機(jī)械原理設(shè)計(jì)-機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

12/19/2022第二章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析§2-1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容及目的§2-2機(jī)構(gòu)的組成§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖§2-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件§2-5機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算§2-6計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)§2-7虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)工作性能的影響及機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)§2-8平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu)分析§2-9平面機(jī)構(gòu)中的高副低代返回§2-1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：機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的畫法；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。是兩構(gòu)件參與接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的表面。是兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成的可動(dòng)連接；§2-2機(jī)構(gòu)的組成1.構(gòu)件零件是機(jī)器中的一個(gè)獨(dú)立制造單元體；構(gòu)件是機(jī)器中的一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體,一個(gè)構(gòu)件可以由一個(gè)或多個(gè)零件組成。從運(yùn)動(dòng)來看，任何機(jī)器都是由若干個(gè)構(gòu)件組合而成的。任何機(jī)器都是由許多零件組合而成的。氣缸體連桿體連桿頭曲軸齒輪活塞2.運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副元素例2-1軸與軸承、滑塊與導(dǎo)軌、兩輪齒嚙合。3）按其相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副或鉸鏈）移動(dòng)副螺旋副球面副運(yùn)動(dòng)副還可分為平面運(yùn)動(dòng)副與空間運(yùn)動(dòng)副兩類。2）按其接觸形式分高副：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副低副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副（1）運(yùn)動(dòng)副的分類1）按其引入的約束數(shù)目分：Ⅰ級(jí)副、Ⅱ級(jí)副、……Ⅴ級(jí)副。機(jī)構(gòu)的組成(2/4)3.運(yùn)動(dòng)鏈構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)。閉式運(yùn)動(dòng)鏈（簡稱閉鏈）開式運(yùn)動(dòng)鏈（簡稱開鏈）平面閉式運(yùn)動(dòng)鏈空間閉式運(yùn)動(dòng)鏈平面開式運(yùn)動(dòng)鏈空間開式運(yùn)動(dòng)鏈（2）運(yùn)動(dòng)副符號(hào)運(yùn)動(dòng)副常用規(guī)定的簡單符號(hào)來表達(dá)（GB4460－84）。各種常用運(yùn)動(dòng)副模型常用運(yùn)動(dòng)副的符號(hào)表機(jī)構(gòu)的組成(3/4)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?！唇o定已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；4.機(jī)構(gòu)具有固定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)。機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件——機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件?！獧C(jī)構(gòu)中其余活動(dòng)構(gòu)件。平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)常分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)兩類，其中平面機(jī)構(gòu)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)，常以轉(zhuǎn)向箭頭表示。其運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定于原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的尺寸。機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)架從動(dòng)件原動(dòng)件機(jī)構(gòu)的組成(4/4)不嚴(yán)格按比例繪出的，只表示機(jī)械結(jié)構(gòu)狀況的簡圖。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，按一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，§2-3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖在對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)新機(jī)器時(shí)，都需要繪出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖

