腳手架工程及平面機構(gòu)的運動簡圖及自由度

PAGEPAGE1腳手架施工組織設(shè)計施工單位勝中建安公司工程名稱勝凱新區(qū)三區(qū)9#、11#樓日期20XX年9月18日資料員（章）腳手架施工組織設(shè)計施工準備1.1構(gòu)配件1.1.1鋼管1腳手架鋼管采用Φ48mm，壁厚3.5mm；橫向水平桿最大長度2200mm，其它桿最大長度6500mm，且每根鋼管最大質(zhì)量不應(yīng)大于25kg。2鋼管尺寸和表面質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定:1)新鋼管應(yīng)有質(zhì)量合格證、質(zhì)量檢查報告；鋼管表面應(yīng)平直光滑，不應(yīng)有裂縫、結(jié)疤、分層、錯位、硬彎、毛刺、壓痕和深的劃道；鋼管允許偏差見下表：序號項目允許偏差檢查工具1焊接鋼管尺寸（mm）外徑48壁厚3.5-0.5游標卡尺2鋼管兩端面切斜偏差1.7塞尺、拐角尺3鋼管外表面銹蝕深度≤0.50游標卡尺4各種桿件的端部彎曲L≤1.5m≤5鋼板尺5立桿彎曲3m<l≤4m4m<l≤6.5m≤12≤206水平桿、斜桿的鋼管彎曲L≤6.5m≤302)鋼管上禁止打眼。1.1.2扣件1、扣件式鋼管腳手架采用可鍛鑄鐵制作的扣件，其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼管腳手架扣件》（GB15831）規(guī)定；采用其它材料制作的扣件，應(yīng)經(jīng)試驗證明其質(zhì)量符合該標準的規(guī)定后方可使用。2、腳手架采用的扣件，在螺栓擰緊扭矩達6.5N.M時,不得發(fā)生破壞。1.1.3腳手板腳手板采用由毛竹或楠竹制作的竹串片板，每塊質(zhì)量不宜大于30kg。1.1.4連墻件連墻件的材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）中Q235-A的規(guī)定。1.2經(jīng)檢驗合格的構(gòu)配件應(yīng)按品種、規(guī)格分類，堆放整齊、平穩(wěn)，堆放場地不得有積水。1.3應(yīng)清除搭設(shè)場地雜物，平整搭設(shè)場地，并使排水暢通。1.4當腳手架基礎(chǔ)下有設(shè)備基礎(chǔ)、管溝時，在腳手架使用過程中不應(yīng)開挖，否則須采取加固措施。二地基與基礎(chǔ)2.1立桿地基承載力計算p≤fg式中p立桿基礎(chǔ)底面的平均壓力，p=N/A；N上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向力設(shè)計值；取N=A基礎(chǔ)底面面積；fg地基承載力設(shè)計值，fg=kc.fgk=kc地基承載力調(diào)整系數(shù),對碎石土、砂土、回填土應(yīng)取0.4,對粘土應(yīng)取0.5；對巖石、砼應(yīng)取1.0。由此可得A=2.2腳手架底座底面標高宜高于自然地坪50mm。2.3腳手架基礎(chǔ)經(jīng)驗收合格后，應(yīng)按要求放線定位。三搭設(shè)3.1腳手架必須配合施工進度搭設(shè),一次搭設(shè)高度不應(yīng)超過相鄰連墻件以上兩步3.2每搭完一步腳手架后，應(yīng)校正步距、縱距、橫距及立桿的垂直度。3.3底座安放應(yīng)符合下列規(guī)定：1底座、墊板均應(yīng)準確地放在定位線上；2墊板宜采用長度不小于2跨、厚度不小于500mm的木墊板，也可采用槽鋼。