機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 10平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和自由度.ppt

1、a,1,第10章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和自由度,10.1 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 10.1.1 構(gòu)件的自由度 10.1.2 運(yùn)動(dòng)副的分類及其表示方法 10.1.3 構(gòu)件的分類及其表示方法 10.1.4 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 10.2 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 10.2.1 平面機(jī)構(gòu)的自由度 10.2.2 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 10.2.3 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 本章習(xí)題,a,2,10.1 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)。 10.1.1 機(jī)構(gòu)的自由度 構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)單元體，它是組成機(jī)構(gòu)的主要要素。構(gòu)件的自由度是構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。

2、任何一個(gè)構(gòu)件在平面內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)時(shí)皆有三個(gè)自由度，即在直角坐標(biāo)系內(nèi)沿著坐標(biāo)軸、軸的移動(dòng)和繞坐標(biāo)原點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖10.1所示。 圖10.1 平面自由構(gòu)件的自由度,a,3,兩個(gè)構(gòu)件直接接觸形成的可動(dòng)聯(lián)結(jié)稱為運(yùn)動(dòng)副。只允許被聯(lián)結(jié)的兩構(gòu)件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副稱為平面運(yùn)動(dòng)副，平面機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副都屬平面運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)后，構(gòu)件的某些運(yùn)動(dòng)必將受到約束,10.1.2 運(yùn)動(dòng)副的分類及其表示方法,運(yùn)動(dòng)副的分類及其表示方法,a,4,低副 兩構(gòu)件通過(guò)面接觸形成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件 只能沿某一直線做相對(duì)移動(dòng)的低副稱為移動(dòng)副，如圖10.2所示。 移動(dòng)副使構(gòu)件失去沿某一軸線

3、方向移動(dòng)和在平面內(nèi)繞原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的 兩個(gè)自由度，只保留了沿另一軸線方向移動(dòng)的自由度。組成運(yùn)動(dòng) 副的兩構(gòu)件之間只能繞某一軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的低副稱為轉(zhuǎn)動(dòng) 副，如圖10.3所示。轉(zhuǎn)動(dòng)副使構(gòu)件失去沿軸或軸方向兩個(gè)移動(dòng)的 自由度，只保留一個(gè)繞原點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副分別 可以用圖10.4和圖10.5所示的符號(hào)表示,圖10.2 移動(dòng)副,圖10.3 轉(zhuǎn)動(dòng)副,圖10.4 移動(dòng)副的符號(hào),圖10.5 轉(zhuǎn)動(dòng)副的符號(hào),a,5,2. 高副 兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)接觸或線接觸形成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副，如圖10.6所示。圖10.6(a)中凸輪1與從動(dòng)件2，圖10.6(b)中齒輪1與齒輪2在接觸點(diǎn)處組成的運(yùn)動(dòng)副都是高副。高副使構(gòu)件失去

4、了沿接觸點(diǎn)公法線方向移動(dòng)的自由度，保留了繞接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)和沿接觸點(diǎn)公切線方向移動(dòng)的兩個(gè)自由度。用符號(hào)表示高副時(shí)，一般需把兩構(gòu)件在接觸點(diǎn)處的曲線輪廓畫(huà)出如圖10.6(a)所示，但對(duì)于齒輪機(jī)構(gòu)，習(xí)慣上只畫(huà)出兩齒輪的節(jié)圓,a) (b) 圖10.6 高副,a,6,10.1.3 構(gòu)件的分類及其表示方法 構(gòu)件的分類及其表示方法 組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為固定件、主動(dòng)件和從動(dòng)件。 1. 固定件 固定件也稱機(jī)架，是用來(lái)支承活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。圖10.7中的壓力機(jī)機(jī)座9，它是用來(lái)支承齒輪1、齒輪5、滑桿3及沖頭8等構(gòu)件的。在分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定件作為參考坐標(biāo)系。 2. 主動(dòng)件 主動(dòng)件是運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件。它

5、的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由外界輸入，因此，該構(gòu)件常與動(dòng)力源相關(guān)聯(lián)，如圖10.7齒輪1就是主動(dòng)件,a,7,3. 從動(dòng)件 從動(dòng)件是由主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的類型以及運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置限定其運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。在機(jī)構(gòu)中除了機(jī)架與主動(dòng)件之外，其他構(gòu)件都是從動(dòng)件。而在從動(dòng)件中按預(yù)期的規(guī)律向外界輸出運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的構(gòu)件稱為輸出構(gòu)件，如圖10.7所示的沖頭8,圖10.7 壓力機(jī),圖10.7 壓力機(jī),a,8,實(shí)際構(gòu)件的外形和結(jié)構(gòu)是復(fù)雜而多樣的。在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，構(gòu)件的表達(dá)原則是撇開(kāi)那些與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和結(jié)構(gòu)，僅把與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸用簡(jiǎn)單的線條表示出來(lái)。圖10.8(a)中的構(gòu)件3與滑塊2組成移動(dòng)副，構(gòu)件3的外形和結(jié)構(gòu)與

