第二章 機(jī)構(gòu)的組成原理和機(jī)構(gòu)類(lèi)型綜合,2.1 內(nèi)容提要及基本概念 2.2 本章重點(diǎn)、難點(diǎn) 2.3 典型例題精解,2.1 內(nèi)容提要及基本概念,2.1.1 內(nèi)容提要,掌握平面運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型及其提供的約束條件、運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法。 了解機(jī)構(gòu)的組成原理。,2.1.2 基本概念復(fù)習(xí),構(gòu)件(link) 獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元；零件(part) 獨(dú)立的制造單元,1. 機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1）構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副,內(nèi)燃機(jī)連桿,運(yùn)動(dòng)副兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。 注意：三個(gè)條件缺一不可： a)兩個(gè)構(gòu)件，b) 直接接觸，c) 有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)副元素兩構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的直接接觸的部分（點(diǎn)、線、面） 例如凸輪、齒輪齒廓、活塞與缸套等。,作者：潘存云教授,運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi)： 按引入的約束數(shù)分有： I級(jí)副、II級(jí)副、III級(jí)副、IV級(jí)副、V級(jí)副。 構(gòu)件受到約束后自由度減少，每加上一個(gè)約束，便失去一個(gè)自由度，自由度與約束數(shù)之和為6。提供一個(gè)約束條件的，稱(chēng)為I級(jí)副。其余依此類(lèi)推。,按相對(duì)運(yùn)動(dòng)范圍分有 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng) 空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng) 例如球鉸鏈、拉桿天線、螺旋、生物關(guān)節(jié)。 平面機(jī)構(gòu)全部由平面運(yùn)動(dòng)副組成的機(jī)構(gòu)。 空間機(jī)構(gòu)至少含有一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)副的機(jī)構(gòu)。 按運(yùn)動(dòng)副元素分有 面接觸（應(yīng)力低）的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副，例如轉(zhuǎn)動(dòng)副（回轉(zhuǎn)副）、移動(dòng)副 ；點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副（應(yīng)力高）稱(chēng)為高副，例如滾動(dòng)副、凸輪副、齒輪副等。,2）運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu),運(yùn)動(dòng)鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。 分為閉式運(yùn)動(dòng)鏈和開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈兩種。,作者：潘存云教授,1個(gè)或幾個(gè),1個(gè),機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)鏈中某一構(gòu)件固定，而其余構(gòu)件相對(duì)于它有確定 運(yùn)動(dòng)，此種運(yùn)動(dòng)鏈稱(chēng)為機(jī)構(gòu) 。 機(jī)架作為參考系的構(gòu)件，如機(jī)床床身、車(chē)輛底盤(pán)、飛機(jī)機(jī)身。 主（原）動(dòng)件按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)于機(jī)架獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。主 動(dòng)件往往也是驅(qū)動(dòng)力作用的構(gòu)件，即原動(dòng)件。 從動(dòng)件除主動(dòng)件之外，其余相對(duì)于機(jī)架運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。 機(jī)構(gòu)的組成：機(jī)構(gòu)機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件,若干,3）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖用以說(shuō)明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。 作用： 表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況。 作為運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析的依據(jù)。 機(jī)構(gòu)示意圖不按精確比例繪制的簡(jiǎn)圖。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)已經(jīng)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)運(yùn)動(dòng)副、構(gòu)件及各種機(jī)構(gòu)的表示 符號(hào)作了規(guī)定，下表中構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的表示方法。,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)滿(mǎn)足的條件： 構(gòu)件數(shù)目與實(shí)際相同; 運(yùn)動(dòng)副的特點(diǎn)、數(shù)目與實(shí)際相符; 運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置以及構(gòu)件尺寸與實(shí)際機(jī)構(gòu)成比例。 