第1章-平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析課件

第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算§1.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析§1.3平面機(jī)構(gòu)自由第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析

平面機(jī)構(gòu)：

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)。

機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件只有通過(guò)一定的方式相互聯(lián)接起來(lái)，并且滿足一定的條件才能傳遞確定的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。點(diǎn)擊圖畫播放第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)：所有研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：(1)

為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑;分析機(jī)構(gòu)是怎樣由構(gòu)件組成的，而且在何種條件下才具有確定的運(yùn)動(dòng)。

(2)

將各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上建立運(yùn)動(dòng)分析和受力分析的一般方法；

(3)根據(jù)構(gòu)件間連接的特點(diǎn)及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，畫出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的實(shí)物組合體。

（1）能夠運(yùn)動(dòng)；

（2）運(yùn)動(dòng)具有確定性。（具有確定運(yùn)動(dòng)的條件？）

§1.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：(1)為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑;(2)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

：根椐原動(dòng)件的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求該機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的位移（角位移）、速度（角速度）和加速度（角加速度）等參數(shù)。

（1）位移分析

確定構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的空間，判斷在運(yùn)動(dòng)時(shí)各構(gòu)件之間是否會(huì)互相發(fā)生干涉，也可以確定機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的行程，考察構(gòu)件上某一點(diǎn)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的位置或軌跡要求。

（2）速度分析

了解從動(dòng)件的速度變化規(guī)律能否滿足工作要求。同時(shí)，速度分析也是進(jìn)行加速度分析的必要前提?！?.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析：根椐原動(dòng)件的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求該機(jī)構(gòu)其（3）加速度分析

確定各構(gòu)件及構(gòu)件上某些點(diǎn)的加速度大小和變化規(guī)律，從而計(jì)算構(gòu)件慣性力以及對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的動(dòng)力分析、強(qiáng)度計(jì)算等。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法：（1）圖解法a、速度瞬心法b、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法（2）解析法本章僅介紹用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的速度分析?！?.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的（3）加速度分析確定各構(gòu)件及構(gòu)件上某些點(diǎn)的加速度大小1.2.1機(jī)構(gòu)的組成

兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定形式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。1.運(yùn)動(dòng)副§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.2.1機(jī)構(gòu)的組成兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一運(yùn)動(dòng)副分類：平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類）點(diǎn)擊相應(yīng)圖畫播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制運(yùn)動(dòng)副分類：平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副點(diǎn)擊相應(yīng)圖畫播放§1.2運(yùn)動(dòng)副分類：高副和低副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的接觸情況分類）

高副：

兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線的接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。點(diǎn)擊圖畫播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制運(yùn)動(dòng)副分類：高副和低副高副：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線的接觸轉(zhuǎn)動(dòng)副(也稱為鉸鏈)：兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)的低副移動(dòng)副：兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)的低副低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制轉(zhuǎn)動(dòng)副(也稱為鉸鏈)：移動(dòng)副：低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目（或獨(dú)立位置參變量）。1、質(zhì)點(diǎn)A：具有兩個(gè)自由度2、構(gòu)件AB:

具有三個(gè)自由度2.自由度和約束約束：對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制。每形成一個(gè)約束，便減少一個(gè)自由度。§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目（或獨(dú)立位置參變量）。1、（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿x、y方向移動(dòng)）保留一個(gè)自由度（在xoy平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿x結(jié)論：面接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面低副引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度。（2）移動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿y方向移動(dòng)及xoy平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）保留一個(gè)自由度（在x方向移動(dòng)）點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制結(jié)論：面接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面低副（2）移動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)結(jié)論：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面高副引入一個(gè)約束，保留兩個(gè)自由度。（3）平面高副：由兩構(gòu)件之間以點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。

引入一個(gè)約束（n—n方向移動(dòng)）保留兩個(gè)自由度（t—t方向移動(dòng)及not平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制結(jié)論：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面高副（3）平面高副：由兩構(gòu)件定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。3.運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈

§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。3.運(yùn)動(dòng)鏈閉4.機(jī)構(gòu)定義：在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一個(gè)構(gòu)件加以固定而成為機(jī)架，而另一構(gòu)件（或少數(shù)幾個(gè)構(gòu)件）按給定的規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余構(gòu)件均隨之作確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則此運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。原動(dòng)件：按照給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。從動(dòng)件：隨原動(dòng)件作確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件稱為機(jī)架。

構(gòu)件1——

原動(dòng)件

構(gòu)件2、3——

從動(dòng)件構(gòu)件4——

機(jī)架§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制4.機(jī)構(gòu)定義：在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一個(gè)構(gòu)件加以固定而成為機(jī)1.2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

定義：用簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定的比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)明圖形。特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與原機(jī)械具有完全相同的的運(yùn)動(dòng)特性。目的：用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖對(duì)機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)示意圖定義：只是為了表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，不是嚴(yán)格地按精確的比例繪制的簡(jiǎn)圖?！?.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖定義：用簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表

包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的表示方法包含四個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的表繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟：（1）首先必須搞清楚所要繪制機(jī)械的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況。需先找出其原動(dòng)件及機(jī)架，然后循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線把機(jī)械的原動(dòng)部分和傳動(dòng)部分之間的傳遞情況搞清楚。（2）搞清楚該機(jī)械中構(gòu)件的數(shù)目，并按照各構(gòu)件之間的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來(lái)確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類型。

（3）選擇與機(jī)械中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的投影面。（4）選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。