例2-2

內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖

采用運(yùn)動(dòng)副及常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖符號(hào)和構(gòu)件的表示方法，將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞情況表示出來的簡化圖形。機(jī)構(gòu)示意圖用于現(xiàn)有機(jī)械或新機(jī)械原理方案的設(shè)計(jì)、分析與討論重點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)、組成方式等在方案設(shè)計(jì)階段并不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)副類型表明了構(gòu)件之間的聯(lián)接關(guān)系和傳動(dòng)方式構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸是運(yùn)動(dòng)分析的基礎(chǔ)不嚴(yán)格按比例可繪制機(jī)構(gòu)示意圖舉例：（2）選定視圖平面；（3）選適當(dāng)比例尺，作出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，再畫出各運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)的符號(hào)，最后用簡單線條連接，即得機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖(2/2)2.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制繪制方法及步驟：（1）搞清機(jī)械的構(gòu)造及運(yùn)動(dòng)情況，沿著運(yùn)動(dòng)傳遞路線，查明組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類別及其位置；內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制§2-4機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件一個(gè)機(jī)構(gòu)在什么條件下才能實(shí)現(xiàn)確定的運(yùn)動(dòng)呢？兩個(gè)例子例2-3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)例2-4

鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)若給定機(jī)構(gòu)一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)完全確定；若給定機(jī)構(gòu)兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)損壞。若給定機(jī)構(gòu)一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定；若給定機(jī)構(gòu)兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，則機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)完全確定。

機(jī)構(gòu)的自由度機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目，其數(shù)目用F表示。結(jié)論機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目F。如果原動(dòng)動(dòng)件數(shù)<F,如果原動(dòng)動(dòng)件數(shù)>F,則機(jī)構(gòu)的的運(yùn)動(dòng)將將不確定定；則會(huì)導(dǎo)致致機(jī)構(gòu)最最薄弱環(huán)環(huán)節(jié)的損損壞。機(jī)構(gòu)具有有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)的條條件(2/2)結(jié)論：機(jī)構(gòu)具有有確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)的條條件是：：機(jī)構(gòu)原原動(dòng)件數(shù)數(shù)目應(yīng)等等于機(jī)構(gòu)構(gòu)的自由度的的數(shù)目F?！?-5機(jī)構(gòu)自由由度的計(jì)計(jì)算1.平面面機(jī)構(gòu)自自由度的的計(jì)算（1）計(jì)計(jì)算公式式F＝3n－(2pl＋ph)式中：n為機(jī)構(gòu)的的活動(dòng)構(gòu)構(gòu)件數(shù)目目；pl為機(jī)構(gòu)的的低副數(shù)數(shù)目；ph為機(jī)構(gòu)的的高副數(shù)數(shù)目。