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的思路：先定原動(dòng)部分和工作部分（一般位于傳動(dòng)線路末端），弄清運(yùn)動(dòng)傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的類(lèi)型，并用符號(hào)表示出來(lái)。 順口溜： 先兩頭，后中間，從頭至尾走一遍， 數(shù)數(shù)構(gòu)件是多少，再看它們?cè)跸噙B。 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟： 運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，搞清楚運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)、數(shù)目和構(gòu)件數(shù)目； 測(cè)量各運(yùn)動(dòng)副之間的尺寸，選視圖平面（通常選與運(yùn)動(dòng)平面平行的平 面），繪制示意圖； 按比例繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖； 檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是否滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)確定的條件。,顎式破碎機(jī),舉例：繪制破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 分析：該例題中各構(gòu)件全部由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接而成，其中O、E、F三處是與機(jī)架相連的固定鉸鏈，原動(dòng)件為AC，作整周旋轉(zhuǎn)。 難點(diǎn)：關(guān)鍵是搞清楚原動(dòng)構(gòu)件AC是一個(gè)作整周旋轉(zhuǎn)的偏心輪，不容易看出。,作者：潘存云教授,舉例：繪制圖示偏心泵的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 分析：該例題中共有四個(gè)構(gòu)件，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)移動(dòng)副。原動(dòng)件是 一個(gè)偏心輪，其上有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。另外一個(gè)構(gòu)件是搖塊，其外形是圓柱，與機(jī)架構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，與深黃色構(gòu)件（連桿）構(gòu)成移動(dòng)副 。 難點(diǎn)：弄清原動(dòng)構(gòu)件為一個(gè)偏心輪以及搖塊上運(yùn)動(dòng)副的特點(diǎn)。,偏心泵,平面運(yùn)動(dòng)單個(gè)自由構(gòu)件的自由度為 3,2. 機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定的條件1）平面機(jī)構(gòu)的自由度定義：保證機(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)稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的自由度。 計(jì)算方法： 作平面運(yùn)動(dòng)的剛體在空間的位置需要三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)（x，y, ）才能唯一確定。,運(yùn)動(dòng)副 自由度數(shù)F 約束數(shù)R 回轉(zhuǎn)副 1（） + 2（x，y） = 3,R=2, F=1,R=2, F=1,R=1, F=2,結(jié)論：構(gòu)件自由度3約束數(shù)自由構(gòu)件的自由度數(shù)約束數(shù),移動(dòng)副 1（x） + 2（y，）= 3,高 副 2（x,） + 1（y） = 3,經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相連后，由于有約束，構(gòu)件自由度會(huì)有變化：,自由構(gòu)件的自由度數(shù),活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n,計(jì)算公式： F=3n(2PL +Ph ) 要求：記住上述公式，并能熟練應(yīng)用。,構(gòu)件總自由度,低副約束數(shù),高副約束數(shù),3n,2 PL,1 Ph,推廣到一般情況： 設(shè)一個(gè)平面機(jī)構(gòu)，共有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，用PL個(gè)低副和PH個(gè)高副連接。如上所述，一個(gè)沒(méi)有任何約束的構(gòu)件作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)具有3個(gè)自由度，一個(gè)低副有兩個(gè)約束條件，一個(gè)高副有一個(gè)約束條件。因此：,例題 計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n = 3 低副數(shù)PL = 4 高副數(shù)PH = 0,F = 3n 2PL PH = 33 24 = 1,例題 計(jì)算五桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n = 4 低副數(shù)PL = 5 高副數(shù)PH = 0,F=3n 2PL PH =34 25 =2,例題 計(jì)算圖示凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。,解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n = 2 低副數(shù)PL = 2 高副數(shù)PH = 1,F=3n 2PL PH =32 221 =1,2）機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件,作者：潘存云教授,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件實(shí)例,鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu) 鉸鏈五連桿機(jī)構(gòu),機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定條件實(shí)例,剛性桁架 剛性桁架,F0時(shí)，機(jī)構(gòu)蛻變?yōu)閯傂澡旒?