第一章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、1-1 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的1-2 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成1-3 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1-4 平面機(jī)構(gòu)的自由度及注意事項(xiàng)平面機(jī)構(gòu)的自由度及注意事項(xiàng)1-5 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析第一章第一章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析【教學(xué)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】u 掌握運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈、約束和自由度等基本概念；掌握運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈、約束和自由度等基本概念；u 能繪制常用機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；能繪制常用機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；u 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；u 了解機(jī)構(gòu)的組成原理并能進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。了解機(jī)構(gòu)的組成原理并能進(jìn)行結(jié)構(gòu)分

2、析?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)】 重點(diǎn)：重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈等概念，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，機(jī)運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈等概念，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算及注意事項(xiàng)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算及注意事項(xiàng)。 難點(diǎn)：難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制和虛約束的正確判定。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制和虛約束的正確判定。1-1 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的主要內(nèi)容及目的是：主要內(nèi)容及目的是： 研究機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法；研究機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法； 了解機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；了解機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件； 研究機(jī)構(gòu)的組成原理及結(jié)構(gòu)分類。研究機(jī)構(gòu)的組成原理及結(jié)

3、構(gòu)分類。1）定義：）定義：兩個(gè)構(gòu)件兩個(gè)構(gòu)件直接接觸直接接觸并能產(chǎn)生并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的的可動(dòng)可動(dòng)聯(lián)接聯(lián)接。1-2 運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)一、一、 運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)副元素機(jī)構(gòu)是由機(jī)構(gòu)是由許多構(gòu)件許多構(gòu)件組合而成的，它們之間是通過(guò)什么聯(lián)接的呢？組合而成的，它們之間是通過(guò)什么聯(lián)接的呢？1. 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副2）組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的三個(gè)條件：）組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的三個(gè)條件：a）需要也僅需要二個(gè)構(gòu)件；）需要也僅需要二個(gè)構(gòu)件；b）兩構(gòu)件必須直接接觸；）兩構(gòu)件必須直接接觸；c）兩構(gòu)件間必須存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。）兩構(gòu)件間必須存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件上組成運(yùn)動(dòng)副

4、的兩構(gòu)件上的的接觸點(diǎn)、接觸線或接觸面接觸點(diǎn)、接觸線或接觸面。機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是由是由運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副逐一聯(lián)接各個(gè)構(gòu)件逐一聯(lián)接各個(gè)構(gòu)件組成的。組成的。注意：注意：一個(gè)運(yùn)動(dòng)副有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副有2個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素，它們，它們分屬于組成該運(yùn)動(dòng)分屬于組成該運(yùn)動(dòng)副的副的2個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件。運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素2. 運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素二、運(yùn)動(dòng)副的分類及平面運(yùn)動(dòng)副的類型二、運(yùn)動(dòng)副的分類及平面運(yùn)動(dòng)副的類型1）自由度）自由度 構(gòu)件所具有的構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目或或確定構(gòu)件位置所需獨(dú)立確定構(gòu)件位置所需獨(dú)立參變量的數(shù)目參變量的數(shù)目。 如剛體作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，有如剛體作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，有3個(gè)自由度；剛體作空間運(yùn)動(dòng)個(gè)自由

5、度；剛體作空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則有時(shí)，則有6個(gè)自由度個(gè)自由度。y z(x , y)xO平面運(yùn)動(dòng)剛體的自由度平面運(yùn)動(dòng)剛體的自由度sxsy1. 運(yùn)動(dòng)副的自由度和約束數(shù)運(yùn)動(dòng)副的自由度和約束數(shù)2）運(yùn)動(dòng)副的自由度和約束數(shù)）運(yùn)動(dòng)副的自由度和約束數(shù) 構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的一切可能的獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)一切可能的獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)稱為稱為運(yùn)動(dòng)副的自由度，以運(yùn)動(dòng)副的自由度，以F表示表示； 構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的被限制了的獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)被限制了的獨(dú)立相對(duì)運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)稱為稱為運(yùn)動(dòng)副的約束數(shù)，以運(yùn)動(dòng)副的約束數(shù)，以S表示表示。如：觀察圖示兩構(gòu)件組成的如：觀察圖示兩構(gòu)件組成的圓柱副圓柱副 兩構(gòu)