6、運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，因此可用圖10.8(b)所示的簡(jiǎn)單線條來(lái)表示,a) (b) 圖 10.8 構(gòu)件的簡(jiǎn)化示例,a,9,圖10.9所示為構(gòu)件的一般表示方法。圖10.9(a)表示構(gòu)件上有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副；圖10.9 (b)表示構(gòu)件上具有一個(gè)移動(dòng)副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中左圖表示移動(dòng)副的導(dǎo)路不經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心，右圖表示移動(dòng)副的導(dǎo)路經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心；圖10.9 (c)表示構(gòu)件上有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副并且轉(zhuǎn)動(dòng)副的回轉(zhuǎn)中心不在同一直線上；圖10.9 (d)表示構(gòu)件具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副并且分布在同一直線上；圖10.9 (e)表示構(gòu)件為固定構(gòu)件,a) (b) (c) (d) (e) 圖10.9 構(gòu)件的表示方法,a,10,10.1.4 平面

7、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 實(shí)際機(jī)械的外形和結(jié)構(gòu)大都比較復(fù)雜，為了便于分析和研究，工程中常用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)表示構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副來(lái)繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的特定符號(hào)來(lái)表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形，稱為機(jī)構(gòu)示意圖。按一定的長(zhǎng)度比例尺繪制的機(jī)構(gòu)示意圖稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖不僅可以簡(jiǎn)明地反映原機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，而且可以對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析,a,11,繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的一般步驟如下： 分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，找出固定件(機(jī)架)、主動(dòng)件與從動(dòng) 件，即判別構(gòu)件的類型并用1，2，3，4，表示構(gòu)件的序 號(hào)。 (2) 從主動(dòng)件開(kāi)始，按照運(yùn)動(dòng)的傳遞順序分析各構(gòu)件之間相 對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，

8、確定運(yùn)動(dòng)副的類型并用A，B，C，D，表 示運(yùn)動(dòng)副的序號(hào)。 (3)合理選擇視圖平面。為了能清楚地表明各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)關(guān)系，通常選擇平行于構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的平面作為視圖平面,a,12,4) 選擇能充分反映機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的瞬時(shí)位置。若瞬時(shí)位置 選擇不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件間相互重疊或交叉，使得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)圖既不易繪制也不易辨認(rèn)。 (5) 選擇比例尺 ，定出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，用特定符號(hào)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。比例尺應(yīng)根據(jù)實(shí)際機(jī)構(gòu)和圖幅大小來(lái)適當(dāng)選取。實(shí)際尺寸的單位可用 。例如：用圖上的1mm代表實(shí)際尺寸的5mm，則,a,13,例10.1】 繪出圖10.7所示壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 分析： 該機(jī)構(gòu)主要由機(jī)座9、齒輪

9、(偏心軸)1、齒輪(凸輪)5、連桿2、滑桿3、擺桿4、滾子6、滑塊7、沖頭8等組成。在齒輪1帶動(dòng)下齒輪5繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿2驅(qū)動(dòng)滑桿3上下移動(dòng)，擺桿4在滑桿3及偏置凸輪(與齒輪5固聯(lián))帶動(dòng)下擺動(dòng)，從而撥動(dòng)滑塊7并帶動(dòng)沖頭8上下移動(dòng)沖壓零件。 機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系如下：構(gòu)件8與構(gòu)件9、構(gòu)件7與構(gòu)件4、構(gòu)件4與構(gòu)件9之間為相對(duì)移動(dòng)，組成移動(dòng)副；構(gòu)件1與構(gòu)件9、構(gòu)件5與構(gòu)件9、構(gòu)件2與構(gòu)件、構(gòu)件3與構(gòu)件2、構(gòu)件3與構(gòu)件4、構(gòu)件4與構(gòu)件6、構(gòu)件7與構(gòu)件8之間為相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，組成回轉(zhuǎn)副；構(gòu)件1與構(gòu)件5之間組成高副，構(gòu)件5的凸輪與構(gòu)件6組成高副,例題,a,14,解 選取適當(dāng)比例，從機(jī)架9與主動(dòng)件1聯(lián)結(jié)的運(yùn)

