C處構(gòu)成復(fù)合鉸鏈，所以C處鉸鏈數(shù)為3-1=2個(gè)，故此機(jī)構(gòu)共有七個(gè)鉸鏈。機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-2PL–PH=3×5-2×7-0=1=原動件數(shù)

此機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動。若計(jì)算時(shí)將C處錯(cuò)算為一個(gè)回轉(zhuǎn)副，則機(jī)構(gòu)自由度F=3×5-2×6-0=3即此機(jī)構(gòu)必須有三個(gè)原動件才能具有確定的運(yùn)動。與實(shí)際不符。（二）局部自由度（多余自由度）機(jī)構(gòu)中不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律的自由度，稱為局部自由度。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)將其除去不計(jì)。例2-9：試計(jì)算圖2-17所示滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。解：該機(jī)構(gòu)當(dāng)原動件凸輪1回轉(zhuǎn)時(shí)，通過滾子3使推桿2作一定規(guī)律的往復(fù)直線運(yùn)動。該機(jī)構(gòu)有一個(gè)原動件（凸輪1），由四個(gè)構(gòu)件（其中一個(gè)機(jī)架），三個(gè)低副和一個(gè)高副組成。即n=3，PL=3，PH=1。故F=3×3-2×3-1=2計(jì)算結(jié)果表明：該機(jī)構(gòu)應(yīng)有兩個(gè)原動件，顯然與實(shí)際情況不符。其原因就是計(jì)入了多余自由度。試想，若將滾子3與推桿2焊成一體（圖b示），則從動件推桿2的運(yùn)動不發(fā)生任何變化。即滾子是繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動的，但對從動件的運(yùn)動輸出沒有影響。因此，滾子與推桿間的自由度是多余自由度。如將其除去不計(jì)，即將滾子與推桿看作一個(gè)構(gòu)件，則有n=2，PL=2，PH=1，則F=3×2-2×2-1=1=原動件數(shù)與實(shí)際情況相符。多余自由度雖然不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律，但可改善機(jī)構(gòu)的工作狀況。如上例，在推桿上安裝滾子，可減輕推桿與凸輪間的摩擦，減少構(gòu)件的磨損。所以，在機(jī)械中常有局部自由度出現(xiàn)。F=3n-2PL-PH=3*3-2*3-1=2F=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1多余的自由度是滾子2繞其中心轉(zhuǎn)動帶來的局部自由度，它并不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，在計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)該除掉。

（三）虛約束(重復(fù)約束、消極約束）

在有些機(jī)構(gòu)中，為了使構(gòu)件受力均衡或增加受力的剛性，有些約束是重復(fù)的，這種重復(fù)而不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，虛約束應(yīng)除去不計(jì)。例2-10:試計(jì)算圖2-18所示鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)的自由度.機(jī)構(gòu)中各桿長的關(guān)系為:LAB=LCD=LEF;LBC=LAD,LCE=LDF。

2-18機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)解：該機(jī)構(gòu)由5個(gè)構(gòu)件、6個(gè)回轉(zhuǎn)副組成。即n=5-1=4，PL=6，PH=0。則其自由度F=3×4-2×6-0=0。該計(jì)算結(jié)果表明,此機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動,顯然與實(shí)際不符。進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)，若將E鉸鏈拆開，當(dāng)原動件曲柄1運(yùn)動時(shí)，連桿2作平移運(yùn)