§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟：（1）首先必須搞清楚所要繪制機(jī)械1.與機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的外形，截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造無(wú)關(guān)；2.與機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)（低副、高副）、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及相對(duì)位置、構(gòu)件的數(shù)目有關(guān)。注意

繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的方法和步驟§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.與機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的外形，截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副1分析機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件；2從主動(dòng)件開始順著傳動(dòng)路線，分析各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，確定活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面和適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置，確定適當(dāng)?shù)谋壤?，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。步驟§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1分析機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件；2選擇比例，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制選擇比例，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析注意事項(xiàng)：偏心輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示方法。§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析注意事項(xiàng)：偏心輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫點(diǎn)擊畫面播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫點(diǎn)擊畫面播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面1.3.1平面機(jī)構(gòu)的自由度

設(shè)平面機(jī)構(gòu)中包含有N個(gè)構(gòu)件，其中有n=(N-1)個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，PL個(gè)低副數(shù)和PH個(gè)高副數(shù)。F=3n—（2PL+PH）

這些活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前,其自由度數(shù)應(yīng)為3n,用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后，引入的約束總數(shù)為(2PL+PH）?！鄼C(jī)構(gòu)的自由度為:機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.3.1平面機(jī)構(gòu)的自由度設(shè)平面機(jī)構(gòu)中包含有N個(gè)構(gòu)試算所示沖床機(jī)構(gòu)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)低副沒(méi)有高副

自由度為：§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算試算所示沖床機(jī)構(gòu)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)低試算所示顎式破碎機(jī)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)低副沒(méi)有高副

自由度為：§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算試算所示顎式破碎機(jī)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)1.3.2平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)確定，即當(dāng)原動(dòng)件按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余從動(dòng)構(gòu)件也應(yīng)隨之運(yùn)動(dòng)且其運(yùn)動(dòng)規(guī)律也是確定的。對(duì)機(jī)構(gòu)的基本要求：設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)避免兩種情況：（1）機(jī)構(gòu)不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)（2）作無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.3.2平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度

自由度為0，表明該機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間已無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只構(gòu)成了一個(gè)剛性桁架。

靜定桁架§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度自由度為0，表明該機(jī)構(gòu)中靜定桁架§1.3計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度

自由度F＜0，表明該機(jī)構(gòu)中約束過(guò)多，靜穩(wěn)定性較強(qiáng)。

超靜定桁架結(jié)論：如要使機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)，必須使機(jī)構(gòu)自由度F＞0§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度自由度F＜0，表明該機(jī)構(gòu)中超靜定桁架結(jié)論計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＞自由度，機(jī)構(gòu)損壞點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＞自由計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＜自由度，運(yùn)動(dòng)不確定點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＜自由機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件：綜上機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算可得結(jié)論：自由度大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目等于自由度數(shù)?！?.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件：綜上機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算可得結(jié)論：自由1.3.3計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

進(jìn)行機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到計(jì)算的機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)不一致的情況。

機(jī)構(gòu)中有些特殊情況未得到正確處理。

原因：（1）復(fù)合鉸鏈

（2）局部自由度（3）虛約束§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.3.3計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行機(jī)構(gòu)1．復(fù)合鉸鏈

兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接組成的運(yùn)動(dòng)副。

若有K個(gè)構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目應(yīng)為（K-1）個(gè)。處理方法：§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1．復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接組成的運(yùn)動(dòng)計(jì)算如圖所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度構(gòu)件2、3、4同在C處組成2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副成為復(fù)合鉸鏈

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度構(gòu)件2、3、4同在C處組成2個(gè)如圖為一慣性篩的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算其自由度。解：該機(jī)構(gòu)中，n＝5，PL=7(C處為復(fù)合鉸鏈)，PH=0，所以該機(jī)構(gòu)的自由度：

F=3n-2PL-PH=3×5-2×7=1§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算如圖為一慣性篩的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算其自由度。解：該機(jī)構(gòu)中，n＝計(jì)算如圖圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。解：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件有n＝7低副有PL＝1234567810F=3n–2PL–PH=3×–2×=7101§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。解：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件有n＝7低2．局部自由度

機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。F=3n-2PL-PH=3×3-2×3-1=2點(diǎn)擊畫面播放計(jì)算結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況不符§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算2．局部自由度機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1點(diǎn)擊畫面播放局部自由度處理方法：

計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)除去局部自由度，即設(shè)想把滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起視為一個(gè)構(gòu)件。

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1點(diǎn)擊畫面播放3．虛約束

EF桿所引入的約束與CD桿所起的限制作用重復(fù)不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。

平行四邊形機(jī)構(gòu)，連桿3作平動(dòng)

增加一個(gè)桿5平行且等于桿2和桿4，則桿5上E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和桿3上E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，此時(shí)桿5對(duì)桿3的運(yùn)動(dòng)情況并未影響§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算3．虛約束EF桿所引入的約束與CD桿所起的限制作用重復(fù)不虛約束的處理方法：在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束（引入虛約束的構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)副）除去不計(jì)。

點(diǎn)擊畫面播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算虛約束的處理方法：在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束（平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下述場(chǎng)合（1）連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合。點(diǎn)擊畫面播放實(shí)約束，F(xiàn)=0§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下述場(chǎng)合（1）連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件上（2）兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持不變,將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接

