項(xiàng)目3 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1

1、 機(jī)機(jī) 械械 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 與與 應(yīng)應(yīng) 用用機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院項(xiàng)目項(xiàng)目3 3平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析目目 錄錄 運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副及其分類1 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2 平面機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具平面機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具 有確定運(yùn)動(dòng)的條件有確定運(yùn)動(dòng)的條件3 顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī) 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析析 顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī) 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析析圖圖3-1顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)1機(jī)架機(jī)架2偏心軸偏心軸3動(dòng)顎動(dòng)顎4肘板肘板5帶輪帶輪機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件怎樣聯(lián)接在一起？機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件怎樣聯(lián)接在一起？機(jī)構(gòu)具備什么條件才能具有確定機(jī)構(gòu)具備什么條件才能具有確定的相

2、對(duì)運(yùn)動(dòng)？的相對(duì)運(yùn)動(dòng)？本項(xiàng)目主要討論運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制本項(xiàng)目主要討論運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法；機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；對(duì)已方法；機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；對(duì)已有構(gòu)件進(jìn)行工作分析、判斷機(jī)構(gòu)有構(gòu)件進(jìn)行工作分析、判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為機(jī)構(gòu)是否具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供條件。的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供條件。平面機(jī)構(gòu)中構(gòu)件是靠運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接平面機(jī)構(gòu)中構(gòu)件是靠運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接的，所以討論平面機(jī)構(gòu)首先要研的，所以討論平面機(jī)構(gòu)首先要研究運(yùn)動(dòng)副。究運(yùn)動(dòng)副。 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析析3.13.1運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副及其分類一、構(gòu)件的自由度一、構(gòu)件的自由度圖3-2平面運(yùn)動(dòng)剛體的自由度 一個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有一個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的自

3、由構(gòu)件有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性。三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性。 如圖如圖3 - 2所示所示, 在在xOy坐標(biāo)系中坐標(biāo)系中, 構(gòu)件可隨其構(gòu)件可隨其上任一點(diǎn)沿上任一點(diǎn)沿x軸、軸、 y軸方向移動(dòng)，軸方向移動(dòng)， 也也可在可在xOy平面平面(繞垂直于繞垂直于xOy平面的平面的軸線軸線z)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng), 這三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)稱為這三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)稱為該構(gòu)件的該構(gòu)件的自由度自由度。 因此，一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由因此，一個(gè)作平面運(yùn)動(dòng)的自由構(gòu)件有三個(gè)自由度。構(gòu)件有三個(gè)自由度。 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析析運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 機(jī)構(gòu)是由多個(gè)構(gòu)件組成，機(jī)構(gòu)的每個(gè)構(gòu)件都是以機(jī)構(gòu)是由多個(gè)構(gòu)件組成，機(jī)構(gòu)的每個(gè)構(gòu)件都是以一定的方式與其他構(gòu)件相互

4、聯(lián)接。這種使構(gòu)件直接接一定的方式與其他構(gòu)件相互聯(lián)接。這種使構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副。 如：軸與軸承的聯(lián)接、活塞與氣缸的聯(lián)接、車輪如：軸與軸承的聯(lián)接、活塞與氣缸的聯(lián)接、車輪與鋼軌以及一對(duì)傳動(dòng)齒輪兩個(gè)輪齒間的嚙合等都構(gòu)成與鋼軌以及一對(duì)傳動(dòng)齒輪兩個(gè)輪齒間的嚙合等都構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副。當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成運(yùn)動(dòng)副之后運(yùn)動(dòng)副。當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成運(yùn)動(dòng)副之后, , 它們它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就受到限制的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就受到限制, , 自由度隨之減少。自由度隨之減少。 運(yùn)動(dòng)副是通過(guò)點(diǎn)、線或面的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。按兩運(yùn)動(dòng)副是通過(guò)點(diǎn)、線或面的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。按兩構(gòu)件間的接觸特

5、性，平面運(yùn)動(dòng)副通常分為構(gòu)件間的接觸特性，平面運(yùn)動(dòng)副通常分為低副低副和和高副高副兩類。兩類。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析二、低副二、低副 兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。 平面機(jī)構(gòu)中的低副有轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副兩種。 (1) (1)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副 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)副稱為轉(zhuǎn)動(dòng)副，如圖3-3a所示。(2)(2)移動(dòng)副移動(dòng)副 組成運(yùn)動(dòng)副的兩個(gè)構(gòu)件只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)副稱為移動(dòng)副，如圖3-3b所示。圖圖3-3平面低副平面低副a)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副b)移動(dòng)副移動(dòng)副圖圖3-3平面低副平面低副a)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副b)移動(dòng)副移動(dòng)副 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分