10、動(dòng)副o開(kāi)始，按照運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力傳遞的路徑及相對(duì)位置關(guān)系依次畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，即得到如圖10.10所示的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中通常主動(dòng)件上用箭頭標(biāo)明運(yùn)動(dòng)方向，如圖10.10中的構(gòu)件OA。 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是一個(gè)反映機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征和運(yùn)動(dòng)本質(zhì)、由具體到抽象的過(guò)程。只有結(jié)合實(shí)際機(jī)構(gòu)多加練習(xí)，才能熟練地掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制技巧,圖10.10 壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,a,15,10.2 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 10.2.1 平面機(jī)構(gòu)的自由度,一個(gè)有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的平面機(jī)構(gòu)，當(dāng)引入運(yùn)動(dòng)副前，由于每個(gè)平面自由構(gòu)件都有3個(gè)自由度，則n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件應(yīng)有3n個(gè)自由度。引入運(yùn)動(dòng)副后，每個(gè)低副約束了2個(gè)自由度,

11、每個(gè)高副約束了1個(gè)自由度，如果該機(jī)構(gòu)中有 個(gè)低副和 個(gè)高副，這時(shí)共約束了( )個(gè)自由度，于是整個(gè)機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)為,10.1,例如在圖10.11所示的四桿機(jī)構(gòu)中， 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目 n=3 低副數(shù)目 高副數(shù)目,圖10.11 具有一個(gè)自由度的平面機(jī)構(gòu),則機(jī)構(gòu)的自由度,a,16,顯然，要使機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)，須有F0。否則，構(gòu)件系統(tǒng)將成為一剛性桁架如圖10.12(a)、(b)所示或超靜定桁架如圖10.12(c)所示,a) (b) (c) 圖10.12 平面桁架,a,17,圖10.12(a)和圖10.12(b)中構(gòu)件間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬于剛性桁架。 圖10.12(c)中： 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目,在圖10.12(a)中： 活

12、動(dòng)構(gòu)件數(shù)目,低副數(shù)目,高副數(shù)目,則圖10.12(a)的自由度,在圖10.12(b)中： 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目,低副數(shù)目,高副數(shù)目,則圖10.12(b)的自由度,低副數(shù)目,高副數(shù)目,則圖10.12(c)的自由度,多一個(gè)約束)屬于超靜定桁架,a,18,在圖10.11所示的四桿機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1為主動(dòng)件，其獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的參變數(shù)為位置角 。當(dāng)給定一個(gè) 值時(shí)，從動(dòng)件2和3便有一個(gè)確定的位置。機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)F=1。所以，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定。如果給定兩個(gè)主動(dòng)件，則會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件系統(tǒng)的破壞，或者所給定的主動(dòng)，實(shí)際上并不能實(shí)現(xiàn),10.2.2 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 為了使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，還必須使給定的獨(dú)立運(yùn)

13、動(dòng)規(guī)律的數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)。而給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)規(guī)律是通過(guò)主動(dòng)件提供的，通常每個(gè)主動(dòng)件只具有一個(gè)自由度。所以機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：F 0； 主動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù),a,19,在圖10.13所示的鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)中： 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目 低副數(shù)目 高副數(shù)目 則該圖的自由度 為了使該機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動(dòng)，需要兩個(gè)主動(dòng)件,圖10.13 具有兩個(gè)自由度的平面機(jī)構(gòu),如果只給定一個(gè)主動(dòng)件(如構(gòu)件1)，則當(dāng)給定后，由于沒(méi)有給定，從動(dòng)件2、3和4，既可處于實(shí)線所示的位置，又可處于虛線所示的位置，即從動(dòng)件的位置不能確定。因此，構(gòu)件系統(tǒng)不能成為機(jī)構(gòu)。 根據(jù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件可以分析和認(rèn)識(shí)已有機(jī)構(gòu)，也可以計(jì)算和檢驗(yàn)新

14、構(gòu)思的機(jī)構(gòu)能否達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)要求,a,20,10.2.3 計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng),1. 復(fù)合鉸鏈 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一軸線上用轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)結(jié)起來(lái)便形成了復(fù)合鉸鏈。圖10.14所示為三個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，從圖10.14(b)可見(jiàn)，它們共組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。當(dāng)k個(gè)構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為(k-1)個(gè),a) (b) 圖10.14 復(fù)合鉸鏈,a,21,例10.2】 計(jì)算圖10.15所示平面機(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)。 解 機(jī)構(gòu)中有7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，B、C、D、E處都是由3個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈，所以機(jī)構(gòu)中有10個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副；沒(méi)有高副,圖10.15 具有復(fù)合鉸鏈的平面機(jī)構(gòu),即：活動(dòng)構(gòu)