(2)舉舉例1）鉸鏈鏈四桿機(jī)機(jī)構(gòu)F＝3n－(2pl＋ph)＝3×3－2×4－0＝12）鉸鏈鏈五桿機(jī)機(jī)構(gòu)F＝3n－(2pl＋ph)＝3×4－2×5－0＝2其約束數(shù)數(shù)為i(i=1,2,...5)，則則2.空間間機(jī)構(gòu)自自由度的的計(jì)算（1）一一般空間間機(jī)構(gòu)自自由度的的計(jì)算設(shè)一空間間機(jī)構(gòu)共共有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)構(gòu)件，pi個(gè)i級(jí)運(yùn)動(dòng)副副，F(xiàn)＝6n－(5p5＋4p4＋3p3＋2p2＋p1)＝6n－Σipii=15例2-5空間四桿桿機(jī)構(gòu)解F＝6n－5p5－4p4－3p3＝6×3－5×2＋3×1＝13）內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)F＝3n－(2pl＋ph)＝3×6－2×7－3＝1機(jī)構(gòu)自由由度的計(jì)計(jì)算(2/4)例2-6楔形滑塊塊機(jī)構(gòu)解因此機(jī)構(gòu)構(gòu)為全移移動(dòng)副平平面機(jī)構(gòu)構(gòu)，故m＝4，則則F＝(6－－m)n－(5－－m)p5＝(6－－4)××2－(5－－4)××3＝1（2）含含公共約約束的空空間機(jī)構(gòu)構(gòu)自由度度的計(jì)算算公共約束束F＝(6－m)n－Σ(i－m)pii=m+15由上式可可知，公公共約束束m=0,1,2,3,4。故相相應(yīng)的機(jī)機(jī)構(gòu)分別別稱為0族、1族、2族、3族、4族機(jī)構(gòu)構(gòu)（五類））。是指機(jī)構(gòu)構(gòu)中所有有構(gòu)件均均受到的的共同的的約束，，以m表示。機(jī)構(gòu)自由由度的計(jì)計(jì)算(3/4)（3）空空間開鏈鏈機(jī)構(gòu)的的自由度度計(jì)算因空間開鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副總數(shù)p(=Σpi)等于其活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n，i=15＝6n－Σ(6－fi)pii=15＝Σfipii=15式中，fi為i級(jí)運(yùn)動(dòng)副副的自由由度，fi＝6－i。例2-7機(jī)械手開開鏈機(jī)構(gòu)構(gòu)解F＝(6－－5)p5＋(6－－4)p4＝1×7＋2××1＝9因機(jī)械手手具有9個(gè)自由由度，故故它運(yùn)動(dòng)動(dòng)的靈活活性較大大，可繞繞過障礙礙進(jìn)入作作業(yè)區(qū)。。F＝6n－Σipii=15故機(jī)構(gòu)自由由度的計(jì)計(jì)算(4/4)如果兩構(gòu)構(gòu)件在多多處接觸而構(gòu)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)動(dòng)副，且且符合下下列情況況者，則為同一一運(yùn)動(dòng)副副，即只只能算一一個(gè)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副?！?-6計(jì)算平面面機(jī)構(gòu)自自由度時(shí)時(shí)應(yīng)注意意的事項(xiàng)項(xiàng)1.要正正確計(jì)算算運(yùn)動(dòng)副副的數(shù)目目由m個(gè)構(gòu)件組組成的復(fù)復(fù)合鉸鏈，共共有(m-1)個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副副。（1）復(fù)合鉸鏈鏈（2）同一運(yùn)動(dòng)動(dòng)副1）移動(dòng)動(dòng)副，且且移動(dòng)方方向彼此此平行或或重合；2）轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副，且且轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸線重合合；3）平面面高副，，且各接接觸點(diǎn)處處的公法法線彼此重重合。是指機(jī)構(gòu)構(gòu)中某些些構(gòu)件所所產(chǎn)生的的不影響響其他構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的局部部運(yùn)動(dòng)的的自由度度，如果兩構(gòu)構(gòu)件在多多處接觸觸而構(gòu)成成平面高高副，但但各接觸觸點(diǎn)處的的公法線線方向并并不彼此此重合，，則為復(fù)復(fù)合高副副，相當(dāng)當(dāng)于一個(gè)個(gè)低副（（移動(dòng)副副或轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副）。。（3）復(fù)合平面面高副2.要除除去局部部自由度度局部自由由度以F′表示。。計(jì)算平面面機(jī)構(gòu)自自由度時(shí)時(shí)應(yīng)注意意的事項(xiàng)項(xiàng)(2/6)滾子繞其其軸線的的轉(zhuǎn)動(dòng)為為一個(gè)局局部自由由度，在計(jì)算機(jī)機(jī)構(gòu)自由由度時(shí)，，應(yīng)將F′從計(jì)算算公式中中減去，，即例2-8滾子推桿桿凸輪機(jī)機(jī)構(gòu)解F＝3n－(2pl＋ph)－F′故凸輪機(jī)機(jī)構(gòu)的自自由度為為F＝3×3－(2××3＋1)－1＝13.要除除去虛約約束虛約束是指機(jī)構(gòu)構(gòu)中某些些運(yùn)動(dòng)副副帶入的的對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)運(yùn)動(dòng)起重重復(fù)約束束作用的的約束，，以p′表示。