6、件保留的兩構(gòu)件保留的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)sz和和 z，即自由度數(shù)即自由度數(shù) F 2。zxyO zsz 兩構(gòu)件之間受限制的兩構(gòu)件之間受限制的相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)sx，sy ， x和和 y，即約束數(shù)，即約束數(shù)S 4。1）按）按約束數(shù)約束數(shù)分：分：表1-1 常用運(yùn)動(dòng)副及其簡(jiǎn)圖名名稱稱圖圖 形形簡(jiǎn)圖符號(hào)簡(jiǎn)圖符號(hào)副級(jí)副級(jí)自由度自由度名名稱稱圖 形形簡(jiǎn)圖符號(hào)簡(jiǎn)圖符號(hào)副級(jí)副級(jí)自由度自由度球球面面高高副副I5圓圓柱柱套套筒筒副副IV2柱柱面面高高副副II4轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副V1球球面面低低副副III3移移動(dòng)動(dòng)副副V1球球銷銷副副IV2螺螺旋旋副副V12. 運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類級(jí)副、級(jí)副、 級(jí)副級(jí)副、 級(jí)副。級(jí)副。2）按

7、）按接觸情況接觸情況分：分： 低副：低副：兩構(gòu)件以兩構(gòu)件以面接觸面接觸所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。高副：高副：兩構(gòu)件以兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸點(diǎn)或線接觸所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副；所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副；移動(dòng)副移動(dòng)副回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副凸輪副凸輪副齒輪副齒輪副3）按）按相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)分：分： 空間運(yùn)動(dòng)副：空間運(yùn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)+S=6。 螺旋副螺旋副球銷副球銷副 平面運(yùn)動(dòng)副：平面運(yùn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)+S=3 。A. 平面低副平面低副(F=1，S=2)B. 平面高副平面高副(

8、F=2，S=1)3. 平面運(yùn)動(dòng)副的類型平面運(yùn)動(dòng)副的類型：齒輪副齒輪副凸輪副凸輪副移動(dòng)副：移動(dòng)副：兩構(gòu)件間作相對(duì)直線移動(dòng)。兩構(gòu)件間作相對(duì)直線移動(dòng)。 兩構(gòu)件間可作兩構(gòu)件間可作繞接觸點(diǎn)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)繞接觸點(diǎn)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和和沿接觸點(diǎn)公切線方沿接觸點(diǎn)公切線方向的相對(duì)直線移動(dòng)向的相對(duì)直線移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)副：轉(zhuǎn)動(dòng)副：兩構(gòu)件間作相對(duì)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。兩構(gòu)件間作相對(duì)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。三、運(yùn)動(dòng)鏈三、運(yùn)動(dòng)鏈 兩個(gè)以上兩個(gè)以上構(gòu)件通過(guò)構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而構(gòu)成的而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)。閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈 （簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱閉鏈閉鏈）開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈 （簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱開鏈開鏈）1234平面閉式運(yùn)動(dòng)鏈1234空間閉式運(yùn)動(dòng)鏈1234

9、平面開式運(yùn)動(dòng)鏈12345空間開式運(yùn)動(dòng)鏈四、機(jī)構(gòu)四、機(jī)構(gòu)具有具有固定構(gòu)件固定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)鏈稱為的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。 1234 但當(dāng)機(jī)但當(dāng)機(jī)構(gòu)安裝在運(yùn)動(dòng)的機(jī)械上時(shí)則是運(yùn)動(dòng)的。構(gòu)安裝在運(yùn)動(dòng)的機(jī)械上時(shí)則是運(yùn)動(dòng)的。 驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩作驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩作用的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)可以有一個(gè)或多用的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)可以有一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)件。個(gè)原動(dòng)件。機(jī)機(jī) 架架原動(dòng)件原動(dòng)件機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件；機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件；從動(dòng)件從動(dòng)件1234平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)常分為機(jī)構(gòu)常分為平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)和和空間機(jī)構(gòu)空間機(jī)構(gòu)兩類，兩類，其中其中平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。應(yīng)用最為廣泛?？臻g鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 一般機(jī)架相對(duì)地面固定不動(dòng)，一般機(jī)架相對(duì)地

10、面固定不動(dòng)，常以轉(zhuǎn)向箭頭表示。常以轉(zhuǎn)向箭頭表示。機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)架從動(dòng)件原動(dòng)件 被原動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件。被原動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)常有多個(gè)從動(dòng)件。一個(gè)機(jī)構(gòu)常有多個(gè)從動(dòng)件。其中能實(shí)其中能實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件。1-3 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、何謂一、何謂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，按根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，按一定的比例尺一定的比例尺定定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，采用出各運(yùn)動(dòng)副的位置，采用運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副及及常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)和和構(gòu)構(gòu)件的表示方法件的表示方法，將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞情況表示出來(lái)的簡(jiǎn)化圖形。，