。BC∥AD∥EF，AB∥CD，AF∥DE§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（2）兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保BC∥AD∥（3）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡為一直線，在該點(diǎn)鉸接一滑塊并使其導(dǎo)路與該直線重合。AB=BC=BD，D點(diǎn)軌跡為直線D點(diǎn)鉸接一滑塊，運(yùn)動(dòng)不變§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（3）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡為一直線，在該點(diǎn)鉸接一滑塊并使其導(dǎo)路（4）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副。點(diǎn)擊畫面播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（4）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副。點(diǎn)擊畫面播放§1.（5）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（5）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放§1.3平（6）在機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。

點(diǎn)擊畫面播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（6）在機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。點(diǎn)擊畫面播放§1.計(jì)算如圖篩料機(jī)構(gòu)的自由度。

解：該機(jī)構(gòu)中，n＝7，

PL=9，

PH=1。所以該機(jī)構(gòu)的自由度：

F=3n-2PL-PH

=3×7-2×9-1=2C處為復(fù)合鉸鏈導(dǎo)路平行的兩個(gè)移動(dòng)副

E和E'中一個(gè)為虛約束

構(gòu)件3的右端F處安裝了滾子為局部自由度

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖篩料機(jī)構(gòu)的自由度。解：該機(jī)構(gòu)中，C處為復(fù)合鉸鏈導(dǎo)路1.4.1平面機(jī)構(gòu)的高副低代將平面機(jī)構(gòu)中的高副以低副來(lái)代替。（1）將含有平面高副的機(jī)構(gòu)進(jìn)行低代后，可將其視為只含低副的平面機(jī)構(gòu)，就可根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理和結(jié)構(gòu)方法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類，并運(yùn)用低副平面機(jī)構(gòu)的分析方法對(duì)其進(jìn)行分析和研究。原則：目的：（2）高副低代及其逆過(guò)程，是機(jī)構(gòu)變異的重要方法之一。（1）代替前后機(jī)構(gòu)的自由度不變。條件：（2）代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度不變?！?.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

1.4.1平面機(jī)構(gòu)的高副低代將平面機(jī)構(gòu)中的高副以低副來(lái)代替高副兩元素均為圓弧的高副機(jī)構(gòu)

用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別與構(gòu)件1及構(gòu)件2在K1點(diǎn)和K2點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，兩圓弧所構(gòu)成的高副即被圖中虛線所示低副代替?！?.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

高副兩元素均為圓弧的高副機(jī)構(gòu)用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別與構(gòu)具有任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)高副低代的步驟1）過(guò)接觸點(diǎn)作公法線2）在公法線上確定接觸點(diǎn)的曲率中心、3）用構(gòu)件4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副、分別與構(gòu)件1和構(gòu)件2相聯(lián)

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同的位置有不同的代替機(jī)構(gòu)。

§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

具有任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)高副低代的步驟1）過(guò)接觸點(diǎn)作公法線用一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來(lái)代替一個(gè)高副，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副接觸點(diǎn)的兩個(gè)曲率中心。

高副低代實(shí)質(zhì)：高副兩元素之一為點(diǎn)

點(diǎn)的曲率半徑為零，所以曲率中心與兩構(gòu)件的接觸點(diǎn)重合§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

用一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來(lái)代替一個(gè)高副，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)高副兩元素之一為直線

直線的曲率中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以直線一端轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副

平面機(jī)構(gòu)中高副均可用低副來(lái)代替，所以任何平面機(jī)構(gòu)都可以轉(zhuǎn)化為只含低副的機(jī)構(gòu)。

結(jié)論：§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

高副兩元素之一為直線直線的曲率中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以直線一端1.4.2平面機(jī)構(gòu)的組成原理

機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件的數(shù)目等于其自由度的數(shù)目。將從動(dòng)件系統(tǒng)繼續(xù)拆分，不可再拆的自由度為零的構(gòu)件組。原動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)架三部分。

機(jī)構(gòu)特征：從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度必為零基本桿組（桿組）：§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

1.4.2平面機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件的數(shù)設(shè)基本桿組由n個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副組成即：構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副必為整數(shù)，所以n應(yīng)是2的倍數(shù)，PL是3的倍數(shù)。Ⅱ級(jí)桿組：Ⅲ級(jí)桿組：由2個(gè)構(gòu)件和3個(gè)低副構(gòu)成的桿組。

由4個(gè)構(gòu)件和6個(gè)低副組成的桿組。平面機(jī)構(gòu)的組成原理：平面機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)基本桿組依次連接于原動(dòng)件和機(jī)架而構(gòu)成?！?.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

設(shè)基本桿組由n個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副組成即：構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副必為整數(shù)Ⅱ級(jí)桿組的組合形式

Ⅲ級(jí)桿組的組合形式

§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

Ⅱ級(jí)桿組的組合形式Ⅲ級(jí)桿組的組合形式§1.4平面機(jī)構(gòu)的1.4.3平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析：將機(jī)構(gòu)分解為原動(dòng)件、機(jī)架和若干基本桿組，并確定機(jī)構(gòu)級(jí)別。平面機(jī)構(gòu)的級(jí)別是由所含桿組的最高級(jí)別所決定

Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)：Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)：所含桿組的最高級(jí)別為Ⅱ級(jí)的機(jī)構(gòu)；所含桿組的最高級(jí)別為Ⅲ級(jí)的機(jī)構(gòu)。先選定機(jī)架，并將等于該機(jī)構(gòu)自由度數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件以運(yùn)動(dòng)副連接于機(jī)架上，然后再將一個(gè)個(gè)基本桿組依次連接于機(jī)架和原動(dòng)件上而構(gòu)成。

設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)原則：§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

1.4.3平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析：將機(jī)構(gòu)分解機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容和步驟：