6、析三、高副三、高副 兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。 如圖3 4a中的輪齒1與輪齒2在接觸處A組成高副，圖3 4b中的凸輪3與從動(dòng)件4、圖3 4c中車輪6與鋼軌5等，分別組成高副。 組成平面高副兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是沿接觸處切線tt方向的相對(duì)移動(dòng)和在平面內(nèi)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖圖3-4平面高副平面高副a)齒輪副齒輪副b)凸輪副凸輪副c)高副高副1、2輪齒輪齒3凸輪凸輪4從動(dòng)件從動(dòng)件5鋼軌鋼軌6車輪車輪 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析四、空間運(yùn)動(dòng)副四、空間運(yùn)動(dòng)副 機(jī)械中常用的運(yùn)動(dòng)副還有球面副，如圖3-5a所示；螺旋副，如圖3-5b所示,這些運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是空間運(yùn)動(dòng)，屬于空間運(yùn)動(dòng)

7、副。圖3-5空間運(yùn)動(dòng)副 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析3.23.2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、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示 為了便于研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，可不考慮構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的實(shí)際結(jié)構(gòu)，只考慮與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副類型及相對(duì)位置。 用簡(jiǎn)單線條和規(guī)定的符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例確定運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，這種能夠表達(dá)機(jī)構(gòu)的組成和各構(gòu)件間相對(duì)真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示 實(shí)際中，有時(shí)不要求嚴(yán)格按比例尺繪制簡(jiǎn)圖，只定性地表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)原理的簡(jiǎn)圖，稱為

8、機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)示意圖。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件的表示方法如圖3-6、圖3-7、圖3-8所示。圖3-6轉(zhuǎn)動(dòng)副的表示方法 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示圖3-7移動(dòng)副的表示方法 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示一、運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的表示3-8平面高副的表示方法 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 1.機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類 (1) 固定件固定件(機(jī)架機(jī)架) 機(jī)架是指機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的、用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件機(jī)架是指機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的、用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件(運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)構(gòu)

9、件)的構(gòu)件。的構(gòu)件。 (2) 原動(dòng)件原動(dòng)件(主動(dòng)件主動(dòng)件) 原動(dòng)件是指機(jī)構(gòu)中作用有驅(qū)動(dòng)力或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，它的運(yùn)動(dòng)是原動(dòng)件是指機(jī)構(gòu)中作用有驅(qū)動(dòng)力或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，它的運(yùn)動(dòng)是由外界輸入的，一般與機(jī)架相連。由外界輸入的，一般與機(jī)架相連。 (3) 從動(dòng)件從動(dòng)件 從動(dòng)件是指機(jī)構(gòu)中除原動(dòng)件以外的從動(dòng)件是指機(jī)構(gòu)中除原動(dòng)件以外的所有活動(dòng)構(gòu)件所有活動(dòng)構(gòu)件。 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制 2.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟 1) 分析研究機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)原理，確定機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件分析研究機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)原理，確定機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。

10、 2) 由原動(dòng)件開(kāi)始，按照各構(gòu)件之間運(yùn)動(dòng)傳遞路線，依次分析構(gòu)件由原動(dòng)件開(kāi)始，按照各構(gòu)件之間運(yùn)動(dòng)傳遞路線，依次分析構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。 3) 選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面，以便清楚地表達(dá)各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面，以便清楚地表達(dá)各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 4) 選擇適當(dāng)?shù)谋壤哌x擇適當(dāng)?shù)谋壤?=構(gòu)件實(shí)際尺寸構(gòu)件實(shí)際尺寸/構(gòu)件圖樣尺寸構(gòu)件圖樣尺寸(單位：?jiǎn)挝唬簃/mm或或mm/mm)，按照各運(yùn)動(dòng)副間的距離和相對(duì)位置，以規(guī)定的線條，按照各運(yùn)動(dòng)副間的距離和相對(duì)位置，以規(guī)定的線條和符號(hào)繪出運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。和符號(hào)繪出運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