，?gòu)件之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 F0時(shí)， 原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)的自由度，各構(gòu)件沒(méi)有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自由度，則在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞。 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： F0 機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目=機(jī)構(gòu)的自由度的數(shù)目, 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。 每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件之間構(gòu)成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，因此，當(dāng)有m個(gè)構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連時(shí)，有m1轉(zhuǎn)動(dòng)副。,此處有兩個(gè)低副,例題 求圖示圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu)的自由度。,解：在B、C、D、E四處各有三個(gè)構(gòu)件形成復(fù)合鉸 鏈，每處有 2 個(gè)運(yùn)動(dòng)副，因此有 活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n = 7 低副數(shù)PL = 10,F=3n 2PL PH =37 2100 =1,如果不考慮復(fù)合鉸鏈，低副數(shù)目為6個(gè)，則計(jì)算的自由度數(shù)為9，顯然計(jì)算有誤！,圓盤(pán)鋸機(jī)構(gòu),3）計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng),例題計(jì)算圖示兩種凸輪機(jī)構(gòu)的自由度。,解：如果不考慮局部自由度，那么有 n=3 , PL = 3, PH = 1,F = 3n 2PL PH = 33 23 1 = 2,對(duì)于右邊的機(jī)構(gòu)，有： F=32 22 1=1,第一例計(jì)算結(jié)果顯然有誤。事實(shí)上，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)速一樣時(shí)，兩個(gè)機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)完全相同，且兩個(gè)機(jī)構(gòu)的 F=1。 加裝滾子的好處在于將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦以減小摩擦力。,局部自由度。,定義：構(gòu)件局部運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的自由度。 局部自由度常出現(xiàn)在加裝滾子的場(chǎng)合，計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)去掉。否則會(huì)出錯(cuò)。,解：若套用公式直接計(jì)算有 n=4，PL=6，PH=0 F = 3n 2PL PH = 34 26 = 0 事實(shí)上，該機(jī)構(gòu)是可以運(yùn)動(dòng)的，老式的蒸汽機(jī)火車(chē)頭車(chē)輪驅(qū)動(dòng)就采用了該機(jī)構(gòu)。,虛約束:對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際不起作用的約束。 計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)去掉虛約束。,因?yàn)?AB CD FE ，故增加構(gòu)件4前后E點(diǎn)的軌跡都是圓弧。增加了構(gòu)件4 ，帶來(lái)3個(gè)自由度，同時(shí)多了2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，帶來(lái)了4個(gè)約束。但增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件4后變?yōu)橄聢D，重新計(jì)算得 F=1。,例題已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。,特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：,出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合： a.兩構(gòu)件連接前后，連接點(diǎn)的軌跡重合；,b.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)副，且導(dǎo)路平行。,如平行四邊形機(jī)構(gòu)，火車(chē)輪，橢圓儀等。,d.運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩構(gòu)件上的兩點(diǎn)距離始終不變。,c.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且同軸。,e.對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱(chēng)部分。如多個(gè)行星輪。,虛約束,虛約束,虛約束,虛約束,虛約束,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,f.兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合,如等寬凸輪。,注意： 法線不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！,注意：各種出現(xiàn)虛約束的場(chǎng)合都是有條件的 ! 虛約束的作用： 改善構(gòu)件的受力情況，如多個(gè)行星輪。 增加機(jī)構(gòu)的剛度，如軸與軸承、機(jī)床導(dǎo)軌。 使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)順利，避免運(yùn)動(dòng)不確定，如車(chē)輪。,虛約束,虛約束,高副低代：為了使平面低副機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析方法能適用于所有平面機(jī)構(gòu)，因而要了解平面高副與平面低副之間的內(nèi)在聯(lián)系，研究在平面機(jī)構(gòu)中用低副代替高副的條件和方法（簡(jiǎn)稱(chēng)高副低代）。 