例2-9平行四邊邊形四桿桿機(jī)構(gòu)F＝3n－(2pl＋ph)－F′＝3×3－(2×4＋＋0)－－0＝1計(jì)算平面面機(jī)構(gòu)自自由度時(shí)時(shí)應(yīng)注意意的事項(xiàng)項(xiàng)(3/6)當(dāng)增加一個(gè)個(gè)構(gòu)件5和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副E、F，且BEAF，則∥＝F＝3n－(2pl＋ph)－F′＝3×4－－(2×6＋0)－－0＝0原因：構(gòu)件5和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副E、F引入的一個(gè)個(gè)約束為虛虛約束。在計(jì)算機(jī)構(gòu)構(gòu)的自由度度時(shí)，應(yīng)從從機(jī)構(gòu)的約約束數(shù)中減減去虛約束束數(shù)目p′，故F＝3n－(2pl＋ph－p′)－F′如平行四邊邊形五桿機(jī)機(jī)構(gòu)的自由由度為F＝3×4－－(2×6＋0－0)－0＝1計(jì)算平面機(jī)機(jī)構(gòu)自由度度時(shí)應(yīng)注意意的事項(xiàng)(4/6)（1）軌跡跡重合的情情況在機(jī)構(gòu)中，，如果用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接接的是兩個(gè)構(gòu)件上上運(yùn)動(dòng)軌跡跡相重合的的點(diǎn)，該連連接將帶入入1個(gè)虛約約束。例如橢圓儀儀機(jī)構(gòu)就是是這種情況況（圖中：：∠CAD＝90°，，BC＝BD）。顯然，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副C所連接的C2、C3兩點(diǎn)的軌跡重合合，將帶入入一個(gè)虛約約束。（2）用雙雙副桿連接接兩構(gòu)件上上距離恒定定不變的兩兩點(diǎn)的情況況在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)過程中，，如果兩構(gòu)構(gòu)件上兩點(diǎn)點(diǎn)之間的距距離始終保保持不變，若若用一雙副副桿將此兩兩點(diǎn)相連，，也將帶入入一個(gè)虛約約束。計(jì)算平面機(jī)機(jī)構(gòu)自由度度時(shí)應(yīng)注意意的事項(xiàng)(5/6)4．機(jī)構(gòu)中中的虛約束束常發(fā)生的的幾種情況況例如圖示平平行四邊形形機(jī)構(gòu)就屬屬于此種情情況。顯然，構(gòu)件件5和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)副E、F所聯(lián)接的兩點(diǎn)間間的距離始始終保持不不變，故帶入一個(gè)虛虛約束。（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)重復(fù)的情情況在機(jī)構(gòu)中，，不影響機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳傳遞的重復(fù)復(fù)部分所帶帶入的約束束為虛約束。例如圖示輪輪系就屬于于這種情況況。顯然，從機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳傳遞來看，，僅有一個(gè)齒輪輪就可以了了，而其余余兩個(gè)齒輪并不影響響機(jī)構(gòu)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)傳遞，，故帶入了虛約束，，且p′＝2。計(jì)算平面機(jī)機(jī)構(gòu)自由度度時(shí)應(yīng)注意意的事項(xiàng)(6/6)§2-7虛約束對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)工作性性能的影響響及機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)的合理設(shè)設(shè)計(jì)1.虛約束束對(duì)機(jī)構(gòu)工工作性能的的影響（1）虛約約束的作用用（2）虛約約束對(duì)機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影影響虛約束是存存在于某些些特定幾何何條件下的的，但這些些條件不滿滿足時(shí)，它它就將成為為實(shí)際有效效的約束，，從而影響響到機(jī)構(gòu)的的性能。例如平行四四邊形機(jī)構(gòu)構(gòu)，若誤差較小小，則機(jī)構(gòu)構(gòu)裝配困難難，應(yīng)力將增大大，運(yùn)動(dòng)不不靈活；若誤差較大大，則機(jī)構(gòu)構(gòu)無法裝配配，若勉強(qiáng)裝配，，則傳動(dòng)效效率低，易易損壞。為了改善構(gòu)件的受力情況；增加機(jī)構(gòu)的剛度；保證機(jī)械通過某些特殊位置。機(jī)構(gòu)中的虛虛約束數(shù)越越多，制造造精度要求求越高，制制造成本也也就越高。。結(jié)論從保證機(jī)構(gòu)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活活性和便于于加工裝配配方面來說說，應(yīng)盡量減少機(jī)機(jī)構(gòu)的虛約約束。因此此，虛約束束的多少是是機(jī)構(gòu)性能能的一個(gè)重要指標(biāo)。。2.機(jī)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)的合理理設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的的合理設(shè)計(jì)計(jì)是指在不不影響機(jī)構(gòu)構(gòu)其他性能能的前提下下，通過運(yùn)動(dòng)副副類型的合合理選擇和和裝配來盡盡可能減少少虛約束的的問題。（1)族別虛約束束將某些機(jī)構(gòu)構(gòu)視為0族族機(jī)構(gòu)時(shí)機(jī)機(jī)構(gòu)所存在在的虛約束束的數(shù)目，，以p″表示，則p″＝F－F0式中：F為機(jī)構(gòu)的實(shí)實(shí)際自由度度；F0為機(jī)構(gòu)被視視為0族機(jī)機(jī)構(gòu)時(shí)的自自由度數(shù)目目。