(1)檢查并去除機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束。

(2)計(jì)算自由度，并確定原動(dòng)件。

(3)將機(jī)構(gòu)中的高副全部用低副代替。

(4)從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始，先試拆Ⅱ級(jí)桿組，若拆不出，再試拆Ⅲ級(jí)桿組。應(yīng)一直拆到剩下機(jī)架和原動(dòng)件為止。

(5)最后確定出機(jī)構(gòu)的級(jí)別。

對(duì)同一機(jī)構(gòu)，若選不同構(gòu)件為原動(dòng)件，可能會(huì)得到不同級(jí)別的機(jī)構(gòu)。

§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容和步驟：(1)檢查并去除機(jī)構(gòu)中的局部自例:分析如圖所示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并確定其級(jí)別。

解:

（１）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。

取構(gòu)件1為原動(dòng)件§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

例:分析如圖所示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并確定其級(jí)別。解:（１）計(jì)算機(jī)（２）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件7與8這個(gè)Ⅱ級(jí)桿組。繼續(xù)試拆Ⅱ級(jí)桿組，如不能再拆出Ⅱ級(jí)桿組，試拆Ⅲ級(jí)桿組。

拆下由構(gòu)件2、3、4、5組成的Ⅲ級(jí)桿組

（３）確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。

機(jī)構(gòu)由一個(gè)Ⅱ級(jí)桿組、一個(gè)Ⅲ級(jí)桿組和原動(dòng)件1與機(jī)架6所組成。

該機(jī)構(gòu)為Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

（２）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件7與8這個(gè)Ⅱ1.5.1速度瞬心的定義

在任一瞬時(shí)，兩構(gòu)件上相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。

速度瞬心（簡(jiǎn)稱瞬心）：兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在任一瞬時(shí)都可看作是繞瞬心的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1.5.1速度瞬心的定義在任一瞬時(shí)，兩構(gòu)件上相對(duì)速度為零1.5.2機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目

每?jī)蓚€(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，都有一個(gè)瞬心。如果機(jī)構(gòu)由N個(gè)構(gòu)件組成，則根據(jù)排列組合原理，可求得機(jī)構(gòu)具有瞬心的總數(shù)：§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1.5.2機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目每?jī)蓚€(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)1.5.3機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定1.若已知兩構(gòu)件1、2在重合點(diǎn)A和B的相對(duì)速度的方向，則過(guò)A、B兩點(diǎn)分別作兩相對(duì)速度矢量的垂線，其交點(diǎn)就是構(gòu)件1和2的瞬心P12。§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1.5.3機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定1.若已知兩構(gòu)件12.兩構(gòu)件直接以運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)(1)

兩構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，則瞬心P12位于轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心。(2)兩構(gòu)件以移動(dòng)副相聯(lián)，則瞬心P12位于垂直于導(dǎo)路方向的無(wú)窮遠(yuǎn)處?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

2.兩構(gòu)件直接以運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)(1)兩構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，則瞬(3)若兩構(gòu)件以高副相聯(lián)b、在接觸點(diǎn)M處有相對(duì)滑動(dòng)，則瞬心P12位于過(guò)接觸點(diǎn)M的公法線nn上；a、在接觸點(diǎn)M處是純滾動(dòng)，則接觸點(diǎn)M就是它們的瞬心P12?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

(3)若兩構(gòu)件以高副相聯(lián)b、在接觸點(diǎn)M處有相對(duì)通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心高副：有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸點(diǎn)公法線上轉(zhuǎn)動(dòng)副：在轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心處高副：作純滾動(dòng)時(shí)，在接觸點(diǎn)處移動(dòng)副：在垂直于導(dǎo)路方向的無(wú)窮遠(yuǎn)處§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心高副：有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，在接觸點(diǎn)公3.用三心定理確定不通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接連接的兩構(gòu)件的瞬心彼此作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且這三個(gè)瞬心必位于同一直線上。

三心定理：§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

3.用三心定理確定不通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接連接的兩構(gòu)件的瞬心1）速度瞬心數(shù)目為：K＝N（N－1）/2＝62）通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)速度瞬心有P12、P23、P34、P14。3）利用三心定理求出其余兩個(gè)速度瞬心P13、P24。1.5.4速度瞬心法在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用

1．鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)比等于該兩構(gòu)件的絕對(duì)瞬心至其相對(duì)瞬心之距離的反比?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1）速度瞬心數(shù)目為：K＝N（N－1）/2＝62）通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)從動(dòng)件4的移動(dòng)速度為：

§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)從動(dòng)件4的移動(dòng)速度為：§1.5用速度瞬例3：如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件的尺寸，原動(dòng)件的角速度，試求從動(dòng)件3的移動(dòng)速度

。1）確定瞬心數(shù)目。

2）確定瞬心位置。

3.凸輪機(jī)構(gòu)3）從動(dòng)件3的移動(dòng)速度為：

§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

例3：如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件的尺寸，原動(dòng)件的角速度瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn)：①適合于求簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的速度，機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因瞬心數(shù)急劇增加而求解過(guò)程復(fù)雜。②有時(shí)瞬心點(diǎn)落在紙面外時(shí)。給求解造成困難。③僅適于求速度v,使應(yīng)用有一定局限性?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn)：①適合于求簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的速度，機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因瞬心數(shù)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析：用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理列出構(gòu)件上點(diǎn)與點(diǎn)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量方程，然后作圖求解矢量方程。解題步驟：1）選取合適的比例尺μl，繪出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；2）根據(jù)機(jī)構(gòu)中各點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，列出這些點(diǎn)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的矢量方程式；3）根據(jù)方程繪制矢量多邊形，求解。（用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析：解題步驟：1）選取合適的1、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度分析已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度和原動(dòng)件1的等角速度ω1的大小和方向，求點(diǎn)C的速度VC，構(gòu)件2和3的角速度ω2和ω3。