為保證機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)保持不變，進(jìn)行高副低代必須滿(mǎn)足的條件是： a.代替機(jī)構(gòu)和原機(jī)構(gòu)的自由度必須完全相同。 b.瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度必須完全相同。 高副低代的方法：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，這兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副兩元素接觸點(diǎn)的曲率中心。 平面機(jī)構(gòu)中的高副均可以用低副來(lái)代替。,3. 機(jī)構(gòu)的高副低代、結(jié)構(gòu)分析和組成原理1）平面機(jī)構(gòu)中高副用低副代替的方法,b),3,2,A,1,B,4,O1,O2,O1,2,r1,A,3,1,n,O2,r2,n,B,a),3,2,A,1,B,4,b),高副機(jī)構(gòu),任意曲線輪廓高副機(jī)構(gòu),若高副兩元素之一為一點(diǎn)(如下圖a)，則因其曲率半徑為零，所以曲率中心與兩構(gòu)件的接觸點(diǎn)C重合，其瞬時(shí)代替機(jī)構(gòu)如圖b：,若高副兩元素之一為一直線(如下圖a)，則因其曲率中心在無(wú)窮遠(yuǎn)處，所以這一端的轉(zhuǎn)動(dòng)副將轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副，其瞬時(shí)代替機(jī)構(gòu)如圖b或圖c：,機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是原動(dòng)件數(shù)自由度F，且F0。 現(xiàn)設(shè)想將機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)件和機(jī)架斷開(kāi)，則原動(dòng)件與機(jī)架構(gòu)成了基本機(jī)構(gòu)，其F1。剩下的構(gòu)件組必有F0。,2）平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析,定義：最簡(jiǎn)單的F0的構(gòu)件組，稱(chēng)為基本桿組。,基本桿組按結(jié)構(gòu)分類(lèi)： 設(shè)基本桿組中有n個(gè)構(gòu)件，PL個(gè)低副，則由條件F0有： F3n2PLPH0 (低副機(jī)構(gòu)中PH0 ),因?yàn)?PL 為整數(shù)， 所以 n只能取偶數(shù)。 n 2 4 n4 已無(wú)實(shí)例了! PL 3 6 其中最簡(jiǎn)單的組合是n=2 ， PL=3。這種基本桿組稱(chēng)為II級(jí)組應(yīng)用最廣而又最簡(jiǎn)單的基本桿組。共有以下5 種類(lèi)型：,得 PL3n/2,n=4 （PL6）的是級(jí)組有以下類(lèi)型:,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：其中一個(gè)構(gòu)件有三個(gè)運(yùn)動(dòng)副。,級(jí)組：,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 有兩個(gè)三副桿，且4個(gè)構(gòu)件構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)。 級(jí)組在實(shí)際機(jī)構(gòu)中應(yīng)用很少。,機(jī)構(gòu)命名方式： 按所含最高桿組級(jí)別命名，如級(jí)機(jī)構(gòu)，級(jí)機(jī)構(gòu)等。,必須強(qiáng)調(diào)指出： 桿組的各個(gè)外端副不可以同時(shí)加在同一個(gè)構(gòu)件上，否則將成為剛體。例如下圖中兩種情況桿組都不能運(yùn)動(dòng)。,機(jī)構(gòu)的級(jí)別與原動(dòng)件的選擇有關(guān)。,機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的步驟： 計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，確定原動(dòng)件。 從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開(kāi)始拆桿組。先試拆級(jí)組，當(dāng)不可能時(shí)再試拆級(jí)組。但應(yīng)注意，每拆出一個(gè)桿組后，剩下的部分仍組成機(jī)構(gòu)，且自由度與原機(jī)構(gòu)相同，直至全部桿組拆出只剩下級(jí)機(jī)構(gòu)。 確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。,舉例：圖示八桿機(jī)構(gòu)中，若分別以構(gòu)件1、6、7為作為原動(dòng)件，試將其拆分成基本機(jī)構(gòu)和基本桿組。 解： 當(dāng)構(gòu)件1作為原動(dòng)件時(shí)，拆分所得桿組最高級(jí)別為級(jí)組，故原機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。,級(jí)組,級(jí)機(jī)構(gòu),當(dāng)構(gòu)件6作為原動(dòng)件時(shí)，拆分所得桿組最高級(jí)別為級(jí)組，故原機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。,當(dāng)構(gòu)件7作為原動(dòng)件時(shí)，拆分所得桿組最高級(jí)別為級(jí)組，故原機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)。,由上述機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的過(guò)程可知，平面機(jī)構(gòu)的組成原理是：任何機(jī)構(gòu)都可以看作是由若干個(gè)基本桿組依次連接到原動(dòng)件和機(jī)架上所組成。 在設(shè)計(jì)一個(gè)新機(jī)構(gòu)時(shí)，可先選定機(jī)架，并將等于該機(jī)構(gòu)自由度數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件用低副連接于機(jī)架上，然后將各個(gè)基本桿組連接于機(jī)架和原動(dòng)件上，即可完成該簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)。 例如下圖所示牛頭刨床主機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。