11、將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞情況表示出來(lái)的簡(jiǎn)化圖形。 機(jī)構(gòu)示意圖：機(jī)構(gòu)示意圖：不嚴(yán)格按比例繪出的，只表示機(jī)械結(jié)構(gòu)狀況不嚴(yán)格按比例繪出的，只表示機(jī)械結(jié)構(gòu)狀況的簡(jiǎn)圖。的簡(jiǎn)圖。 在對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，都需要繪出其機(jī)在對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)新機(jī)械時(shí)，都需要繪出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副代表符號(hào)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng): : 畫構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動(dòng)副的畫構(gòu)件時(shí)應(yīng)撇開構(gòu)件的實(shí)際外形，而只考慮運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)。性質(zhì)。二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)筒圖的繪制步驟二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)筒圖的繪制步驟2. 沿著傳動(dòng)路線，分析相鄰構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定沿著傳動(dòng)路線，分析相鄰構(gòu)

12、件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定 運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3. 選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面；選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面；4. 選擇合適的比例和機(jī)構(gòu)視圖位置，按順序確定各運(yùn)動(dòng)副的選擇合適的比例和機(jī)構(gòu)視圖位置，按順序確定各運(yùn)動(dòng)副的 位置，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。位置，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。5. 從原動(dòng)件開始，按傳動(dòng)順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號(hào)和運(yùn)動(dòng)副的從原動(dòng)件開始，按傳動(dòng)順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號(hào)和運(yùn)動(dòng)副的代號(hào)，并在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。代號(hào)，并在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。 一般先畫固定導(dǎo)路和固定鉸鏈，然后循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線，一般先畫固定導(dǎo)路和固定鉸鏈，然后循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線，依次畫各運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件。依次畫各

13、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件。1. 分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理；分析整個(gè)機(jī)構(gòu)的工作原理；(avi)例例1：繪制牛頭刨床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制牛頭刨床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:12347ABDEF56CGH)lmmm實(shí)際尺寸（圖示尺寸（I例例2：顎式破碎機(jī)：顎式破碎機(jī)54F32EDGA6C1B)lmmm實(shí)際尺寸（圖示尺寸（例例3：試?yán)L制該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖試?yán)L制該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(avi)1-4 平面機(jī)構(gòu)的自由度及注意事項(xiàng)平面機(jī)構(gòu)的自由度及注意事項(xiàng)1. 定義：定義：機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目目。也可理解為：為確定機(jī)構(gòu)中所有活動(dòng)構(gòu)件的位置，必須給。也可理解為：為確定機(jī)構(gòu)中所

14、有活動(dòng)構(gòu)件的位置，必須給定的定的獨(dú)立廣義坐標(biāo)的數(shù)目獨(dú)立廣義坐標(biāo)的數(shù)目，其數(shù)目，其數(shù)目用用F表示。表示。一、平面機(jī)構(gòu)的自由度一、平面機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)機(jī)構(gòu)的自由度數(shù) = 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目(avi)ABCD3214 1 設(shè)在一個(gè)平面機(jī)構(gòu)中有：設(shè)在一個(gè)平面機(jī)構(gòu)中有：n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接起來(lái)前，共有接起來(lái)前，共有3n個(gè)自由度。個(gè)自由度。2. 自由度計(jì)算公式的推導(dǎo)自由度計(jì)算公式的推導(dǎo)yx12yx12 xy12S=2，F(xiàn)=1S=2，F(xiàn)=1S=1，F(xiàn)=2F =3n(2pL + pH)pL個(gè)低副，引進(jìn)個(gè)低副，引進(jìn)2pL個(gè)約束；個(gè)約束；pH個(gè)高副，