大小方向ω3lCD＝?ω1lAB⊥ABω2lBC＝?⊥CD⊥BC以速度比例尺作速度多邊形得：（用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析）1、同一構(gòu)件上兩點(diǎn)間的速度分析已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度和2、兩構(gòu)件瞬時(shí)重合點(diǎn)間的速度分析

已知導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的長(zhǎng)度和原動(dòng)件1的等角速度ω1的大小和方向，求導(dǎo)桿3的角速度ω3。

大小方向ω1lAB⊥ABω3lBC＝?⊥BC?//BC以速度比例尺作速度多邊形得：（用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析）2、兩構(gòu)件瞬時(shí)重合點(diǎn)間的速度分析已知導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各1、試?yán)L出如圖所示偏心油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

課堂練習(xí)1、試?yán)L出如圖所示偏心油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。課堂練習(xí)2、繪制如圖所示具有急回作用的沖床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。

課堂練習(xí)2、繪制如圖所示具有急回作用的沖床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算3、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)。若含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，需分別指出。

課堂練習(xí)3、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)4、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。確定機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級(jí)別，并判斷機(jī)構(gòu)的級(jí)別。5、在上圖示的機(jī)構(gòu)中，若改為以EF構(gòu)件為原動(dòng)件。試判定機(jī)構(gòu)的級(jí)別是否會(huì)改變。課堂練習(xí)4、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。確定機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級(jí)別6、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副化為低副，并確定其所含桿組的數(shù)目和級(jí)別以及該機(jī)構(gòu)的級(jí)別。課堂練習(xí)6、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副化為低副，并確定7、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副化為低副，并確定其所含桿組的數(shù)目和級(jí)別以及該機(jī)構(gòu)的級(jí)別。課堂練習(xí)7、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，將其中的高副化為低副，并確定8、應(yīng)用速度瞬心法確定圖示機(jī)構(gòu)中指定構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

課堂練習(xí)8、應(yīng)用速度瞬心法確定圖示機(jī)構(gòu)中指定構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。課堂ThankYou!本章結(jié)束ThankYou!本章結(jié)束第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算§1.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析§1.3平面機(jī)構(gòu)自由第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析

平面機(jī)構(gòu)：

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)。

機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件只有通過(guò)一定的方式相互聯(lián)接起來(lái)，并且滿足一定的條件才能傳遞確定的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。點(diǎn)擊圖畫播放第1章平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析平面機(jī)構(gòu)：所有研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：(1)

為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑;分析機(jī)構(gòu)是怎樣由構(gòu)件組成的，而且在何種條件下才具有確定的運(yùn)動(dòng)。

(2)

將各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上建立運(yùn)動(dòng)分析和受力分析的一般方法；

(3)根據(jù)構(gòu)件間連接的特點(diǎn)及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，畫出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的實(shí)物組合體。

（1）能夠運(yùn)動(dòng)；

（2）運(yùn)動(dòng)具有確定性。（具有確定運(yùn)動(dòng)的條件？）

§1.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：(1)為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑;(2)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

：根椐原動(dòng)件的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求該機(jī)構(gòu)其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的位移（角位移）、速度（角速度）和加速度（角加速度）等參數(shù)。

（1）位移分析

確定構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的空間，判斷在運(yùn)動(dòng)時(shí)各構(gòu)件之間是否會(huì)互相發(fā)生干涉，也可以確定機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的行程，考察構(gòu)件上某一點(diǎn)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的位置或軌跡要求。

（2）速度分析

了解從動(dòng)件的速度變化規(guī)律能否滿足工作要求。同時(shí)，速度分析也是進(jìn)行加速度分析的必要前提?！?.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析：根椐原動(dòng)件的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求該機(jī)構(gòu)其（3）加速度分析

確定各構(gòu)件及構(gòu)件上某些點(diǎn)的加速度大小和變化規(guī)律，從而計(jì)算構(gòu)件慣性力以及對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的動(dòng)力分析、強(qiáng)度計(jì)算等。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法：（1）圖解法a、速度瞬心法b、相對(duì)運(yùn)動(dòng)法（2）解析法本章僅介紹用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的速度分析?！?.1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)分析的目的（3）加速度分析確定各構(gòu)件及構(gòu)件上某些點(diǎn)的加速度大小1.2.1機(jī)構(gòu)的組成

兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定形式的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。1.運(yùn)動(dòng)副§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.2.1機(jī)構(gòu)的組成兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一運(yùn)動(dòng)副分類：平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類）點(diǎn)擊相應(yīng)圖畫播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制運(yùn)動(dòng)副分類：平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副點(diǎn)擊相應(yīng)圖畫播放§1.2運(yùn)動(dòng)副分類：高副和低副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的接觸情況分類）

高副：

兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線的接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。點(diǎn)擊圖畫播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制運(yùn)動(dòng)副分類：高副和低副高副：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線的接觸轉(zhuǎn)動(dòng)副(也稱為鉸鏈)：兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)的低副移動(dòng)副：兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)的低副低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制轉(zhuǎn)動(dòng)副(也稱為鉸鏈)：移動(dòng)副：低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目（或獨(dú)立位置參變量）。1、質(zhì)點(diǎn)A：具有兩個(gè)自由度2、構(gòu)件AB:

具有三個(gè)自由度2.自由度和約束約束：對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制。每形成一個(gè)約束，便減少一個(gè)自由度。§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目（或獨(dú)立位置參變量）。1、（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿x、y方向移動(dòng)）保留一個(gè)自由度（在xoy平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿x結(jié)論：面接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面低副引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度。（2）移動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿y方向移動(dòng)及xoy平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）保留一個(gè)自由度（在x方向移動(dòng)）點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制結(jié)論：面接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面低副（2）移動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對(duì)結(jié)論：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面高副引入一個(gè)約束，保留兩個(gè)自由度。（3）平面高副：由兩構(gòu)件之間以點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。

引入一個(gè)約束（n—n方向移動(dòng)）保留兩個(gè)自由度（t—t方向移動(dòng)及not平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制結(jié)論：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副——平面高副（3）平面高副：由兩構(gòu)件定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。3.運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈

§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。3.運(yùn)動(dòng)鏈閉4.機(jī)構(gòu)定義：在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一個(gè)構(gòu)件加以固定而成為機(jī)架，而另一構(gòu)件（或少數(shù)幾個(gè)構(gòu)件）按給定的規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余構(gòu)件均隨之作確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則此運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。原動(dòng)件：按照給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。從動(dòng)件：隨原動(dòng)件作確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件稱為機(jī)架。

構(gòu)件1——

原動(dòng)件

構(gòu)件2、3——

從動(dòng)件構(gòu)件4——

機(jī)架§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制4.機(jī)構(gòu)定義：在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一個(gè)構(gòu)件加以固定而成為機(jī)1.2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

定義：用簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定的比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)明圖形。特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與原機(jī)械具有完全相同的的運(yùn)動(dòng)特性。目的：用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖對(duì)機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)示意圖定義：只是為了表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，不是嚴(yán)格地按精確的比例繪制的簡(jiǎn)圖。§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.2.2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖定義：用簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表

包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的表示方法包含四個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的表繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟：（1）首先必須搞清楚所要繪制機(jī)械的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況。需先找出其原動(dòng)件及機(jī)架，然后循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線把機(jī)械的原動(dòng)部分和傳動(dòng)部分之間的傳遞情況搞清楚。（2）搞清楚該機(jī)械中構(gòu)件的數(shù)目，并按照各構(gòu)件之間的接觸情況及相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來(lái)確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類型。

（3）選擇與機(jī)械中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的投影面。（4）選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。

§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟：（1）首先必須搞清楚所要繪制機(jī)械1.與機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的外形，截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造無(wú)關(guān)；2.與機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)（低副、高副）、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及相對(duì)位置、構(gòu)件的數(shù)目有關(guān)。注意

繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的方法和步驟§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1.與機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的外形，截面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副1分析機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件；2從主動(dòng)件開始順著傳動(dòng)路線，分析各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，確定活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；3選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面和適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置，確定適當(dāng)?shù)谋壤?，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。步驟§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制1分析機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件；2選擇比例，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制選擇比例，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析注意事項(xiàng)：偏心輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示方法?！?.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析注意事項(xiàng)：偏心輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫點(diǎn)擊畫面播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫點(diǎn)擊畫面播放§1.2機(jī)構(gòu)的組成及平面1.3.1平面機(jī)構(gòu)的自由度

設(shè)平面機(jī)構(gòu)中包含有N個(gè)構(gòu)件，其中有n=(N-1)個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，PL個(gè)低副數(shù)和PH個(gè)高副數(shù)。F=3n—（2PL+PH）

這些活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前,其自由度數(shù)應(yīng)為3n,用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后，引入的約束總數(shù)為(2PL+PH）?！鄼C(jī)構(gòu)的自由度為:機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.3.1平面機(jī)構(gòu)的自由度設(shè)平面機(jī)構(gòu)中包含有N個(gè)構(gòu)試算所示沖床機(jī)構(gòu)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)低副沒(méi)有高副

自由度為：§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算試算所示沖床機(jī)構(gòu)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)低試算所示顎式破碎機(jī)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)低副沒(méi)有高副

自由度為：§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算試算所示顎式破碎機(jī)的自由度此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件形成7個(gè)1.3.2平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)確定，即當(dāng)原動(dòng)件按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余從動(dòng)構(gòu)件也應(yīng)隨之運(yùn)動(dòng)且其運(yùn)動(dòng)規(guī)律也是確定的。對(duì)機(jī)構(gòu)的基本要求：設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)避免兩種情況：（1）機(jī)構(gòu)不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)（2）作無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.3.2平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度

自由度為0，表明該機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間已無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只構(gòu)成了一個(gè)剛性桁架。

靜定桁架§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度自由度為0，表明該機(jī)構(gòu)中靜定桁架§1.3計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度

自由度F＜0，表明該機(jī)構(gòu)中約束過(guò)多，靜穩(wěn)定性較強(qiáng)。

超靜定桁架結(jié)論：如要使機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)，必須使機(jī)構(gòu)自由度F＞0§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度自由度F＜0，表明該機(jī)構(gòu)中超靜定桁架結(jié)論計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＞自由度，機(jī)構(gòu)損壞點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＞自由計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＜自由度，運(yùn)動(dòng)不確定點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度原動(dòng)件數(shù)=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)＜自由機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件：綜上機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算可得結(jié)論：自由度大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目等于自由度數(shù)?！?.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件：綜上機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算可得結(jié)論：自由1.3.3計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