3.4立桿搭設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1嚴禁將外徑48mm與51mm的鋼管混合使用；2立桿接長除頂層頂步可采用搭接外，其它各層各步接頭必須采用對接扣件連接；相鄰立桿的對接扣件不得在同一高度內(nèi)，且應(yīng)符合下列規(guī)定：1）兩根相鄰立桿的接頭不應(yīng)設(shè)置在同步內(nèi)，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個相隔接頭在高度方向錯開的距離不小于500MM；各接頭中心至主接點的距離不宜大于步距的1/3；2）搭接長度不應(yīng)于1M，應(yīng)采用不少于2個旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板的邊緣至桿端距離不應(yīng)小于100MM。3開始搭設(shè)立桿時，應(yīng)每隔6跨設(shè)置一根拋撐，直至連墻件安裝穩(wěn)固后，方可根據(jù)情況拆除；4當搭至有連墻件的構(gòu)造點時，在搭設(shè)完該處的立桿、縱向水平桿、橫向水平桿后，應(yīng)立即設(shè)置連墻件；5立桿頂端宜高出女兒墻上皮1m，高出檐口上皮1.5m。3.5縱向水平桿搭設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、縱向水平桿宜設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，其長度不宜小于3跨；2、縱向水平桿接長宜用對接扣件，也可采用搭接。對接、搭接應(yīng)符合下列規(guī)定：1）縱向水平桿的對接扣件應(yīng)交錯布置各接頭至最近主接點的距離不宜大于縱距的1/3。2）搭接長度不應(yīng)小于1M，應(yīng)等間距設(shè)置3個旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板的邊緣至桿端距離不應(yīng)小于100MM。3）縱向水平桿應(yīng)作為橫向水平桿的支座，用直角扣件固定在立桿上。2在封閉型腳手架的同一步中，縱向水平桿應(yīng)四周交圈，用直角扣件與內(nèi)外角部立桿固定。3.6橫向水平桿搭設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、主接點必須設(shè)置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴禁拆除。主接點處兩個直角扣件的中心距不應(yīng)大于150MM。2、作業(yè)層上非主節(jié)點處的橫向水平桿，宜根據(jù)支承腳手板的需要等間距設(shè)置，最大間距不應(yīng)大于縱距的1/2；3、雙排腳手架橫向水平桿的靠墻一端至裝飾面的距離不應(yīng)大于100MM。3.7腳手架必須設(shè)置縱、橫向掃地桿。縱向掃地桿應(yīng)采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200MM處的立桿上。橫向掃地桿也應(yīng)采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。當立桿基礎(chǔ)不在同一高度時，必須將高處的縱向掃地桿向低處延長兩跨與立桿固定，高低差不應(yīng)大于1M。3.8連墻件、剪刀撐、橫向斜撐等的搭設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、連墻件的強度、穩(wěn)定性和連接強度應(yīng)按現(xiàn)行國家標準《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（GBJ18）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB17）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ10）等的規(guī)定。2、連墻件軸向力設(shè)計值：Nl=Nlw+N0式中Nl連墻件軸向力設(shè)計值（KN）；Nlw風荷載產(chǎn)生的連墻件軸向力設(shè)計值，Nlw=1.4*ωkAW=N0連墻件約束腳手架平面外變形產(chǎn)生的軸向力，雙排腳手架取5KN。