15、引進(jìn)個(gè)高副，引進(jìn)pH個(gè)約束；個(gè)約束；通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后：通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后： 總的自由度總的自由度3n與總的約束數(shù)與總的約束數(shù)2pL+ pH的差，就是該平面機(jī)構(gòu)的差，就是該平面機(jī)構(gòu)的自由度。即的自由度。即例：例：計(jì)算圖示計(jì)算圖示牛頭刨床機(jī)構(gòu)牛頭刨床機(jī)構(gòu)的自由度的自由度n = 6、pL = 8、pH = 1 F=3n-2pL-pH =3 6-2 81 =112347ABCDEFH56G結(jié)論：結(jié)論：n=2，pL=3，pH=0 F=3n-2pL-pH=32-23=0n=3， pL=5， pH=0 F=3n-2pL-pH=33-25=-11）若機(jī)構(gòu)）若機(jī)構(gòu)自由度自由度F 0，則，則機(jī)構(gòu)不能動(dòng)機(jī)構(gòu)不能動(dòng)；二

16、、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件剛性桁架剛性桁架超靜定桁架超靜定桁架 對(duì)不同的機(jī)構(gòu)，自由度不同，給定原動(dòng)件的個(gè)數(shù)也應(yīng)不同，對(duì)不同的機(jī)構(gòu)，自由度不同，給定原動(dòng)件的個(gè)數(shù)也應(yīng)不同，那么，原動(dòng)件數(shù)與自由度有什么關(guān)系，才能使機(jī)構(gòu)具有確定的那么，原動(dòng)件數(shù)與自由度有什么關(guān)系，才能使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)呢？運(yùn)動(dòng)呢？n=3， pL=4，pH=0 F=3n-2PL-PH=33-24=12）若）若F0，而原動(dòng)件數(shù)，而原動(dòng)件數(shù)F，則，則機(jī)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)遭到損壞機(jī)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)遭到損壞；3）若）若F0，而原動(dòng)件數(shù)，而原動(dòng)件數(shù)0且與原動(dòng)件數(shù)相等，則且與原動(dòng)件數(shù)相等，則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)完全確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)完全確定。

17、n=4，pL=5，pH=0 F=3n-2pL-pH=34-25=2因此，因此，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：自由度自由度F0且機(jī)構(gòu)的且機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。CD 41234 1CD512345678原動(dòng)件數(shù)目原動(dòng)件數(shù)目該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)。分析：分析：n = 7， pL = 10， pH = 0F=3n-2pL-pH=3 7-2 10 =1例：計(jì)算圖示發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有例：計(jì)算圖示發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)。確定的運(yùn)動(dòng)。三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意

18、的事項(xiàng)1. 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈(Multiple Joint)31824567F = 3n-2pL-pH = 37-26-0 = 9 ?(avi)由由兩個(gè)以上構(gòu)件兩個(gè)以上構(gòu)件在在同一處構(gòu)成同一處構(gòu)成的的重合轉(zhuǎn)動(dòng)副重合轉(zhuǎn)動(dòng)副，稱為，稱為復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈。 由由m個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件(m 3)構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)包含構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)包含(m-1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。(avi)(avi)31231231232131824567F= 3n-2pL-pH = 37-210-0 = 1(avi)關(guān)鍵：關(guān)鍵：分辨清楚哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處形成了重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副分辨清楚哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處形成了重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副 準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合鉸鏈舉例準(zhǔn)確

19、識(shí)別復(fù)合鉸鏈舉例:1231342123441321432312兩個(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2. 局部自由度局部自由度(Partial Freedom)(avi)常見(jiàn)的局部自由度是常見(jiàn)的局部自由度是滾子繞自身軸線的局部轉(zhuǎn)動(dòng)滾子繞自身軸線的局部轉(zhuǎn)動(dòng)。方法：設(shè)想將滾子與從動(dòng)件焊成一體。方法：設(shè)想將滾子與從動(dòng)件焊成一體。12312 機(jī)構(gòu)中，某些構(gòu)件所產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)中，某些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)局部運(yùn)動(dòng)并不影響其他構(gòu)件的并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，則稱運(yùn)動(dòng)，則稱這種局部運(yùn)動(dòng)的自由度這種局部運(yùn)動(dòng)的自由度為為局部自由度局部自由

20、度。 在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)將局部自由度除去不計(jì)。應(yīng)將局部自由度除去不計(jì)。 3. 虛約束虛約束(redundant constraint)帶虛約束的凸輪機(jī)構(gòu)帶虛約束的凸輪機(jī)構(gòu)(avi)帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)(avi)方法：方法：去掉引入虛約束的構(gòu)件去掉引入虛約束的構(gòu)件(或運(yùn)動(dòng)鏈部分或運(yùn)動(dòng)鏈部分)和運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)副。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)將虛約束去除。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)將虛約束去除。 機(jī)構(gòu)中，有些運(yùn)動(dòng)副所帶入的機(jī)構(gòu)中，有些運(yùn)動(dòng)副所帶入的對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立限制對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束作用的重復(fù)約束，稱為，稱為虛約束。虛約束。1）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)