進(jìn)行機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到計(jì)算的機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)不一致的情況。

機(jī)構(gòu)中有些特殊情況未得到正確處理。

原因：（1）復(fù)合鉸鏈

（2）局部自由度（3）虛約束§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.3.3計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行機(jī)構(gòu)1．復(fù)合鉸鏈

兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接組成的運(yùn)動(dòng)副。

若有K個(gè)構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目應(yīng)為（K-1）個(gè)。處理方法：§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1．復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接組成的運(yùn)動(dòng)計(jì)算如圖所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度構(gòu)件2、3、4同在C處組成2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副成為復(fù)合鉸鏈

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度構(gòu)件2、3、4同在C處組成2個(gè)如圖為一慣性篩的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算其自由度。解：該機(jī)構(gòu)中，n＝5，PL=7(C處為復(fù)合鉸鏈)，PH=0，所以該機(jī)構(gòu)的自由度：

F=3n-2PL-PH=3×5-2×7=1§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算如圖為一慣性篩的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算其自由度。解：該機(jī)構(gòu)中，n＝計(jì)算如圖圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。解：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件有n＝7低副有PL＝1234567810F=3n–2PL–PH=3×–2×=7101§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。解：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件有n＝7低2．局部自由度

機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。F=3n-2PL-PH=3×3-2×3-1=2點(diǎn)擊畫面播放計(jì)算結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況不符§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算2．局部自由度機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1點(diǎn)擊畫面播放局部自由度處理方法：

計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)除去局部自由度，即設(shè)想把滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起視為一個(gè)構(gòu)件。

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1點(diǎn)擊畫面播放3．虛約束

EF桿所引入的約束與CD桿所起的限制作用重復(fù)不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。

平行四邊形機(jī)構(gòu)，連桿3作平動(dòng)

增加一個(gè)桿5平行且等于桿2和桿4，則桿5上E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和桿3上E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，此時(shí)桿5對(duì)桿3的運(yùn)動(dòng)情況并未影響§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算3．虛約束EF桿所引入的約束與CD桿所起的限制作用重復(fù)不虛約束的處理方法：在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束（引入虛約束的構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)副）除去不計(jì)。

點(diǎn)擊畫面播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算虛約束的處理方法：在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束（平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下述場(chǎng)合（1）連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合。點(diǎn)擊畫面播放實(shí)約束，F(xiàn)=0§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下述場(chǎng)合（1）連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件上（2）兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持不變,將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接

。BC∥AD∥EF，AB∥CD，AF∥DE§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（2）兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保BC∥AD∥（3）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡為一直線，在該點(diǎn)鉸接一滑塊并使其導(dǎo)路與該直線重合。AB=BC=BD，D點(diǎn)軌跡為直線D點(diǎn)鉸接一滑塊，運(yùn)動(dòng)不變§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（3）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡為一直線，在該點(diǎn)鉸接一滑塊并使其導(dǎo)路（4）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副。點(diǎn)擊畫面播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（4）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副。點(diǎn)擊畫面播放§1.（5）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（5）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放§1.3平（6）在機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。

點(diǎn)擊畫面播放§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（6）在機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分。點(diǎn)擊畫面播放§1.計(jì)算如圖篩料機(jī)構(gòu)的自由度。

解：該機(jī)構(gòu)中，n＝7，

PL=9，

PH=1。所以該機(jī)構(gòu)的自由度：

F=3n-2PL-PH

=3×7-2×9-1=2C處為復(fù)合鉸鏈導(dǎo)路平行的兩個(gè)移動(dòng)副

E和E'中一個(gè)為虛約束

構(gòu)件3的右端F處安裝了滾子為局部自由度

§1.3平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖篩料機(jī)構(gòu)的自由度。解：該機(jī)構(gòu)中，C處為復(fù)合鉸鏈導(dǎo)路1.4.1平面機(jī)構(gòu)的高副低代將平面機(jī)構(gòu)中的高副以低副來(lái)代替。（1）將含有平面高副的機(jī)構(gòu)進(jìn)行低代后，可將其視為只含低副的平面機(jī)構(gòu)，就可根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理和結(jié)構(gòu)方法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類，并運(yùn)用低副平面機(jī)構(gòu)的分析方法對(duì)其進(jìn)行分析和研究。原則：目的：（2）高副低代及其逆過(guò)程，是機(jī)構(gòu)變異的重要方法之一。（1）代替前后機(jī)構(gòu)的自由度不變。條件：（2）代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度不變?！?.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

1.4.1平面機(jī)構(gòu)的高副低代將平面機(jī)構(gòu)中的高副以低副來(lái)代替高副兩元素均為圓弧的高副機(jī)構(gòu)

用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別與構(gòu)件1及構(gòu)件2在K1點(diǎn)和K2點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，兩圓弧所構(gòu)成的高副即被圖中虛線所示低副代替。§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

高副兩元素均為圓弧的高副機(jī)構(gòu)用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別與構(gòu)具有任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)高副低代的步驟1）過(guò)接觸點(diǎn)作公法線2）在公法線上確定接觸點(diǎn)的曲率中心、3）用構(gòu)件4通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副、分別與構(gòu)件1和構(gòu)件2相聯(lián)

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同的位置有不同的代替機(jī)構(gòu)。

§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

具有任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)高副低代的步驟1）過(guò)接觸點(diǎn)作公法線用一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來(lái)代替一個(gè)高副，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副接觸點(diǎn)的兩個(gè)曲率中心。