每個連墻件的覆蓋面積內(nèi)腳手架外側(cè)面的迎風面積。連墻件軸向力設(shè)計值應(yīng)小于扣件抗滑承載力設(shè)計值RC。RC=8KN，滿足要求。3、每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6M，斜桿與地面傾角宜在45o-60o，且應(yīng)滿足表三剪刀撐與地面傾角45o50o60o剪刀撐跨越立桿的最多根數(shù)7654、高度在24M以下的腳手架必須在外側(cè)立面的兩端各設(shè)置一道剪刀撐，并應(yīng)由底至頂連續(xù)設(shè)置；中間各道剪刀撐之間的凈距不應(yīng)大于15M。高度在24M以上的腳手架應(yīng)在外側(cè)整個立面整個長度和高度上連續(xù)設(shè)置剪刀撐；5、剪刀撐、橫向斜撐應(yīng)隨立桿、縱向和橫向水平桿等同步搭設(shè)，各底層斜桿下端均必須支承在墊塊或墊板上。3.9扣件安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）扣件規(guī)格必須與鋼管外徑相同；（2）螺栓擰緊力矩不應(yīng)小于40N.M，且不應(yīng)大于65N.M；（3）在主節(jié)點處固定縱向和橫向水平桿、剪刀撐、橫向斜撐等用的直角扣件的中心點的相互距離不應(yīng)大于150MM；（4）對接扣件的開口應(yīng)朝上或朝內(nèi)；3.10作業(yè)層、斜道的欄桿和擋板的搭設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、欄桿和擋板均應(yīng)搭設(shè)在外立桿的內(nèi)側(cè)；2、上欄桿的上皮高度應(yīng)為1.2M；3、擋腳板高度不應(yīng)小于180MM；4、中欄桿應(yīng)居中設(shè)置。3.11腳手板的鋪設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：1、腳手板應(yīng)滿鋪、離開墻面120-150MM；2、腳手板的探頭應(yīng)用直徑3.2MM的鍍鋅鋼絲固定在支承桿件上；3、在拐角、斜道平臺口處的腳手板，應(yīng)與橫向水平桿可靠連接，防止滑動；4、自頂層作業(yè)層的腳手板往下計，宜每隔12M滿鋪一層腳手板。四拆除4.1拆除腳手架前的準確備工作應(yīng)符合下列規(guī)定：1、應(yīng)全面檢查腳手架的扣件連接、連墻件、支撐體系等是否符合構(gòu)造要求；2、應(yīng)根據(jù)檢查結(jié)果補充完善施工組織設(shè)計中的拆除順序和措施，經(jīng)主管部門批準后方可實施；3、應(yīng)清除腳手架上雜物及地面障礙物。4.2拆除腳手架時，應(yīng)符合下列規(guī)定：1、拆除作業(yè)必須由上而下逐層進行，嚴禁上下同時作業(yè)；2、連墻件必須隨腳手架逐層拆除，嚴禁先將連墻件整層或數(shù)層拆除后再拆腳手架；分段拆除高差不應(yīng)大于2步，如高差大于步，應(yīng)增設(shè)連墻件加固；3、當腳手架拆至下部最后一根長立桿的高度（約6.5m）時，應(yīng)先在適當位置搭設(shè)臨時拋撐加固后，再拆除連墻件；4、當腳手架采取分段、分立面拆除時，對不拆除的腳手架兩端，應(yīng)先加設(shè)連墻件及橫向斜桿加固。4.3卸料時應(yīng)符合下列規(guī)定：1、各構(gòu)配件嚴禁拋至地面；2、運至地面的構(gòu)配件應(yīng)及時檢查、整修與保養(yǎng)，并按品種、規(guī)格隨時碼堆存放。5安全管理5.1腳手架搭設(shè)人員必須是經(jīng)過按現(xiàn)行國家標準《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》（GB5036）等考核合格的專業(yè)架子工。上崗人員應(yīng)定期體檢，合格方可持證上崗。