21、移動(dòng)副移動(dòng)副，且，且導(dǎo)路互相平行導(dǎo)路互相平行或或重合重合，則，則只有只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余移動(dòng)副都是虛約束。，其余移動(dòng)副都是虛約束。1EE常見(jiàn)的虛約束有以下幾種情況常見(jiàn)的虛約束有以下幾種情況:虛約束虛約束EE 2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副，且，且軸線互相重合軸線互相重合，則，則只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用副起約束作用，其余轉(zhuǎn)動(dòng)副都是虛約束。，其余轉(zhuǎn)動(dòng)副都是虛約束。虛約束虛約束22213）在機(jī)構(gòu)中，如果）在機(jī)構(gòu)中，如果用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的是兩構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)軌跡相重合用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的是兩構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)軌跡相重合 的點(diǎn)的點(diǎn)，則，則該聯(lián)接將帶入該聯(lián)接將帶入1個(gè)虛約

22、束個(gè)虛約束。橢圓儀橢圓儀AB=BC=BD43125ABDC(C2、C3)5124ABDC 未去掉虛約束時(shí)：未去掉虛約束時(shí)：F 3n 2pL pH 3 4 2 6 0 ? 附加的滑塊附加的滑塊3和其引入的和其引入的移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副提供的自由度提供的自由度F 3 1 2 2 1即引入了一個(gè)虛約束。即引入了一個(gè)虛約束。去掉虛約束后：去掉虛約束后：F 3n 2pL pH 3 3 2 4 1未去掉虛約束時(shí)：未去掉虛約束時(shí)：F 3n 2pL pH 3 4 2 6 0 ? 附加的構(gòu)件附加的構(gòu)件4和其兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副和其兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副E、F 提供的自由度提供的自由度F 3 1 2 2 1 即引入了即引入

23、了一個(gè)虛約束一個(gè)虛約束。4）若不同構(gòu)件上的兩點(diǎn)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中距離始終保持不變，則用）若不同構(gòu)件上的兩點(diǎn)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中距離始終保持不變，則用一雙轉(zhuǎn)動(dòng)副桿聯(lián)接該兩點(diǎn)一雙轉(zhuǎn)動(dòng)副桿聯(lián)接該兩點(diǎn)時(shí)，也將帶入時(shí)，也將帶入1個(gè)虛約束個(gè)虛約束。重點(diǎn)掌握：平行四邊形機(jī)構(gòu)重點(diǎn)掌握：平行四邊形機(jī)構(gòu)4F5ABCDEF123ADBCE虛約束虛約束去掉虛約束后：去掉虛約束后：F 3n 2pL pH 3 3 2 4 1帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)54CAB132DEF虛約束虛約束CAB132DF=3n-2pL-pH=3*4-2*6=0 ?5）在機(jī)構(gòu)中，）在機(jī)構(gòu)中，不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)部分不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)部分(或?qū)?/p>

24、稱部分或?qū)ΨQ部分)所帶所帶入的約束為虛約束。入的約束為虛約束。去掉虛約束后：去掉虛約束后： F 3n 2pL pH 3 3 2 3 2 11B342A1234ADBC2 2 虛約束虛約束 對(duì)稱布置的兩個(gè)行星輪對(duì)稱布置的兩個(gè)行星輪2 和和2 以及相應(yīng)的兩個(gè)以及相應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副D、C和和4個(gè)平面高副個(gè)平面高副提供的自由度提供的自由度F 3 2 2 2 4 2即引入了兩個(gè)虛約束。即引入了兩個(gè)虛約束。未去掉虛約束時(shí)：未去掉虛約束時(shí)：F 3n 2pL pH 3 5 2 5 6 1行星輪系行星輪系 圖示為某壓榨機(jī)的主體機(jī)構(gòu)。為使壓塊受力均勻，采用圖示為某壓榨機(jī)的主體機(jī)構(gòu)。為使壓塊受力均勻，采用左右對(duì)