虛約束對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)工作性性能的影響響及機(jī)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)的合理理設(shè)計(jì)(2/4)例2-10平面鉸鏈四四桿機(jī)構(gòu)F＝(6－m)n－(5－m)p5＝(6－3)×3－－(5－3)×4＝1F0＝6n－5p5＝6××3－－5××4＝－－2故p″＝＝F－F0＝1－－(－－2)＝＝3顯然然，，這這三三個(gè)個(gè)族族別別虛虛約約束束存存在在的的條條件件是是：：所有有鉸鉸鏈鏈的的軸軸線線要要彼此此平平行行。。若不不滿滿足足上上述述條條件件，，則則機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)將將變變成成為為F0＝－－2的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)了了。。（2））消消除除或或減減少少族族別別虛虛約約束束的的方方法法通過過合合理理選選擇擇和和配配置置運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副副的的類類型型來來消消除除或或減減少少機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)中中族族別別虛約約束束。。虛約約束束對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)工工作作性性能能的的影影響響及及機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的合合理理設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(3/4)例2-11鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副B、C改為為球球面面副副和和球球銷銷副副，，則則機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)變變?yōu)闉?族族機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)，，即無無族族別別虛虛約約束束。。F＝6n－5p5－4p4－3p3＝6××3－－5××2－－4××1－－3××1＝1例2-12曲柄柄滑滑塊塊機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副C變?yōu)闉榍蚯蛎婷娓备?，，則則此此機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)可可減減少2個(gè)個(gè)族族別別虛虛約約束束。。例2-13正切切機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)將其其低低副副用用高高副副替替代代，，即即變變?yōu)闉楹c(diǎn)點(diǎn)接接觸觸的的高高副副機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)，，則則此此機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)中中無無虛虛約約束束。。虛約約束束對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)工工作作性性能能的的影影響響及及機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的合合理理設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(4/4)任何何機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)都都可可看看作作是由由若若干干個(gè)個(gè)基基本本桿桿組組依依次次連連接接于于原原動(dòng)動(dòng)件件和和機(jī)架架而而構(gòu)構(gòu)成成的的。。不能能再再拆拆的的最最簡簡單單的的自自由度度為為零零的的構(gòu)構(gòu)件件組組，，稱稱阿蘇蘇爾爾或桿組組?！?-8平面面機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的組組成成原原理理、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分類類及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析1.平平面面機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的組組成成原原理理例2-14顎式式碎碎礦礦機(jī)機(jī)1））基本本桿桿組組：2））機(jī)構(gòu)構(gòu)組組成成原原理理：例2-15顎式式碎碎礦礦機(jī)機(jī)注意意在桿桿組組并并接接時(shí)時(shí)，，不不能能將將同同一一桿桿組的的各各個(gè)個(gè)外外接接運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)副副接接于于同同一一構(gòu)構(gòu)件件上上，，否否則將將起起不不到到增增加加桿桿組組的的作作用用。。（1））基基本本桿桿組組的的條條件件3n－2pl－ph＝0式中中n、pl及ph分別別為為基基本本桿桿組組中中的的構(gòu)構(gòu)件件數(shù)數(shù)、、低低副副數(shù)數(shù)和和高高副副數(shù)數(shù)。。全為為低低副副桿桿組組的的條條件件3n－2pl＝0或n/2＝＝pl/3（2））桿桿組組的的基基本本類類型型1））Ⅱ級(jí)級(jí)桿桿組組由2個(gè)個(gè)構(gòu)構(gòu)件件和和3個(gè)個(gè)低低副副構(gòu)構(gòu)成成的的桿桿組組。。