5.2搭設(shè)腳手架人員必須戴安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。5.3腳手架的構(gòu)配件質(zhì)量與搭設(shè)質(zhì)量，應(yīng)按規(guī)定驗收合格后方準使用。5.4作業(yè)層上的施工荷載應(yīng)符合設(shè)計要求，不得超載。不得將模板支架、纜風繩、泵送混凝土等到固定在腳手架上；嚴禁懸掛起重設(shè)備。5.5當有六級及六級以上大風和霧、雨雪天氣時應(yīng)停止腳手架搭設(shè)與拆除作業(yè)。5.6腳手架使用中，應(yīng)定期檢查桿件的設(shè)置的連接，連墻件、支撐、門洞桁架等的構(gòu)造是否符合要求；地基是否有積水，底座是否有松動，立桿是否懸空；扣件是否松動；腳手架的垂直度偏差；安全防護措施是否符合要求；是否超載。5.7在腳手架的使用期間嚴禁拆除主節(jié)點處的縱、橫向水平桿、掃地桿及連墻件。5.8不得在腳手架基礎(chǔ)及相鄰處進行挖掘作業(yè)，否則應(yīng)采取安全措施。5.9在腳手架上進行電、氣焊作業(yè)時，必須有防火措施和專人看守。5.10搭拆腳手架時，地面應(yīng)設(shè)圍欄和警戒標志，并派專人看守，嚴禁非操作人員入內(nèi)。第三章平面機構(gòu)的運動簡圖及自由度機構(gòu)由構(gòu)件組成，各構(gòu)件之間具有確定的相對運動。然而，把構(gòu)件任意拼湊起來不一定能運動；即使能夠運動，也不一定具有確定的相對運動。那么構(gòu)件應(yīng)如何組合才能運動？在什么條件下才具有確定的相對運動？這對分析現(xiàn)有機構(gòu)或創(chuàng)新機構(gòu)很重要。所有構(gòu)件的運動平面都相互平行的機構(gòu)稱為平面機構(gòu)，否則稱為空間機構(gòu)。本章僅討論平面機構(gòu)的情況，因為在生活和生產(chǎn)中，平面機構(gòu)應(yīng)用最多。3-1運動副3．1．1運動副機構(gòu)由若干個相互聯(lián)接起來的構(gòu)件組成。機構(gòu)中兩構(gòu)件之間直接接觸并能作相對運動的可動聯(lián)接，稱為運動副。例如軸與軸承之間的聯(lián)接，活塞與汽缸之間的聯(lián)接，凸輪與推桿之間的聯(lián)接，兩齒輪的齒和齒之間的聯(lián)接等。3．1．2運動副的分類在平面運動副中，兩構(gòu)件之間的直接接觸有三種情況：點接觸、線接觸和面接觸。按照接觸特性，通常把運動副分為低副和高副兩類。1．低副兩構(gòu)件通過面接觸構(gòu)成的運動副稱為低副。根據(jù)兩構(gòu)件間的相對運動形式，低副又分為移動副和轉(zhuǎn)動副。兩構(gòu)件間的相對運動為直線運動的，稱為移動副，如圖3-1所示；兩構(gòu)件間的相對運動為轉(zhuǎn)動的，稱為轉(zhuǎn)動副或稱為鉸鏈副，如圖3-2所示。 圖3-1移動副 圖3-2轉(zhuǎn)動副2．高副兩構(gòu)件通過點或線接觸構(gòu)成的運動副稱為高副。如圖3-3，凸輪1與尖頂推桿2構(gòu)成高副，如圖3-4，兩齒輪輪齒嚙合處也構(gòu)成高副。 圖3-3凸輪高副 圖3-4齒輪高副低副因通過面接觸而構(gòu)成運動副，故其接觸處的壓強小，承載能力大，耐磨損，壽命長，且因其形狀簡單，所以容易制造。低副的兩構(gòu)件之間只能作相對滑動；而高副的兩構(gòu)件之間則可作相對滑動或滾動，或兩者并存。3-2平面機構(gòu)運動簡圖實際構(gòu)件的外形和結(jié)構(gòu)往往很復雜，在研究機構(gòu)運動時，為了突出與運動有關(guān)的因素，將那些無關(guān)的因素刪減掉，保留與運動有關(guān)的外形，用規(guī)定的符號來代表構(gòu)件和運動副，并按一定的比例表示各種運動副的相對位置。這種表示機構(gòu)各構(gòu)件之間相對運動的簡化圖形，稱為機構(gòu)運動簡圖。