25、稱的兩套機(jī)構(gòu)。左右對(duì)稱的兩套機(jī)構(gòu)。6）兩構(gòu)件在多處組成平面高副，且各接觸點(diǎn)處的）兩構(gòu)件在多處組成平面高副，且各接觸點(diǎn)處的公法線重合公法線重合，則則只算只算1個(gè)平面高副個(gè)平面高副。若。若公法線不重合公法線不重合，則，則應(yīng)算應(yīng)算2個(gè)平面高副個(gè)平面高副。計(jì)算右圖的自由度計(jì)算右圖的自由度= =？誤：誤：F=3 2 -2 3-2=-2正：正：F=3 2 -2 2-1=1如如等寬凸輪等寬凸輪注意：注意：法線不重合時(shí)，法線不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！變成實(shí)際約束！相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)副相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)副AA n1n1n2n2n1n1n2n2A Aw虛約束虛約束虛約束虛約束（1）改善構(gòu)件的

26、受力情況，分擔(dān)載荷或平衡慣性力改善構(gòu)件的受力情況，分擔(dān)載荷或平衡慣性力，如多個(gè)，如多個(gè)行星輪。行星輪。（2）增加結(jié)構(gòu)剛度增加結(jié)構(gòu)剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。（3）提高運(yùn)動(dòng)可靠性和工作的穩(wěn)定性提高運(yùn)動(dòng)可靠性和工作的穩(wěn)定性，如，如機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)。注意注意：機(jī)構(gòu)中的虛約束都是：機(jī)構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實(shí)際有效的約束果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成實(shí)際有效的約束，從而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。從而使機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。虛約束的作用：虛約束的作用：機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算舉例：機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算舉例：例例

27、1：圖示牛頭刨床設(shè)計(jì)方：圖示牛頭刨床設(shè)計(jì)方案草圖。設(shè)計(jì)思路為：案草圖。設(shè)計(jì)思路為：動(dòng)動(dòng)力由曲柄力由曲柄1輸入輸入，通過(guò)滑塊，通過(guò)滑塊2使擺動(dòng)導(dǎo)桿使擺動(dòng)導(dǎo)桿 3 作往復(fù)擺動(dòng)，作往復(fù)擺動(dòng)，并帶動(dòng)滑枕并帶動(dòng)滑枕4作往復(fù)移動(dòng)作往復(fù)移動(dòng) ，以達(dá)到刨削加工目的。以達(dá)到刨削加工目的。 試試問(wèn)圖示的構(gòu)件組合是否能問(wèn)圖示的構(gòu)件組合是否能達(dá)到此目的？達(dá)到此目的？ 如果不能，如果不能，該如何修改？該如何修改？1 12 23 34解：首先計(jì)算設(shè)計(jì)方案草圖的自由度解：首先計(jì)算設(shè)計(jì)方案草圖的自由度改進(jìn)措施：改進(jìn)措施：1. 增加一個(gè)低副和一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件；增加一個(gè)低副和一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件；2. 用一個(gè)高副代替低副。用一個(gè)高副代替低副

28、。即表示如果按此方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)是不能運(yùn)動(dòng)的。必須即表示如果按此方案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)是不能運(yùn)動(dòng)的。必須修改，以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。修改，以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。1 12 23 34F 3n 2pL pH 3 4 2 6 0改進(jìn)方案：改進(jìn)方案：(2)(1)改進(jìn)方案：改進(jìn)方案：(4)(3)改進(jìn)方案：改進(jìn)方案：(5)(6)改進(jìn)方案：改進(jìn)方案：(7)例例2：計(jì)算大篩機(jī)構(gòu)自由度：計(jì)算大篩機(jī)構(gòu)自由度復(fù)合鉸鏈？復(fù)合鉸鏈？局部自由度？局部自由度？虛約束？虛約束？n = 7pL = 9 pH = 1F = 37 - 29 1 = 2C滾子滾子E 12346758BACDEOGH12346758BACDEE FOGH例例3：如

29、圖所示，已知：如圖所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；，且相互平行；DF=EG，且相互平行；且相互平行；DH=EI，且相互平行。計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度，且相互平行。計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度 （若（若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)標(biāo)出）。存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)標(biāo)出）。ADECHGFIBK123456789J23局部自由度局部自由度虛約束虛約束復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈ADECHGFIBK123456789Jn=8；pL=11； pH=1F= 3n-2pL-pH=38-211-1=1復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈去除虛約束和局部自由度后機(jī)構(gòu)為：去除虛約束和局部自由度后機(jī)構(gòu)為：ADECFGBK12345678

