機構(gòu)的組成原理

1、主講：主講： 張青張青 副教授副教授上海交通大學(xué)上海交通大學(xué) 機械與動力工程學(xué)院機械與動力工程學(xué)院Feb. 2011|內(nèi)容提要內(nèi)容提要基本要求基本概念重點與難點|本章教案本章教案機構(gòu)的組成及運動簡圖機構(gòu)的自由度計算及機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)的高副低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理機構(gòu)類型綜合|例題剖析與習(xí)題例題剖析與習(xí)題典型例題剖析思考題習(xí)題目錄z 掌握平面運動副的類型及其提供的約束條件z掌握運動鏈成為機構(gòu)的條件z掌握平面機構(gòu)運動簡圖的繪制方法和步驟z掌握平面機構(gòu)自由度計算及其注意事項基本要求基本概念重點與難點z 構(gòu)件與運動副構(gòu)件與運動副z 運動鏈和機構(gòu)運動鏈和機構(gòu)z 平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖 2-

2、1 機構(gòu)的組成及運動簡圖機構(gòu)的組成及運動簡圖機構(gòu)的組成及運動簡圖機構(gòu)的組成及運動簡圖一、構(gòu)件與運動副一、構(gòu)件與運動副z 機器機器: :是由各種機構(gòu)所構(gòu)成的系統(tǒng)。例如內(nèi)燃機就包含了曲柄滑塊機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和控制進(jìn)、排氣的凸輪機構(gòu)。 z 機構(gòu)的組成機構(gòu)的組成:構(gòu)件運動副運動鏈機構(gòu)構(gòu)件運動副運動鏈機構(gòu)z 構(gòu)構(gòu) 件件：組成機構(gòu)的每一個獨立運動單元體稱為構(gòu)件，機器中的構(gòu)件可以是單一的零件，也可以由若干個零件剛性聯(lián)接而成。z 構(gòu)件和零件構(gòu)件和零件是兩個不同的概念。構(gòu)件是運動單元，而零件是制造單元1、構(gòu)件構(gòu)件運動副運動鏈機構(gòu)運動副：兩個構(gòu)件之間的可動聯(lián)接。兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定型式的相對運動的連接，稱為

3、運動副。運動副元素：兩個構(gòu)件參加接觸而構(gòu)成運動副的表面作用類型軸與軸承聯(lián)接（圓柱和圓柱孔面）2、運動副運動副運動副滑塊與導(dǎo)軌聯(lián)接（接觸平面）兩齒輪輪齒嚙合（齒廓曲面）3、運動副約束、運動副約束作空間自由運動的構(gòu)件具有六個自由度。對構(gòu)件一個獨立運動的限制稱為一個約束條件。自由度與約束數(shù)之總和應(yīng)等于6對每個構(gòu)件的約束數(shù)最多為5，最少引入一個約束。4、平面構(gòu)件的自由度、平面構(gòu)件的自由度 當(dāng)沒有約束時，構(gòu)件作平面運動具有三個自由度：即可以沿x軸和y軸方向移動，以及繞垂直于運動平面xOy的z軸的轉(zhuǎn)動。xy構(gòu)件的獨立運動的數(shù)目或者確定構(gòu)件位置的獨立參數(shù)的數(shù)目稱為自由度數(shù)。5、運動副的分類、運動副的分類根據(jù)

4、運動副提供約束數(shù)目z根據(jù)組成運動副兩構(gòu)件相對運動z按照運動副元素根據(jù)運動副提供約束數(shù)目，運動副可分為五級 提供一個約束條件的，稱為I級運動副(簡稱I級副)。提供兩個約束條件的稱為II級運動副(簡稱II級副)；依次類推還有III、IV、V級副。 根據(jù)運動副提供的約束數(shù)目分類I級副級副作者：潘存云教授II級副級副III級副級副IV級副級副V級副級副1V級副級副2V級副級副3兩者關(guān)聯(lián)螺旋副也屬V級副。 根據(jù)運動副提供的約束數(shù)目分類常用運動副及其代表符號常用運動副及其代表符號根據(jù)組成運動副兩構(gòu)件相對運動： 平面運動副、空間運動副球面副轉(zhuǎn)動副球銷副根據(jù)組成運動副兩構(gòu)件相對運動分類通常把通常把面接觸面接觸