15、件數(shù)目 低副數(shù)目 高副數(shù)目 則該機(jī)構(gòu)的自由度 構(gòu)件2是主動(dòng)件，主動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，所以該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng),a,22,2. 局部自由度 與輸出構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度稱局部自由度 。計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)除去不計(jì)。 【例10.3】 計(jì)算圖10.16(a)所示機(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),解 該機(jī)構(gòu)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目 低副數(shù)目 高副數(shù)目 則該機(jī)構(gòu)的自由度 而構(gòu)件1為主動(dòng)件，主動(dòng)件數(shù)目為1，表明機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)，這顯然與事實(shí)不符,圖10.16（a,a,23,實(shí)際上機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中滾子3繞其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)不影響凸輪1與從動(dòng)件2的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，所以是局部自由度?？梢栽O(shè)想將滾子3與從動(dòng)件2固聯(lián)成一體，

16、處的轉(zhuǎn)動(dòng)副則隨之消失如圖10.16(b)所示。這樣在該機(jī)構(gòu)中,活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目 低副數(shù)目 高副數(shù)目 則該機(jī)構(gòu)的自由度 主動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，所以 該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng),圖10.16（b,例如在圖10.10所示的壓力機(jī)中，處有局部自由度，應(yīng)除去。那么， 活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目 低副數(shù)目 高副數(shù)目 則該機(jī)構(gòu)的自由度,a,24,主動(dòng)件數(shù)目等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，所以該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。 局部自由度雖然不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，但可使高副接觸處的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減小摩擦和磨損。所以在機(jī)械中常有局部自由度存在,3. 虛約束 有些運(yùn)動(dòng)副引起的約束對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的限制是重復(fù)的，這些重復(fù)的約束稱為虛約束，在計(jì)算機(jī)構(gòu)自

17、由度時(shí)也應(yīng)除去不計(jì),a) (b) 圖10.17 具有虛約束的平面機(jī)構(gòu),a,25,在圖10.17(a)所示鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)中，由于構(gòu)件的長(zhǎng)度 ， ， ，因而，當(dāng)主動(dòng)件2運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿3作平移運(yùn)動(dòng)。桿3上E點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)F為圓心， 為半徑的圓，C點(diǎn)的軌跡是以D點(diǎn)為圓心， 為半徑的圓。由于連桿3上E點(diǎn)軌跡與桿5上點(diǎn)F軌跡相重合，所以機(jī)構(gòu)中增加構(gòu)件5及轉(zhuǎn)動(dòng)副E、F后，雖然機(jī)構(gòu)增加了一個(gè)約束(引入構(gòu)件5，增加3個(gè)自由度，引入2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，帶入4個(gè)約束，共增加1個(gè)約束)，但此約束并不能起限制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的作用，因而是一個(gè)虛約束,計(jì)算此機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束除去不計(jì)(即將構(gòu)件5及轉(zhuǎn)動(dòng)副、不計(jì))，如圖10.17(b)所

18、示，機(jī)構(gòu)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目 低副數(shù)目 高副數(shù)目 則該機(jī)構(gòu)的自由度 說(shuō)明機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。這顯然與實(shí)際情況是不相符的,a,26,平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況： (1) 如果兩構(gòu)件同時(shí)在多處接觸構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且其軸線又是重合的，則只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起約束作用，其余轉(zhuǎn)動(dòng)副所帶入的約束均為虛約束如圖10.18(a)所示。 (2) 如果兩構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成移動(dòng)副，且各導(dǎo)路又是互相平行或重合的，則只要一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其它移動(dòng)副均為虛約束如圖10.18(b)所示,a) 轉(zhuǎn)動(dòng)副虛約束 (b) 移動(dòng)副虛約束 圖10.18 虛約束示例,3) 在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果兩構(gòu)件兩點(diǎn)間的距離始終保持不變(圖10.17中和兩點(diǎn))，則在此兩點(diǎn)間以構(gòu)件相聯(lián)所產(chǎn)生的約束，必定是虛約束。 (4) 在機(jī)構(gòu)中，某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱部分所帶入的約束均為虛約束,a,27,圖10.19 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的虛約束,圖10.19所示的齒輪傳動(dòng)，齒輪1經(jīng)過(guò)齒輪2、 和 ，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪3。從運(yùn)動(dòng)傳遞角度來(lái)看齒輪2、 和 只有其中一