30、J1-5 平面平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析一、平面機(jī)構(gòu)的高副低代一、平面機(jī)構(gòu)的高副低代u高副低代的目的高副低代的目的 為使平面低副機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析方法能適用于所有平面為使平面低副機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析方法能適用于所有平面機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)，需要進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的高副低代。，需要進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的高副低代。u高副低代應(yīng)滿足的條件高副低代應(yīng)滿足的條件代替前后機(jī)構(gòu)的代替前后機(jī)構(gòu)的自由度完全相同自由度完全相同；代替前后機(jī)構(gòu)的代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度完全相同瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度完全相同。高副低代高副低代 將機(jī)構(gòu)中的將機(jī)構(gòu)中的高副高副以以低副低副來(lái)代替的方法。來(lái)代替的方法。注意：注意：高副低代只便于

31、對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代只便于對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自由度計(jì)算自由度計(jì)算、機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)組成組成分析分析和機(jī)構(gòu)和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析，但不能用于機(jī)構(gòu)的，但不能用于機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析力學(xué)分析。u高副低代方法高副低代方法圓弧高副機(jī)構(gòu)圓弧高副機(jī)構(gòu)分析：分析：高副：提供高副：提供1個(gè)約束個(gè)約束(F=-1)低副：提供低副：提供2個(gè)約束個(gè)約束(F=-2)不能直接用低副來(lái)代替，如不能直接用低副來(lái)代替，如何進(jìn)行高副低代？何進(jìn)行高副低代？AK2K1B 1 212CK1K2r1r2AB132 12 是否可用一個(gè)虛擬構(gòu)件加兩個(gè)是否可用一個(gè)虛擬構(gòu)件加兩個(gè)低副來(lái)代替？低副來(lái)代替？非圓弧高副機(jī)構(gòu)非圓弧高副機(jī)構(gòu)K1K2AB12C 1 2方法：用方法

32、：用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)虛擬構(gòu)件兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)虛擬構(gòu)件來(lái)代替高副，這兩個(gè)來(lái)代替高副，這兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副兩輪廓接觸點(diǎn)的曲率中心高副兩輪廓接觸點(diǎn)的曲率中心。C若若兩輪廓之一為直線，兩輪廓之一為直線，因直線的曲率中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)因直線的曲率中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)，則則其中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副演變?yōu)橐苿?dòng)副其中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副演變?yōu)橐苿?dòng)副。2O1K1CO1O212K1CO1O2123C若兩輪廓之一為一點(diǎn)，若兩輪廓之一為一點(diǎn)，因點(diǎn)的曲率半徑為零因點(diǎn)的曲率半徑為零，則其中，則其中一一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副就在該點(diǎn)處個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副就在該點(diǎn)處。B21AC3K1K2O1C12K1K2O1C123二、平面機(jī)構(gòu)的組成原理二、平面機(jī)構(gòu)的組成原

33、理機(jī)構(gòu)都是由機(jī)構(gòu)都是由機(jī)架機(jī)架、原動(dòng)件原動(dòng)件和和從動(dòng)件組從動(dòng)件組構(gòu)成的。構(gòu)成的。機(jī)架機(jī)架從動(dòng)件組從動(dòng)件組原動(dòng)件原動(dòng)件機(jī)架機(jī)架從動(dòng)件組從動(dòng)件組原動(dòng)件原動(dòng)件11個(gè)原動(dòng)件具有個(gè)原動(dòng)件具有1 1個(gè)自由度，個(gè)自由度，從動(dòng)件組的自由度必為零從動(dòng)件組的自由度必為零。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：原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)= =自由度數(shù)自由度數(shù)F = 3527 = 1從動(dòng)件組從動(dòng)件組從動(dòng)件組的自由度：從動(dòng)件組的自由度： n = 4， pL = 6F = 3n-2pL= 34-26 = 0 這個(gè)從動(dòng)件組還可以拆成若干個(gè)這個(gè)從動(dòng)件組還可以拆成若干個(gè)更簡(jiǎn)單的、自由度等于零更簡(jiǎn)單的、自由度等于零的從動(dòng)件組。的