5、的運動副稱為的運動副稱為低副低副，點接觸點接觸或線接觸的運動副稱或線接觸的運動副稱為為高副高副。在平面機構(gòu)中，一個低副有兩個約束條件，一個高副有一個約在平面機構(gòu)中，一個低副有兩個約束條件，一個高副有一個約束條件。束條件。低副高副按照運動副元素的不同分類6、常見平面運動副及其自由度、常見平面運動副及其自由度轉(zhuǎn)動副(低副）(自由度為1）可以繞鉸鏈軸轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動副移動副移動副(低副）(自由度為1）可以沿導(dǎo)路移動高副齒輪副，凸輪(高副）（自由度為2）可以沿切線移動可以繞接觸點或線轉(zhuǎn)動H HC CS SSS7、復(fù)合運動副：萬向鉸或虎克鉸復(fù)合運動副：萬向鉸或虎克鉸 U U（universal joint)un

6、iversal joint)8、機構(gòu)的組成及運動簡圖機構(gòu)的組成及運動簡圖二、運動鏈和機構(gòu)二、運動鏈和機構(gòu)構(gòu)件運動副運動鏈機構(gòu)運動鏈：兩個以上的構(gòu)件通過運動副的聯(lián)接而構(gòu)成的相對可動的系統(tǒng)。閉鏈：運動鏈各構(gòu)件構(gòu)成首尾相接的系統(tǒng)。開鏈：運動鏈各構(gòu)件構(gòu)成首尾不相接的系統(tǒng)。閉式運動鏈開式運動鏈作者：潘存云教授運動鏈和機構(gòu)運動鏈和機構(gòu)組成機構(gòu)的各構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)稱為平面機構(gòu)，否則稱為空間機構(gòu)。構(gòu)件運動副運動鏈機構(gòu)撇開構(gòu)件的復(fù)雜外形和運動副的具體構(gòu)造，用簡撇開構(gòu)件的復(fù)雜外形和運動副的具體構(gòu)造，用簡單的線條和規(guī)定的符號代表構(gòu)件和運動副，并按比例定出各運動單的線條和規(guī)定的符號代表構(gòu)件和運動副，

7、并按比例定出各運動副的相對位置副的相對位置。這種能準(zhǔn)確表達(dá)機構(gòu)運動情況的簡化圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。若圖形不按精確的比例繪制圖形不按精確的比例繪制，僅僅為了表達(dá)機械的結(jié)構(gòu)特征，這種簡圖稱為機構(gòu)示意圖。三、平面機構(gòu)運動簡圖三、平面機構(gòu)運動簡圖構(gòu)件和運動副的表示方法構(gòu)件和運動副的表示方法構(gòu)件和運動副的表示方法構(gòu)件和運動副的表示方法繪制平面機構(gòu)運動簡圖的主要步驟繪制平面機構(gòu)運動簡圖的主要步驟 繪制平面機構(gòu)運動簡圖的步驟： 1) 找構(gòu)件； 2) 找運動副； 3) 按適當(dāng)比例畫機構(gòu)運動簡圖。機構(gòu)運動簡圖的實例分析機構(gòu)運動簡圖的實例分析顎式破碎機分析：該例題中各構(gòu)件全部由轉(zhuǎn)動副連接而成，其中分析：該例題中各

8、構(gòu)件全部由轉(zhuǎn)動副連接而成，其中A、E、G三處是與機架相連的固定鉸鏈，原動件為三處是與機架相連的固定鉸鏈，原動件為AB，作整周旋轉(zhuǎn)。，作整周旋轉(zhuǎn)。難點：關(guān)鍵是搞清楚原動構(gòu)件難點：關(guān)鍵是搞清楚原動構(gòu)件AB是一個作整周旋轉(zhuǎn)的偏心輪，是一個作整周旋轉(zhuǎn)的偏心輪，不容易看出。不容易看出。機構(gòu)運動簡圖的實例分機構(gòu)運動簡圖的實例分析析偏心輪傳動機構(gòu)機構(gòu)運動簡圖的實例分機構(gòu)運動簡圖的實例分析析2-2 機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件空間機構(gòu)的自由度機構(gòu)具有確定運動的條件計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項 機構(gòu)自由度：保證機構(gòu)具有確定運動時，所必須給定的獨立運動參數(shù)。機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件一、空間機構(gòu)