部分常用機構(gòu)運動簡圖符號見表3-1，其他常用零部件的表示方法可參看GB4460-84“機構(gòu)運動簡圖符號”。表3-1部分常用機構(gòu)運動簡圖符號（GB4460-84）名稱符號名稱符號軸、桿、連桿等構(gòu)件a棘輪機構(gòu)i軸、桿的固定支座（機架）b一個構(gòu)件上有兩個轉(zhuǎn)動副c鏈傳動j一個構(gòu)件上有三個轉(zhuǎn)動副d兩個運動構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)e外嚙合圓柱齒輪傳動k一個運動構(gòu)件一個固定構(gòu)件用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)f內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動l兩個運動構(gòu)件用移動副相聯(lián)g齒輪齒條傳動m一個運動構(gòu)件一個固定構(gòu)件用移動副相聯(lián)h在支架上的電機n機構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類：固定件或機架——用來支撐活動構(gòu)件的構(gòu)件。研究機構(gòu)中活動構(gòu)件的運動時，常以固定件作為參考坐標系。原動件——運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件。它的運動是由外界輸入的，故又稱為輸入構(gòu)件。從動件——機構(gòu)中隨著原動件的運動而運動的其余活動構(gòu)件。其中輸出機構(gòu)為預(yù)期運動的從動件稱為輸出構(gòu)件，其他從動件則起傳遞運動的作用。在一般的運動簡圖的繪制中，必有一個構(gòu)件被相對地看作固定件，在活動構(gòu)件中，必須有一個或幾個原動件，其余的是從動件。兩構(gòu)件組成高副時，在簡圖中應(yīng)該畫出兩構(gòu)件接觸處的曲線輪廓。例如互相嚙合的齒輪在簡圖中應(yīng)畫出一對節(jié)園來表示，凸輪則用完整的輪廓曲線來表示。例3-1試繪制圖3-5a所示顎式破碎機的機構(gòu)運動簡圖。圖3-5顎式破碎機及其機構(gòu)簡圖解：顎式破碎機的主體機構(gòu)由機架1、偏心軸2、動顎3、肘板4共四個構(gòu)件組成。偏心軸是原動件，動顎和肘板都是從動件。偏心軸在與它固聯(lián)的帶輪5的拖動下繞軸線A轉(zhuǎn)動，驅(qū)使輸出構(gòu)件動顎3作平面運動，從而將礦石軋碎。偏心軸2與機架1繞軸線A作相對轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件1、2組成以A為中心的回轉(zhuǎn)副；動顎3與偏心軸2繞軸線B作相對轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件2、3組成以B為中心的回轉(zhuǎn)副；肘板4與動顎3繞軸線C相對轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件3、4組成以C為中心的回轉(zhuǎn)副；肘板與機架繞軸線D作相對轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件4、1組成以D為中心的回轉(zhuǎn)副。選定適當比例尺，根據(jù)圖a尺寸定出A、B、C、D的相對位置，用構(gòu)件和運動副的規(guī)定符號繪出機構(gòu)運動簡圖，如圖3-5b所示。最后，將圖中的機架畫上斜線，在原動件上標出指示運動方向的箭頭。例3-2繪制圖3-6a所示活塞泵機構(gòu)的運動簡圖。圖3-6活塞泵及其機構(gòu)簡圖解：活塞泵由曲柄1、連桿2、齒扇3、齒條活塞4和機架5共五個構(gòu)件組成。曲柄1是原動件，2、3、4為從動件。當原動件1回轉(zhuǎn)時，活塞在汽缸中作往復運動。