高副低代實(shí)質(zhì)：高副兩元素之一為點(diǎn)

點(diǎn)的曲率半徑為零，所以曲率中心與兩構(gòu)件的接觸點(diǎn)重合§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

用一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來(lái)代替一個(gè)高副，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)高副兩元素之一為直線

直線的曲率中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以直線一端轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副

平面機(jī)構(gòu)中高副均可用低副來(lái)代替，所以任何平面機(jī)構(gòu)都可以轉(zhuǎn)化為只含低副的機(jī)構(gòu)。

結(jié)論：§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

高副兩元素之一為直線直線的曲率中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以直線一端1.4.2平面機(jī)構(gòu)的組成原理

機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件的數(shù)目等于其自由度的數(shù)目。將從動(dòng)件系統(tǒng)繼續(xù)拆分，不可再拆的自由度為零的構(gòu)件組。原動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)架三部分。

機(jī)構(gòu)特征：從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度必為零基本桿組（桿組）：§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

1.4.2平面機(jī)構(gòu)的組成原理機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件的數(shù)設(shè)基本桿組由n個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副組成即：構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副必為整數(shù)，所以n應(yīng)是2的倍數(shù)，PL是3的倍數(shù)。Ⅱ級(jí)桿組：Ⅲ級(jí)桿組：由2個(gè)構(gòu)件和3個(gè)低副構(gòu)成的桿組。

由4個(gè)構(gòu)件和6個(gè)低副組成的桿組。平面機(jī)構(gòu)的組成原理：平面機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)基本桿組依次連接于原動(dòng)件和機(jī)架而構(gòu)成?！?.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

設(shè)基本桿組由n個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副組成即：構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副必為整數(shù)Ⅱ級(jí)桿組的組合形式

Ⅲ級(jí)桿組的組合形式

§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

Ⅱ級(jí)桿組的組合形式Ⅲ級(jí)桿組的組合形式§1.4平面機(jī)構(gòu)的1.4.3平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析：將機(jī)構(gòu)分解為原動(dòng)件、機(jī)架和若干基本桿組，并確定機(jī)構(gòu)級(jí)別。平面機(jī)構(gòu)的級(jí)別是由所含桿組的最高級(jí)別所決定

Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)：Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)：所含桿組的最高級(jí)別為Ⅱ級(jí)的機(jī)構(gòu)；所含桿組的最高級(jí)別為Ⅲ級(jí)的機(jī)構(gòu)。先選定機(jī)架，并將等于該機(jī)構(gòu)自由度數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件以運(yùn)動(dòng)副連接于機(jī)架上，然后再將一個(gè)個(gè)基本桿組依次連接于機(jī)架和原動(dòng)件上而構(gòu)成。

設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)原則：§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

1.4.3平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析：將機(jī)構(gòu)分解機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容和步驟：

(1)檢查并去除機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束。

(2)計(jì)算自由度，并確定原動(dòng)件。

(3)將機(jī)構(gòu)中的高副全部用低副代替。

(4)從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始，先試拆Ⅱ級(jí)桿組，若拆不出，再試拆Ⅲ級(jí)桿組。應(yīng)一直拆到剩下機(jī)架和原動(dòng)件為止。

(5)最后確定出機(jī)構(gòu)的級(jí)別。

對(duì)同一機(jī)構(gòu)，若選不同構(gòu)件為原動(dòng)件，可能會(huì)得到不同級(jí)別的機(jī)構(gòu)。

§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容和步驟：(1)檢查并去除機(jī)構(gòu)中的局部自例:分析如圖所示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并確定其級(jí)別。

解:

（１）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。

取構(gòu)件1為原動(dòng)件§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

例:分析如圖所示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并確定其級(jí)別。解:（１）計(jì)算機(jī)（２）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件7與8這個(gè)Ⅱ級(jí)桿組。繼續(xù)試拆Ⅱ級(jí)桿組，如不能再拆出Ⅱ級(jí)桿組，試拆Ⅲ級(jí)桿組。

拆下由構(gòu)件2、3、4、5組成的Ⅲ級(jí)桿組

（３）確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。

機(jī)構(gòu)由一個(gè)Ⅱ級(jí)桿組、一個(gè)Ⅲ級(jí)桿組和原動(dòng)件1與機(jī)架6所組成。

該機(jī)構(gòu)為Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)§1.4平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

（２）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件7與8這個(gè)Ⅱ1.5.1速度瞬心的定義

在任一瞬時(shí)，兩構(gòu)件上相對(duì)速度為零的重合點(diǎn)。

速度瞬心（簡(jiǎn)稱瞬心）：兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在任一瞬時(shí)都可看作是繞瞬心的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1.5.1速度瞬心的定義在任一瞬時(shí)，兩構(gòu)件上相對(duì)速度為零1.5.2機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目

每?jī)蓚€(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，都有一個(gè)瞬心。如果機(jī)構(gòu)由N個(gè)構(gòu)件組成，則根據(jù)排列組合原理，可求得機(jī)構(gòu)具有瞬心的總數(shù)：§1.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1.5.2機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目每?jī)蓚€(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)1.5.3機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定1.若已知兩構(gòu)件1、2在重合點(diǎn)A和B的相對(duì)速度的方向，則過(guò)A、B兩點(diǎn)分別作兩相對(duì)速度矢量的垂線，其交點(diǎn)就是構(gòu)件1和2的瞬心P12?！?.5用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

1.5.3機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定