11、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1) 確定構(gòu)件的數(shù)目。確定構(gòu)件的數(shù)目。2) 確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。3) 選擇與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平行的平面作為視圖平面。選擇與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平行的平面作為視圖平面。4) 選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸L制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。3-13-1繪制圖繪制圖3-9a3-9a所示的顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。所示的顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制二、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1) 確定構(gòu)件的數(shù)目。確定構(gòu)件的數(shù)目。2) 確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。確定運(yùn)動(dòng)

12、副的種類和數(shù)目。3) 選擇與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平行的平面作為視圖平面。選擇與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平行的平面作為視圖平面。4) 選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸L制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。3-23-2繪制圖繪制圖3-103-10所示牛頭刨床主體運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。所示牛頭刨床主體運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析3.3.3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 一、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算一、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 1. 1.平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 (1) (1)約束約束 當(dāng)兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后，它們之間的某些相對(duì)運(yùn)當(dāng)兩構(gòu)件

13、組成運(yùn)動(dòng)副后，它們之間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到限制，這種對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)所施加的限制稱為約動(dòng)受到限制，這種對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)所施加的限制稱為約束。束。 ( (每加上一個(gè)約束，自由構(gòu)件便失去一個(gè)自由度每加上一個(gè)約束，自由構(gòu)件便失去一個(gè)自由度) ) 平面低副引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度；平面低副引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度； 平面高副引入一個(gè)約束，保留兩個(gè)自由度平面高副引入一個(gè)約束，保留兩個(gè)自由度。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析3.3.3 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 一、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算一、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算 (2) (2)機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)自

14、由度的計(jì)算 機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目，稱為機(jī)構(gòu)的自由度。機(jī)構(gòu)所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目，稱為機(jī)構(gòu)的自由度。 設(shè)有一個(gè)平面機(jī)構(gòu)由設(shè)有一個(gè)平面機(jī)構(gòu)由N N個(gè)構(gòu)件組成，個(gè)構(gòu)件組成， 1 1個(gè)構(gòu)件為個(gè)構(gòu)件為機(jī)架機(jī)架， 活動(dòng)構(gòu)件活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為：數(shù)為：n=N-1n=N-1 在未組成運(yùn)動(dòng)副前，活動(dòng)構(gòu)件的自由度總數(shù)為：在未組成運(yùn)動(dòng)副前，活動(dòng)構(gòu)件的自由度總數(shù)為：3n3n 當(dāng)引入約束后，自由度減少。若共有當(dāng)引入約束后，自由度減少。若共有P PL L個(gè)低副、個(gè)低副、P PH H個(gè)高副平面機(jī)構(gòu)個(gè)高副平面機(jī)構(gòu) 的的自由度自由度F F的計(jì)算公式為：的計(jì)算公式為： F=3n- 2PF=3n- 2PL L- P- PH H 平面機(jī)構(gòu)

15、的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 2. 2.計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的特殊情況計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)的特殊情況 (1)(1)復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以同軸線構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以同軸線構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為復(fù)合鉸鏈。為復(fù)合鉸鏈。如圖如圖3-123-12所示是三個(gè)構(gòu)件匯交成的復(fù)合鉸鏈所示是三個(gè)構(gòu)件匯交成的復(fù)合鉸鏈, ,圖中構(gòu)件圖中構(gòu)件1 1分別與構(gòu)件分別與構(gòu)件2 2、構(gòu)件、構(gòu)件3 3構(gòu)成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。依此類推，構(gòu)成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。依此類推，m m個(gè)構(gòu)件在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相個(gè)構(gòu)件在一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連連, , 應(yīng)具有應(yīng)具有m m-1-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 因此在統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目時(shí)應(yīng)注意識(shí)別復(fù)因此

16、在統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目時(shí)應(yīng)注意識(shí)別復(fù)合鉸鏈合鉸鏈, , 避免遺漏。避免遺漏。圖圖3-123-12復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析計(jì)算如圖計(jì)算如圖3-133-13所示圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。所示圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。圖3-13 圓盤鋸機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)中，機(jī)構(gòu)中，A A、B B、C C、D D四點(diǎn)均為由四點(diǎn)均為由三個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，每處三個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，每處有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。 因此，該機(jī)構(gòu)因此，該機(jī)構(gòu)n=7,Pn=7,PL=10,P=10,PH=0=0， 其自由度其自由度 F=3F=37-27-210-010-0=1=1。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析(2)