34、從動(dòng)件組。分分解解？還能進(jìn)一步分解嗎？還能進(jìn)一步分解嗎？還能進(jìn)一步分解嗎？還能進(jìn)一步分解嗎？ 這樣的從動(dòng)件組已經(jīng)不能進(jìn)一步拆成更簡(jiǎn)單、自由度為這樣的從動(dòng)件組已經(jīng)不能進(jìn)一步拆成更簡(jiǎn)單、自由度為零的從動(dòng)件組。零的從動(dòng)件組。 機(jī)構(gòu)中最后機(jī)構(gòu)中最后不能再拆的、最簡(jiǎn)單的、自由度為零不能再拆的、最簡(jiǎn)單的、自由度為零的構(gòu)件的構(gòu)件組稱為組稱為基本桿組基本桿組(簡(jiǎn)稱桿組簡(jiǎn)稱桿組)。 基本桿組的概念非常重要，它是機(jī)構(gòu)分析的重要的理論基本桿組的概念非常重要，它是機(jī)構(gòu)分析的重要的理論基礎(chǔ)。基礎(chǔ)。三、基本桿組的類型三、基本桿組的類型 如果如果基本桿組的運(yùn)動(dòng)副全為低副基本桿組的運(yùn)動(dòng)副全為低副，則基本桿組自由度的，則基本桿

35、組自由度的計(jì)算公式為：計(jì)算公式為：320LFnp32Lpn 也就是說(shuō)，在一個(gè)基本桿組中，其構(gòu)件數(shù)和低副數(shù)有以下也就是說(shuō)，在一個(gè)基本桿組中，其構(gòu)件數(shù)和低副數(shù)有以下關(guān)系：關(guān)系：n=2, pL=3n=4, pL=6n=6, pL=9 由于活動(dòng)構(gòu)件數(shù)由于活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n和低副數(shù)和低副數(shù)pL都必須是整數(shù)，所以都必須是整數(shù)，所以n應(yīng)是應(yīng)是2的倍數(shù)，的倍數(shù)， pL應(yīng)是應(yīng)是3的倍數(shù)的倍數(shù)。 最簡(jiǎn)單的基本桿組最簡(jiǎn)單的基本桿組是由是由2個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件3個(gè)低副組成的桿組，個(gè)低副組成的桿組，稱之稱之為為級(jí)桿組級(jí)桿組。 級(jí)桿組是機(jī)構(gòu)中最常見(jiàn)的一類基本桿組。級(jí)桿組是機(jī)構(gòu)中最常見(jiàn)的一類基本桿組。 級(jí)桿組有以下五種形式：級(jí)桿組有以

36、下五種形式：RRR桿組桿組RRP桿組桿組RPR桿組桿組PRP桿組桿組RPP桿組桿組除除級(jí)桿組外，還有級(jí)桿組外，還有、級(jí)級(jí)等較高級(jí)的基本桿組。等較高級(jí)的基本桿組。這是這是級(jí)桿組級(jí)桿組由由4個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件6個(gè)低副個(gè)低副組成，且其中組成，且其中一構(gòu)件具一構(gòu)件具有有3個(gè)內(nèi)副個(gè)內(nèi)副，每個(gè)內(nèi)副所連接的，每個(gè)內(nèi)副所連接的外分支是一個(gè)雙副構(gòu)件外分支是一個(gè)雙副構(gòu)件。機(jī)構(gòu)級(jí)別的判斷：機(jī)構(gòu)級(jí)別的判斷：機(jī)構(gòu)的級(jí)別是由桿組的最高級(jí)別決定的機(jī)構(gòu)的級(jí)別是由桿組的最高級(jí)別決定的。機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的步驟：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的步驟： 1）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，去除虛約束、局部自由度，將高副去除虛約束、局部自由度，將高副低代低代，并用箭頭標(biāo)注出機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件并用箭頭標(biāo)注出機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件。 2）從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開始拆桿組從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開始拆桿組。先試拆先試拆級(jí)組級(jí)組，當(dāng)不，當(dāng)不可能時(shí)再拆可能時(shí)再拆級(jí)組。但應(yīng)注意，級(jí)組。但應(yīng)注意，每拆一個(gè)桿組后，剩下的部每拆一個(gè)桿組后，剩下的部分仍組成機(jī)構(gòu)，且自由度與原機(jī)構(gòu)相同分仍組成機(jī)構(gòu)，且自由度與原機(jī)構(gòu)相同，直至全部桿組拆出，直至全部桿組拆出只剩下只剩下級(jí)機(jī)構(gòu)（由機(jī)架和原動(dòng)