各構(gòu)件之間的聯(lián)接如下：構(gòu)件1和5、2和1、3和2、3和5之間為相對轉(zhuǎn)動、分別構(gòu)成回轉(zhuǎn)副A、B、C、D。構(gòu)件3的輪齒與構(gòu)件4的齒構(gòu)成平面高副E。構(gòu)件4與構(gòu)件5之間為相對移動，構(gòu)成移動副F。選取適當比例尺，按圖a尺寸，用構(gòu)件和運動副的規(guī)定符號畫出機構(gòu)運動簡圖，如圖3-6b所示。最后，將圖中的機架畫上斜線，在原動件上標出指示運動方向的箭頭。3-3平面機構(gòu)的自由度自由度是構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨立運動。任何一個構(gòu)件在空間自由運動時皆有六個自由度。它可表示為在直角坐標系內(nèi)沿著三個坐標軸的移動和繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動。而對于一個作平面運動的構(gòu)件，則只有三個自由度，如圖3-7所示。即沿x軸和y軸移動，以及在xOy平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。為了使組合起來的構(gòu)件能產(chǎn)生確定的相對運動，有必要探討平面機構(gòu)自由度和平面機構(gòu)具有確定運動的條件。圖3-7構(gòu)件的自由度3．3．1平面機構(gòu)自由度計算公式如前所述，一個作平面運動的自由構(gòu)件具有三個自由度。因此，平面機構(gòu)的每個活動構(gòu)件，在未用運動副聯(lián)接之前，都有三個自由度。當兩個構(gòu)件組成運動副之后，它們的相對運動就受到約束，使得某些獨立的相對運動受到限制。對獨立的相對運動的限制，稱為約束。約束增多，自由度就相應(yīng)減少。由于不同種類的運動副引入的約束不同，所以保留的自由度也不同。低副（1）移動副如圖3-8所示，約束了沿一個軸方向的移動和在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動兩個自由度，只保留沿另一個軸方向移動的自由度。（2）回轉(zhuǎn)副如圖3-9所示，約束了沿兩個軸移動的自由度，只保留一個轉(zhuǎn)動的自由度。 圖3-8移動副約束 圖3-9回轉(zhuǎn)副約束高副如圖3-10所示，只約束了沿接觸處公法線n-n方向移動的自由度，保留繞接觸處的轉(zhuǎn)動和沿接觸處公切線t-t方向移動的兩個自由度。圖3-10高副約束結(jié)論：在平面機構(gòu)中，①每個低副引入兩個約束，使機構(gòu)失去兩個自由度；②每個高副引入一個約束，使機構(gòu)失去一個自由度。如果一個平面機構(gòu)中包含有n個活動構(gòu)件（機架為參考坐標系，因相對固定，所以不計在內(nèi)），其中有PL個低副和PH個高副。則這些活動構(gòu)件在未用運動副聯(lián)接之前，其自由度總數(shù)為3n。當用PL個低副和PH個高副聯(lián)接成機構(gòu)之后，全部運動副所引入的約束為2PL+PH。因此活動構(gòu)件的自由度總數(shù)減去運動副引入的約束總數(shù)，就是該機構(gòu)的自由度數(shù)，用F表示，有：F=3n-2PL-PH （3-1）式（3-1）就是平面機構(gòu)自由度的計算公式。由公式可知，機構(gòu)自由度F取決于活動構(gòu)件的數(shù)目以及運動副的性質(zhì)和數(shù)目。機構(gòu)的自由度必須大于零，機構(gòu)才能夠運動，否則成為桁架。例3-3計算圖3-6b所示的活塞泵的自由度。解：除機架外，活塞泵有四個活動構(gòu)件，n=4；四個回轉(zhuǎn)副和一個移動副共5個低副，PL=5；一個高副，PH=1。由式(3-1)得：F=3n-2PL-PH=34-25-11=1該機構(gòu)的自由度為1。3．3．2機構(gòu)具有確定運動的條件機構(gòu)的自由度也即是機構(gòu)所具有的獨立運動的個數(shù)。