17、 局部自由度局部自由度 機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件產(chǎn)生的與其他運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的獨(dú)立機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件產(chǎn)生的與其他運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，稱為運(yùn)動(dòng)，稱為局部自由度局部自由度。 在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)除去不計(jì)除去不計(jì)。圖3-14局部自由度1凸輪2從動(dòng)件3滾子 機(jī)構(gòu)中機(jī)構(gòu)中n=2,Pn=2,PL=2,P=2,PH=1=1， 其自由度其自由度 F=3 F=32-22-22-1=12-1=1 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 (3) 虛約束虛約束 機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束，機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的約束，稱為稱為虛約束虛約束。 1) 兩構(gòu)

18、件間形成多個(gè)具有相同作用的運(yùn)動(dòng)副，分別有下列三種兩構(gòu)件間形成多個(gè)具有相同作用的運(yùn)動(dòng)副，分別有下列三種情況：情況： 兩構(gòu)件形成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副兩構(gòu)件形成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副，如圖，如圖3-15a所示，輪軸所示，輪軸1與機(jī)架與機(jī)架2在在A、B兩處組成了兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，從運(yùn)動(dòng)關(guān)系看，只兩處組成了兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，從運(yùn)動(dòng)關(guān)系看，只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，其余各處的引入約束均為虛約束有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，其余各處的引入約束均為虛約束，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)按一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副計(jì)算。，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)按一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副計(jì)算。 兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副，如圖，如圖3-15b所示，所示

19、，構(gòu)件構(gòu)件1與機(jī)架組成了與機(jī)架組成了A、B、C三個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，計(jì)算機(jī)三個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)按一個(gè)移動(dòng)副計(jì)算。構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)按一個(gè)移動(dòng)副計(jì)算。 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析兩構(gòu)件組成多處接觸點(diǎn)兩構(gòu)件組成多處接觸點(diǎn)公法線重合的高副公法線重合的高副，如圖，如圖3-15c所示，同所示，同樣應(yīng)只考慮一處高副，其余為虛約束。樣應(yīng)只考慮一處高副，其余為虛約束。圖3-15兩構(gòu)件組成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副a)軸線重合引入的虛約束b)移動(dòng)方向一致引入的虛約束c)接觸點(diǎn)公法線重合引入的虛約束 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 2) 2) 兩構(gòu)件構(gòu)上聯(lián)接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡互相重合。兩構(gòu)件構(gòu)上聯(lián)接點(diǎn)的運(yùn)

20、動(dòng)軌跡互相重合。圖圖a a自由度自由度 F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=33-23-24-0=14-0=1 圖圖b b，若用一附加構(gòu)件，若用一附加構(gòu)件5 5在在E E和和F F兩點(diǎn)鉸接，兩點(diǎn)鉸接，EFEF平行平行ABAB及及CDCD，則構(gòu)，則構(gòu)件件5 5上的上的E E點(diǎn)的軌跡與桿點(diǎn)的軌跡與桿3 3上的上的E E點(diǎn)的軌跡重合。構(gòu)件點(diǎn)的軌跡重合。構(gòu)件5 5對(duì)機(jī)構(gòu)的對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)并不產(chǎn)生影響，為虛約束。計(jì)算其自由度可按圖運(yùn)動(dòng)并不產(chǎn)生影響，為虛約束。計(jì)算其自由度可按圖a a計(jì)算。計(jì)算。 圖圖c c不滿足上述幾何條件，不滿足上述幾何條件，EFEF桿的約束為有效約束，此時(shí)計(jì)算桿的約束為

21、有效約束，此時(shí)計(jì)算其自由度其自由度F=0F=0，機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。，機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。 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 3) 3) 機(jī)構(gòu)中存在不起作用的對(duì)稱部分。機(jī)構(gòu)中存在不起作用的對(duì)稱部分。 如圖所示，為使受力均勻，安裝三個(gè)相同的行星輪對(duì)稱布置，從運(yùn)動(dòng)如圖所示，為使受力均勻，安裝三個(gè)相同的行星輪對(duì)稱布置，從運(yùn)動(dòng)關(guān)系看，只需一個(gè)行星輪關(guān)系看，只需一個(gè)行星輪2 2就能滿足要求，如圖就能滿足要求，如圖a a所示。其余行星引入所示。其余行星引入的約束均為虛約束，應(yīng)除去不計(jì)。的約束均為虛約束，應(yīng)除去不計(jì)。 該機(jī)構(gòu)的自由度為：該機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=33-2