9、的自由度 空間機構(gòu)的自由度計算公式:SPiPuPiPRPiiPiqNPiqNqFhiii三個自由度的運動副，兩個自由度的運動副，一個自由度的運動副，個自由度的運動副數(shù)目具有運動副的自由度數(shù)各構(gòu)件運動維數(shù)的并集構(gòu)件總數(shù)（包括機架）321513,2,1-)() 1(機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件一、空間機構(gòu)的自由度LhLiiiiPNPNFqPPnPPNFqPiNFqPiqNqF) 1(2) 12() 1(2, 223)23() 13() 1(3, 3)6() 1(6, 6)() 1(1215151斜面機構(gòu)取平面機構(gòu)一般取空間機構(gòu)一般取機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例自動

10、駕駛儀操舵裝置的空間四桿機構(gòu)機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例斜面機構(gòu)機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例3-RPS 并聯(lián)機構(gòu)機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例Stewart并聯(lián)機構(gòu)-6-UPSSteward結(jié)構(gòu)力敏元件Stewart并聯(lián)機構(gòu)可用于飛行員訓(xùn)練模擬器，并聯(lián)機床，地震模擬器機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例3-RRR球面機構(gòu)機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例3-RRR平面機構(gòu)機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件機構(gòu)自由度計算舉例平面

11、四桿機構(gòu)機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件二、機構(gòu)具有確定運動的條件fFLPLP鉸鏈四連桿機構(gòu)一個原動件兩個原動件104233F F F0 0時，時，原動件數(shù)大于機構(gòu)的自由度，則在機構(gòu)的薄弱處遭到破壞。原動件數(shù)大于機構(gòu)的自由度，則在機構(gòu)的薄弱處遭到破壞。fFLPLP鉸鏈五桿機構(gòu)3 4 2 5 02F F F0 0時，時，原動件數(shù)原動件數(shù) 機構(gòu)的自由度，各構(gòu)件沒有確定的相對運動機構(gòu)的自由度，各構(gòu)件沒有確定的相對運動fFLPLP剛性桁架3 3 2 5 01F 超靜定桁架006243F F=0時，機構(gòu)蛻變?yōu)閯傂澡旒?，?gòu)件之間沒有相對運動。時，機構(gòu)蛻變?yōu)閯傂澡旒埽瑯?gòu)件之間沒有相對運動。 結(jié)論： 機構(gòu)

12、具有確定運動的條件是： 機構(gòu)的原動件的數(shù)目=機構(gòu)的自由度的數(shù)目機構(gòu)的自由度計算及其機構(gòu)運動確定條件三、計算平面機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項fFLPLP復(fù)合鉸鏈局部自由度虛約束在用自由度計算公式計算機構(gòu)自由度時，有時會出現(xiàn)按公式計算的結(jié)果與機構(gòu)實際自由度不相得合的情況。為使計算結(jié)果與實際一致，在計算機構(gòu)的自由度時，應(yīng)注意下列幾個問題。fFLPLP局部自由度Stewart并聯(lián)機構(gòu)-6-SPSSteward結(jié)構(gòu)力敏元件Stewart并聯(lián)機構(gòu)可用于飛行員訓(xùn)練模擬器，并聯(lián)機床，地震模擬器局部自由度fFLPLP33fFLPLP333虛約束情況六：在機構(gòu)運動過程中，當(dāng)不同構(gòu)件上兩點間的距離保持恒定時，用一個構(gòu)件

13、和兩個轉(zhuǎn)動副將此兩點相聯(lián)，也將帶入一個虛約束。自由度計算舉例2-3 2-3 機構(gòu)的高副低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理平面機構(gòu)中高副低代的方法平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機構(gòu)的組成原理機構(gòu)的高副低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理一、平面機構(gòu)中高副低代的方法fFLPLP 為了保證機構(gòu)的運動保持不變，進(jìn)行高副低代必須滿足的條件是:1) 代替機構(gòu)和原機構(gòu)的自由度必須完全相同。2) 代替機構(gòu)和原機構(gòu)的瞬時速度和瞬時加速度必須完全相同。b)32A1B4O1O2O12r1A31nO2r2nBa)32A1B4b)高副機構(gòu)高副機構(gòu)任意曲線輪廓高副機構(gòu)任意曲線輪廓高副機構(gòu)O12r1A31nO2r2nBa)C曲率圓曲率圓a)123ACB