2））Ⅲ級(jí)級(jí)桿桿組組由4個(gè)個(gè)構(gòu)構(gòu)件件和和6個(gè)個(gè)低低副副構(gòu)構(gòu)成成的的桿桿組組。。平面面機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的組組成成原原理理、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分類類及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析(2/4)3.平平面面機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析（1））分分析析的的目目的的了解解機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的組組成成，，確確定定機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的級(jí)級(jí)別別。。（2））分分析析的的方方法法1））先先計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的自自由由度度，，并并確確定定原原動(dòng)動(dòng)件件；；2））從從遠(yuǎn)遠(yuǎn)離離原原動(dòng)動(dòng)件件的的構(gòu)構(gòu)件件先先試試拆拆ⅡⅡ級(jí)級(jí)組組，，若若不不成成；；再再拆拆ⅢⅢ級(jí)組組，，直直至至只只剩剩下下原原動(dòng)動(dòng)件件和和機(jī)機(jī)架架為為止止；；3））最最后后確確定定機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的級(jí)級(jí)別別。。（3））舉舉例例破碎機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分分析：1）若取機(jī)機(jī)構(gòu)1為原動(dòng)件時(shí)時(shí)，此機(jī)構(gòu)為ⅡⅡ級(jí)機(jī)構(gòu)。。平面機(jī)構(gòu)的的組成原理理、結(jié)構(gòu)分分類及結(jié)構(gòu)構(gòu)分析(3/4)2）若取構(gòu)構(gòu)件5為原原動(dòng)件時(shí)，，先試拆ⅡⅡ級(jí)桿組，，顯然，這種種拆法不成成。再試拆Ⅲ級(jí)級(jí)組，。故此機(jī)構(gòu)為為Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)構(gòu)。平面機(jī)構(gòu)的的組成原理理、結(jié)構(gòu)分分類及結(jié)構(gòu)構(gòu)分析(4/4)§2-9平面機(jī)構(gòu)中中的高副低低代高副低代——機(jī)構(gòu)構(gòu)中的高副副以低副來來代替的方方法。（1）高副副低代應(yīng)滿滿足的條件件：1）代替前前后機(jī)構(gòu)的的自由度完完全相同；；2）代替前前后機(jī)構(gòu)的的瞬時(shí)速度度和瞬時(shí)加加速度完全全相同。（2）高副副低代的方方法：圓弧高副機(jī)機(jī)構(gòu)非圓弧高副副機(jī)構(gòu)結(jié)論：在平面機(jī)構(gòu)構(gòu)中進(jìn)行高高副低代時(shí)時(shí)，為了使使代替前后后機(jī)構(gòu)的自自由度、瞬時(shí)速速度和加速速度都保持持不變，只要用一個(gè)個(gè)虛擬的構(gòu)構(gòu)件分別與兩高副副構(gòu)件在接接觸點(diǎn)的曲曲率中心處處以轉(zhuǎn)動(dòng)副副相聯(lián)就行行了。若高副兩元元素之一為為直線，則則低代時(shí)虛擬構(gòu)件這這一端的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)副將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為移動(dòng)動(dòng)副。若高副兩元元素之一為為一個(gè)點(diǎn)，，則低代時(shí)虛擬構(gòu)件件這一端的的轉(zhuǎn)動(dòng)副就就在此點(diǎn)處處。由上述可知知，在對(duì)高高副機(jī)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行分析時(shí)，可根據(jù)據(jù)高副低代代的方法，，先將高副副機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為低低副機(jī)構(gòu)，，然后再進(jìn)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及及力分析。。平面機(jī)構(gòu)中中的高副低低代(2/2)內(nèi)燃機(jī)及其其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)自由度度計(jì)算舉例例例1圖圖示牛頭頭刨床設(shè)計(jì)計(jì)方案草圖圖。設(shè)計(jì)思思路為：動(dòng)動(dòng)力由曲柄柄1輸入，，通過滑塊塊2使擺動(dòng)動(dòng)導(dǎo)桿3作往復(fù)復(fù)擺動(dòng)，并并帶動(dòng)滑枕枕4作往復(fù)復(fù)移動(dòng)，，以達(dá)到刨刨削加工目目的。試試問圖示的的構(gòu)件組合合是否能達(dá)達(dá)到此目的的？如果果不能，該該如何修改改？1234解：首先計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)方方案草圖的的自由度F=3n-2Pl-Ph=3×4-2×6=0改進(jìn)措施：：1.增加一個(gè)低低副和一個(gè)個(gè)活動(dòng)構(gòu)件件；2.用一個(gè)高副副代替低副副。即表示如果果按此方案案設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)