,3）平面機(jī)構(gòu)的組成原理,現(xiàn)以由轉(zhuǎn)動(dòng)副（不包含復(fù)合鉸鏈）組成的運(yùn)動(dòng)鏈為研究對(duì)象。圖a所示的閉式運(yùn)動(dòng)鏈中，自由度為 F=34-24=4 若將某一構(gòu)件固定，如圖b所示，則可得一個(gè)單自由度的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)?？梢?jiàn)，綜合一個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)與綜合一個(gè)四自由度的運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)且恢碌摹?4. 機(jī)構(gòu)的類(lèi)型綜合1）運(yùn)動(dòng)鏈的基本型式,a),b),設(shè)運(yùn)動(dòng)鏈的構(gòu)件數(shù)為N，轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為P，由平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)公式得 可見(jiàn)，構(gòu)件數(shù)必為偶數(shù)，所以構(gòu)件數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)的可能組合是 N=2 P=1 (無(wú)實(shí)際價(jià)值) N=4 P=4 N=6 P=7 N=8 P=10,多環(huán)機(jī)構(gòu)的環(huán)數(shù)L=P-N+1，帶入以上公式得P-3L=1，所以多環(huán)機(jī)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,由上式可見(jiàn)，四桿運(yùn)動(dòng)鏈只有一個(gè)閉環(huán)，因而僅有一種基本形式。 一個(gè)具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件是六桿運(yùn)動(dòng)鏈中最復(fù)雜的構(gòu)件，六桿運(yùn)動(dòng)鏈的組裝有兩種可能性：,a),b),圖a：型式，瓦特型，其中兩個(gè)具有三副的構(gòu)件在一個(gè)公共點(diǎn)相連接。 圖b：型式，斯蒂芬遜型，其中兩個(gè)三副構(gòu)件被兩個(gè)雙副構(gòu)件隔開(kāi)。 而八桿運(yùn)動(dòng)鏈具有三個(gè)閉環(huán)，其運(yùn)動(dòng)鏈的基本型式有十六種。,六桿運(yùn)動(dòng)鏈,單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是： 構(gòu)件總數(shù)N與運(yùn)動(dòng)副總數(shù)P相等； N=P3 所以構(gòu)件數(shù)與運(yùn)動(dòng)副數(shù)有 N=P=PLPH3 根據(jù)平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式有 F=3（N1）2PLPH 進(jìn)行單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型綜合時(shí)必須滿(mǎn)足上面兩公式。,2）單閉環(huán)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型綜合,對(duì)單自由度的機(jī)構(gòu)， 1=3（N1）2PLPH 即 2PL PH =3N4 其中 N=PLPH3 ，所以 PL 2 PH =4 當(dāng)N=3、P=3時(shí) ，只能有PL =2、PH=1。,對(duì)平面三桿高副機(jī)構(gòu)的類(lèi)型綜合，有三種不同的方案可以選擇：,a)擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu),b)移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu),c)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu),根據(jù)機(jī)構(gòu)的演化，高副低代或低副變異為高副等，還可得到同類(lèi)機(jī)構(gòu)的各種變型機(jī)構(gòu)。構(gòu)件數(shù)N越多，可供組成的機(jī)構(gòu)也越多。 在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)單閉環(huán)機(jī)構(gòu)不能滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞要求時(shí)，常采用多閉環(huán)機(jī)構(gòu)。,2.2 本章重點(diǎn)、難點(diǎn),重點(diǎn)1.掌握有關(guān)機(jī)構(gòu)的概念。 2.掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟。 3.掌握機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 4.掌握平面低副機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和組成原理，能根據(jù)給定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖進(jìn)行拆桿組，并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。 5.掌握平面機(jī)構(gòu)中高副低代的方法，要求替代前后機(jī)構(gòu)的自由度和機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)不變。 難點(diǎn) 掌握機(jī)構(gòu)自由度的正確計(jì)算方法是本章的難點(diǎn)。計(jì)算時(shí)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)的場(chǎng)合是有條件的。,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,例題計(jì)算圖示包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度。,分析：,活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n：9,復(fù)合鉸鏈:,局部自由度H、C處 2個(gè),虛約束: 構(gòu)件9，F(xiàn)、I處 1個(gè),去掉局部自由度和虛約束后：,n =6，PL =7，PH =3,F = 3n 2PL PH = 36 27 3 = 1,2.3 典型例題精解,