14、O1n(O2)nb)AO1O22413B 若高副兩元素之一為一點若高副兩元素之一為一點(如下圖如下圖a)，則因其曲率半徑為零，所以曲則因其曲率半徑為零，所以曲率中心與兩構(gòu)件的接觸點率中心與兩構(gòu)件的接觸點C重合，其瞬時代替機構(gòu)如圖重合，其瞬時代替機構(gòu)如圖b：123BO1AO2a)C若高副兩元素之一為一直線若高副兩元素之一為一直線(如下圖如下圖a)，則因其曲率中心在無窮遠(yuǎn)處，則因其曲率中心在無窮遠(yuǎn)處，所以這一端的轉(zhuǎn)動副將轉(zhuǎn)化為移動副，其瞬時代替機構(gòu)如圖所以這一端的轉(zhuǎn)動副將轉(zhuǎn)化為移動副，其瞬時代替機構(gòu)如圖b或圖或圖c：23BAC41c)b)23BO1AC41擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)由上述可知，平面機構(gòu)

15、中的高副均可以用低副來代替，所以任何平面機構(gòu)都可以化為只含低副的機構(gòu)，對平面機構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類時，只需研究平面低副機構(gòu)就可以了。機構(gòu)的高副低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理二、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析基本桿組：最后不能再拆的最簡單的自由度為零的構(gòu)件組ABCDEPl1yx1 圖4-8 轉(zhuǎn)動輸出七桿機構(gòu)的正運動學(xué)分析Fig.4-8 The kinematic analysis of seven-bar mechanism with rotating outputGFl2l7l9l6l8l10l4l5l32354664532l3l4l8l6l9l7l2FG1l1PEDCBADBP基本桿組+原動件+機架=機構(gòu)機構(gòu)的高副

16、低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理二、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析332,2LLFnPPn即全含低副的基本桿組的組成： 設(shè)基本桿組由n個構(gòu)件和PL個低副組成，按自由度公式得 由于構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)必須是整數(shù)，所以滿足上式的構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)的組合為： n2， PL 3； n4， PL 6； n應(yīng)為2的倍數(shù)，而PL為3的倍數(shù)。二級桿組 最簡單的組合為，PL=3, 由二個構(gòu)件和3個低副構(gòu)成的基本組稱為II級組。 考慮到低副中有轉(zhuǎn)動副和移動副，II級組有五種不同的類型正切機構(gòu)正弦機構(gòu)三級桿組 大多數(shù)的機構(gòu)都是由II級組構(gòu)成、但在少數(shù)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的機構(gòu)中，除II級組外，可能還有其他較高級的桿組。三級桿組：4，PL=6, 而且

17、必須有一個構(gòu)件有三個低副，構(gòu)成的基本組稱為III級組。III級組的幾種組合形式特點：其中一個構(gòu)件有三個運動副。其中一個構(gòu)件有三個運動副。JITPHWBB1AGCVMDNFERSTIJHPWBB1AGNFERCVDMQiUiNMDVCB1BCR(a)(b)(c)FEJI13I5(d)xy0QiUiUiSS5842671234567891011123671110Qi489TPWHGBABG44sQi859TWPHGA三級桿組四級桿組四級桿組：最高封閉形為四邊形，構(gòu)成的基本組稱為IV級組。 高于III級組的基本桿組在實際機構(gòu)應(yīng)用很少。IV級組特點：具有兩個三副構(gòu)件，有個四邊形閉環(huán)級組在實際機構(gòu)中應(yīng)用

18、很少。級組在實際機構(gòu)中應(yīng)用很少。機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的步驟 目的：機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的目的是通過分析機構(gòu)的組成來確定機構(gòu)的級別。p由最高級別為II級組構(gòu)成的機構(gòu)稱為II級機構(gòu)；p最高級別為III級組構(gòu)成的機構(gòu)稱為III級機構(gòu)；p只由機架和原動件而構(gòu)成的機構(gòu)稱為I級機構(gòu)。平面機構(gòu)的級別取決于該機構(gòu)能夠分解出的基本桿組的最高級別。 機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的步驟： 1) 計算機構(gòu)的自由度，確定原動件。2) 從遠(yuǎn)離原動件的地方開始拆桿組。3) 確定機構(gòu)的級別。必須強調(diào)指出：必須強調(diào)指出： 桿組的各個外端副不可以同時加在同一個構(gòu)件上，否則將成為桿組的各個外端副不可以同時加在同一個構(gòu)件上，否則將成為剛體。例如下圖中兩種情況桿組都