由前所述可知，從動件是不能獨立運動的，只有原動件才能獨立運動。通常每個原動件只具有一個獨立運動，因此，機構(gòu)自由度必定與原動件的數(shù)目相等。如圖3-11a所示的五桿機構(gòu)中，原動件數(shù)等于1，兩構(gòu)件自由度F=34-25=2。由于原動件數(shù)小于F，顯然，當只給定原動件1的位置角1時，從動件2、3、4的位置既可為實線位置，也可為虛線所處的位置，因此其運動是不確定的。只有給出兩個原動件，使構(gòu)件1、4都處于給定位置，才能使從動件獲得確定運動。如圖3-11b所示四桿機構(gòu)中，由于原動件數(shù)（=2）大于機構(gòu)自由度數(shù)（F=33-24=1），因此原動件1和原動件3不可能同時按圖中給定方式運動。如圖3-11c所示的五桿機構(gòu)中，機構(gòu)自由度等于0（F=34-26=0），它的各桿件之間不可能產(chǎn)生相對運動。 (a)兩個自由度 (b)一個自由度 (c)0個自由度圖3-11不同自由度機構(gòu)的運動綜上所述：機構(gòu)具有確定運動的條件是：機構(gòu)自由度必須大于零、且原動件數(shù)與其自由度必須相等。3．3．3計算平面機構(gòu)自由度的注意事項1．復合鉸鏈兩個以上構(gòu)件組成兩個或更多個共軸線的轉(zhuǎn)動副，即為復合鉸鏈，如圖3-12a，為三個構(gòu)件在A處構(gòu)成復合鉸鏈。由其側(cè)視圖3-12b可知，此三構(gòu)件共組成兩個共軸線轉(zhuǎn)動副。當由K個構(gòu)件組成復合鉸鏈時，則應(yīng)當組成（K-1）個共軸線轉(zhuǎn)動副。 圖3-12復合鉸鏈 圖3-13局部自由度2．局部自由度機構(gòu)中常出現(xiàn)一種與輸出構(gòu)件運動無關(guān)的自由度，稱為局部自由度或多余自由度。在計算機構(gòu)自由度時，可預(yù)先排除。如圖3-13a所示的平面凸輪機構(gòu)中，為了減少高副接觸處的磨損，在從動件上安裝一個滾子3，使其與凸輪輪廓線滾動接觸。顯然，滾子繞其自身軸線轉(zhuǎn)動與否并不影響凸輪與從動件間的相對運動，因此，滾子繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動為機構(gòu)的局部自由度，在計算機構(gòu)的自由度時，應(yīng)預(yù)先將轉(zhuǎn)動副C除去不計，或如圖3-13b所示，設(shè)想將滾子3與從動件2固聯(lián)在一起作為一個構(gòu)件來考慮。這樣在機構(gòu)中，n=2，PL=2，PH=1，其自由度為F=3n-2PL-PH=32-22-1=1。即，此凸輪機構(gòu)中只有一個自由度。3．虛約束在運動副引入的約束中，有些約束對機構(gòu)自由度的影響是重復的。這些對機構(gòu)運動不起限制作用的重復約束，稱為消極約束或虛約束，在計算機構(gòu)自由度時，應(yīng)當除去不計。平面機構(gòu)中的虛約束常出現(xiàn)在下列場合：（1）兩個構(gòu)件之間組成多個導路平行的移動副時，只有一個移動副起作用，其余都是虛約束。如圖3-14所示，縫紉機引線機構(gòu)中，裝針桿3在A、B處分別與機架組成導路重合的移動副。計算機構(gòu)自由度時只能算一個移動副，另一個為虛約束。 圖3-14導路重合的虛約束 圖3-15軸線重合的虛約束（2）兩個構(gòu)件之間組成多個軸線重合的回轉(zhuǎn)副時，只有一個回轉(zhuǎn)副起作用，其余都是虛約束。如圖3-15所示，兩個軸承支撐一根軸，只能看作一個回轉(zhuǎn)副。（3）機構(gòu)中對傳遞運動不起獨立作用的對稱部分，也為虛約束。如圖3-16所示的輪系中，中心輪經(jīng)過兩個對稱布置的小齒輪2和2’驅(qū)動內(nèi)齒輪3，其中有一個小齒輪對傳遞運動不起獨立作用。但由于第二個小齒輪的加入，使機構(gòu)增加了一個虛約束。應(yīng)