22、3-23-2=13-2=1 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)中滾子有一個(gè)局部自由度；頂桿機(jī)構(gòu)中滾子有一個(gè)局部自由度；頂桿DF與機(jī)架組成與機(jī)架組成兩個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，故其中一個(gè)為虛約束；兩個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，故其中一個(gè)為虛約束；C處處為復(fù)合鉸鏈。去除局部自由度和虛約束，按圖為復(fù)合鉸鏈。去除局部自由度和虛約束，按圖b所示所示機(jī)構(gòu)計(jì)算自由度。機(jī)構(gòu)計(jì)算自由度。F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=37-27-29-1=29-1=2此機(jī)構(gòu)中的自此機(jī)構(gòu)中的自由度等于由度等于2，有兩個(gè)原動(dòng)件，有兩個(gè)原動(dòng)件。3-43-4計(jì)算圖計(jì)算圖3-18a3-18a所示篩料機(jī)構(gòu)的自由度。所示篩料

23、機(jī)構(gòu)的自由度。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)中刨頭機(jī)構(gòu)中刨頭6與機(jī)架與機(jī)架7組成兩個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，故組成兩個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副，故其中一個(gè)為虛約束；去除虛約束，機(jī)構(gòu)自由度為：其中一個(gè)為虛約束；去除虛約束，機(jī)構(gòu)自由度為：F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H=3=36-26-28-1=18-1=1此機(jī)構(gòu)中的自此機(jī)構(gòu)中的自由度等于由度等于1，有，有1個(gè)原動(dòng)件個(gè)原動(dòng)件。3-53-5計(jì)算圖計(jì)算圖3-113-11所示牛頭刨床主機(jī)構(gòu)的自由度。所示牛頭刨床主機(jī)構(gòu)的自由度。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析二、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件二、平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件在機(jī)構(gòu)分析中，

24、都要求機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)，顯然，不在機(jī)構(gòu)分析中，都要求機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng)，顯然，不能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的一些構(gòu)件難以用能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的一些構(gòu)件難以用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。為了使組合起來(lái)的構(gòu)件能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并具有運(yùn)動(dòng)為了使組合起來(lái)的構(gòu)件能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)并具有運(yùn)動(dòng)確定性，有必要探討機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。確定性，有必要探討機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析圖3-19原動(dòng)件數(shù)大于自由度數(shù) 圖圖3-193-19所示，圖中原動(dòng)件數(shù)等于所示，圖中原動(dòng)件數(shù)等于2 2，機(jī)構(gòu)自由度，機(jī)構(gòu)自由度 F=3n-2P F=3n-2PL L-P-PH H=3=33-23-24-0

25、=14-0=1， 原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度。若機(jī)構(gòu)同時(shí)要滿足原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度。若機(jī)構(gòu)同時(shí)要滿足原動(dòng)件原動(dòng)件1 1和原動(dòng)件和原動(dòng)件3 3的給定運(yùn)動(dòng)，則勢(shì)必將桿的給定運(yùn)動(dòng)，則勢(shì)必將桿2 2拉拉斷。斷。 平面機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析圖3-20 原動(dòng)件數(shù)小于自由度數(shù)的構(gòu)件組合 圖圖3-203-20所示，圖中原動(dòng)件數(shù)等于所示，圖中原動(dòng)件數(shù)等于1 1，機(jī)構(gòu)自由度，機(jī)構(gòu)自由度 F=3n-2P F=3n-2PL L-P-PH H=3=34-24-25-0=25-0=2， 原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)的自由度。當(dāng)只給定原動(dòng)件原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)的自由度。當(dāng)只給定原動(dòng)件1 1的位置的位置1 1時(shí)時(shí)，從動(dòng)件從動(dòng)件2 2、3 3、4 4的位置的位置可以處于實(shí)現(xiàn)位置，也可以處于可以處于實(shí)現(xiàn)位置，也可以處于圖中雙點(diǎn)畫(huà)線位置或其他位置，說(shuō)明從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)是不確圖中雙點(diǎn)畫(huà)線位置或其他位置，說(shuō)明從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)是不確定的。因此，只有給出兩個(gè)原動(dòng)件，使構(gòu)件定的。因此，只有給出兩個(gè)原動(dòng)件