19、不能運動。剛體。例如下圖中兩種情況桿組都不能運動。 機構(gòu)的級別與原動件的選擇有關(guān)。機構(gòu)的級別與原動件的選擇有關(guān)。機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析實例解 1) 計算機構(gòu)的自由度4,5,1,3 42 5 11LHnPPF 2）進(jìn)行高副低代，畫出其瞬時代替機構(gòu)3)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。4)確定機構(gòu)的級別。解 1) 計算機構(gòu)的自由度7,10,0,3 72 1001,1LHnPPF 為原動件。2）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。3)確定機構(gòu)的級別。此機構(gòu)為III級機構(gòu)。機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析實例若將前例題所示的機構(gòu)的原動件由構(gòu)件1改為構(gòu)件8。機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析實例機構(gòu)的高副低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理三、平面機構(gòu)的組成原理平面機構(gòu)的組成原理： 2-3 2-3 機構(gòu)類型

20、綜合運動鏈的基本型式運動鏈的基本型式單閉環(huán)機構(gòu)的類型綜合單閉環(huán)機構(gòu)的類型綜合綜合一單自由度機構(gòu)與綜合一個四自由度的運動鏈?zhǔn)且恢碌?。一、運動鏈的基本形式機構(gòu)類型綜合F=34-24=4單自由度機構(gòu)對應(yīng)的運動鏈的自由度公式F=3N-2 PL 4 PL =3N/2-2 單自由度機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)必為偶數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動副數(shù)的可能組合構(gòu)件數(shù)必為偶數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動副數(shù)的可能組合是：是： N2， PL 1； N4， PL 4； N6， PL 7； N8， PL 10；兩自由度機構(gòu)對應(yīng)的運動鏈的自由度公式F=3N-2 PL 5 PL =3N/2-5 兩自由度機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)必為奇數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動副數(shù)的可能組合

21、構(gòu)件數(shù)必為奇數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動副數(shù)的可能組合是：是： N3， PL 2； N5， PL 5； N7， PL 8； N9， PL 11；三自由度機構(gòu)對應(yīng)的運動鏈的自由度公式F=3N-2 PL 6 PL =3N/2-3 三自由度機構(gòu)的構(gòu)件數(shù)必為偶數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動副數(shù)的可能組合構(gòu)件數(shù)必為偶數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動副數(shù)的可能組合是：是： N4， PL 3； N6， PL 6； N8， PL 9； N10， PL 12；單閉環(huán)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：構(gòu)件數(shù)N與運動副數(shù)相等多閉環(huán)機構(gòu)環(huán)數(shù)L與其1LPN多環(huán)機構(gòu)的可能組合是多環(huán)機構(gòu)的可能組合是 N=4 P=4 L=1 N=6 P=7 L=2 N=8 P=10 L=3

22、帶入公式帶入公式322NP 得得P-3L=1由上式可見，四桿運動鏈只有一個閉環(huán)，因而僅有一種基本形由上式可見，四桿運動鏈只有一個閉環(huán)，因而僅有一種基本形式。式。一個具有三個轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件是六桿運動鏈中最復(fù)雜的構(gòu)件，六一個具有三個轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件是六桿運動鏈中最復(fù)雜的構(gòu)件，六桿運動鏈的組裝有兩種可能性：桿運動鏈的組裝有兩種可能性：a)b)142365圖圖a：型式型式，瓦特型，其中兩個具有三副的構(gòu)件在一個公共點相連接。，瓦特型，其中兩個具有三副的構(gòu)件在一個公共點相連接。圖圖b：型式型式，斯蒂芬遜型，其中兩個三副構(gòu)件被兩個雙副構(gòu)件隔開。，斯蒂芬遜型，其中兩個三副構(gòu)件被兩個雙副構(gòu)件隔開。而八桿運動鏈具有三個

23、閉環(huán)，其運動鏈的基本型式有而八桿運動鏈具有三個閉環(huán)，其運動鏈的基本型式有十六種十六種。六桿運動鏈六桿運動鏈613452機構(gòu)類型綜合二、單閉環(huán)的類型綜合單閉環(huán)機構(gòu)的特點是：1) 構(gòu)件總數(shù) N (包含機架)與運動副總數(shù) P相等;2) NP=3單閉環(huán)機構(gòu)的類型綜合時1）構(gòu)件數(shù)與運動副存在下述關(guān)系3LHNPPP）根據(jù)平面機構(gòu)自由度計算公式，有：3(1)2LHFNPP對單自由度的機構(gòu)，根據(jù)式(27)有 13(N一1)一2PLPH整理得 2PL十PH 3N一4 (28)把 NPL十PH 代入上式，整理得 PL十2 PH 4 (29) 當(dāng)N3、P3時，根據(jù)式(2-6)和式(2-9)，只可能是：PL2、 PH

24、 l。重點重點1.機構(gòu)的概念。機構(gòu)的概念。2.平面機構(gòu)運動簡圖的繪制方法和步驟。平面機構(gòu)運動簡圖的繪制方法和步驟。3.機構(gòu)具有確定運動的條件及平面機構(gòu)自由度的計算機構(gòu)具有確定運動的條件及平面機構(gòu)自由度的計算4.平面低副機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和組成原理，能根據(jù)給定的機構(gòu)運動簡圖進(jìn)行平面低副機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和組成原理，能根據(jù)給定的機構(gòu)運動簡圖進(jìn)行拆桿組，并確定機構(gòu)的級別。拆桿組，并確定機構(gòu)的級別。5.平面機構(gòu)中高副低代的方法，要求替代前后機構(gòu)的自由度和機構(gòu)的瞬時平面機構(gòu)中高副低代的方法，要求替代前后機構(gòu)的自由度和機構(gòu)的瞬時運動不變。運動不變。難點難點機構(gòu)自由度的正確計算方法是本章的難點。計算時必須考慮幾種特

25、殊情況，機構(gòu)自由度的正確計算方法是本章的難點。計算時必須考慮幾種特殊情況，如復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等情況。尤其注意到各種虛約束出現(xiàn)的如復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等情況。尤其注意到各種虛約束出現(xiàn)的場合是有條件的。場合是有條件的。例題剖析與習(xí)題思考題OO1O2ABC DEFG圖2-21(g) 沖壓機機構(gòu)AB=FG, BC=EF, CD=DE, =圖2-19(f) 齒輪連桿平行運動機構(gòu)圖2-19(g)齒輪連桿組合機構(gòu)ABCDHEFGPABCDEFG(f) F=342511 （提示：由于BC或EF處的一桿兩副引起虛約束，可將BC或EF的一桿兩副除去）(g) F=362811 機構(gòu)具有確定運動。

26、 FF例例2-3 計算直角轉(zhuǎn)塊機構(gòu)的自由度(圖2-9) 思路與解題技巧：思路與解題技巧：此機構(gòu)中B處的滾子是局部自由度，為了去除此局部自由度，應(yīng)將滾子剛性聯(lián)于構(gòu)件2上。其次因為ABC總成直角，故B點的軌跡是以O(shè)為圓心、r為半徑的圓；或者說，滾子與機架所形成的高副實際上不起約束作用，因此，去掉高副虛約束后的機構(gòu)如圖2-9(b)所示。 解：解：n=3，4，0，故lPhP圖2-9 直角轉(zhuǎn)塊機構(gòu)(b)(a)123OC2RrBA1333241hlPPnF23 B4286ADC7513B426ADC7513圖2-7 八桿機構(gòu)(a)(b)例例2-2 計算八桿機構(gòu)的自由度（圖2-7(a)）思路與解題技巧：由于該機構(gòu)中AB平行且等于CD，因此ABCD為平行四邊形，也即A點與D點間的距離始終保持不變(或者說，B點與C點間的距離始終保持不變)，故桿8及與其相連的兩個轉(zhuǎn)動副產(chǎn)生一個虛約束，所以可將桿8去掉（圖2-7(b)）。這樣，該機構(gòu)的活動構(gòu)件數(shù)n7。又因B、C兩處均是復(fù)合鉸鏈，所以10，0。 lPhP提示：本題還有另外兩種解法：由于該機構(gòu)的上半部分與下半部分完