第01章 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)

1、第一章第一章一一. 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)(machinery system) 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置工作機(jī)構(gòu)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）工作機(jī)構(gòu)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）給機(jī)械系統(tǒng)提供動(dòng)力。給機(jī)械系統(tǒng)提供動(dòng)力。將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的中間裝置。行機(jī)構(gòu)的中間裝置。（1）減速或增速；）減速或增速；（2）變速；）變速；（3）傳遞動(dòng)力；）傳遞動(dòng)力；（4）改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律；）改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律；（5）實(shí)現(xiàn)多路運(yùn)動(dòng)；）實(shí)現(xiàn)多路運(yùn)動(dòng)；利用機(jī)械能來進(jìn)行生產(chǎn)或達(dá)到預(yù)定利用機(jī)械能來進(jìn)行生產(chǎn)或達(dá)到預(yù)定 要求的裝置。要求的裝置。操縱控制裝置操縱控制裝置操縱及控制機(jī)械系統(tǒng)各組成部分協(xié)操縱及控制機(jī)械系統(tǒng)各組成部分協(xié)

2、調(diào)動(dòng)作。調(diào)動(dòng)作。它的功能：它的功能：傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)帶 式 運(yùn) 輸 機(jī)聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器減速器減速器電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)輸帶工作機(jī)工作機(jī) 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)減速器減速器帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)工作機(jī)工作機(jī)帶式運(yùn)輸機(jī)帶式運(yùn)輸機(jī)DF v二. 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(machinery system kinetic sketch )機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是用規(guī)定的符號(hào)，繪出能準(zhǔn)確表達(dá)出機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是用規(guī)定的符號(hào)，繪出能準(zhǔn)確表達(dá)出機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)特征的簡(jiǎn)單圖形。的相對(duì)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)特征的簡(jiǎn)單圖形。內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)

3、構(gòu)簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)圖汽汽缸缸體體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸F三三. 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(planar mechanism kinematic sketch )平面機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)(planar mechanism )所有構(gòu)件都在同一平面或平所有構(gòu)件都在同一平面或平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 如：內(nèi)燃機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。如：內(nèi)燃機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖或或1）運(yùn)動(dòng)副及其分類）運(yùn)動(dòng)副及其分類四本章主要內(nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)四本章主要內(nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)3）平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件）平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件2）平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其繪制）平面

4、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及其繪制主主要要內(nèi)內(nèi)容容重點(diǎn)重點(diǎn) 平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件難難點(diǎn)點(diǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制有虛約束的機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算有虛約束的機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算1-1 運(yùn)動(dòng)副及其分類運(yùn)動(dòng)副及其分類一一. 運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副(kinetic pair )機(jī)構(gòu)中由兩構(gòu)件直接接觸的具有一機(jī)構(gòu)中由兩構(gòu)件直接接觸的具有一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接。如：如：內(nèi)燃機(jī)中活塞內(nèi)燃機(jī)中活塞2與氣缸體與氣缸體1（相對(duì)移動(dòng)）（相對(duì)移動(dòng)）連桿連桿3與活塞與活塞2（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）連連桿桿3與曲軸與曲軸4（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）曲軸曲軸4與缸體與缸

5、體1（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）組成可動(dòng)連接。（相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）組成可動(dòng)連接。相對(duì)移動(dòng)相對(duì)移動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)移移動(dòng)動(dòng)副副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)副副 齒輪副齒輪副凸輪副凸輪副低副低副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副：面接觸的運(yùn)動(dòng)副高副高副：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副二二. 運(yùn)動(dòng)副的分類運(yùn)動(dòng)副的分類低副低副(low pair) (low pair) 高副高副(high pair)(high pair)（1 1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)副中構(gòu)件根據(jù)運(yùn)動(dòng)副中構(gòu)件 間的接觸形式分：間的接觸形式分：21球面副球面副球銷副球銷副空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副螺旋副螺旋副平面平面運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副空間空間運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副（2 2）根據(jù)構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分：根據(jù)構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分：1-

6、2 1-2 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(kinematic sketch )(kinematic sketch ) 是用規(guī)定是用規(guī)定的符號(hào)，繪出的能準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的符號(hào)，繪出的能準(zhǔn)確表達(dá)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)特征的簡(jiǎn)單圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)特征的簡(jiǎn)單圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 。(即：即：用線條和用線條和簡(jiǎn)單圖形代表構(gòu)件，用規(guī)定符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副，按比例作出的簡(jiǎn)單圖形代表構(gòu)件，用規(guī)定符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副，按比例作出的圖形）圖形）。內(nèi)燃機(jī)中由汽缸體、活塞、連桿和曲軸組成的曲軸內(nèi)燃機(jī)中由汽缸體、活塞、連桿和曲軸組成的曲軸滑塊機(jī)構(gòu)?；瑝K機(jī)構(gòu)。

7、一機(jī)構(gòu)構(gòu)件分類一機(jī)構(gòu)構(gòu)件分類機(jī)架（或固定構(gòu)件）機(jī)架（或固定構(gòu)件）內(nèi)燃機(jī)的汽缸體內(nèi)燃機(jī)的汽缸體活動(dòng)構(gòu)件活動(dòng)構(gòu)件 除除機(jī)架外的所有可動(dòng)構(gòu)件。如活塞、連桿、機(jī)架外的所有可動(dòng)構(gòu)件。如活塞、連桿、 曲軸及齒輪等。曲軸及齒輪等。組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件可分為兩大類：組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件可分為兩大類：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖汽汽缸缸體體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸F內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)分分析析1.汽缸體汽缸體2. 活塞活塞3. 連桿連桿4. 曲軸曲軸5. 齒輪齒輪6. 齒輪齒輪7. 凸輪凸輪8.推桿推桿原動(dòng)件：原動(dòng)件：運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件。（內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)中的中的活塞活塞2）主

8、動(dòng)件：主動(dòng)件：作用有驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩的活動(dòng)構(gòu)件。作用有驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩的活動(dòng)構(gòu)件。 （活塞活塞2 、齒輪齒輪5 5 、凸輪、凸輪7）輸出件：輸出件：輸出運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的從動(dòng)件輸出運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的從動(dòng)件。（曲軸曲軸4 4 、推桿、推桿8 ）活動(dòng)構(gòu)件活動(dòng)構(gòu)件從動(dòng)件：從動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中隨主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)機(jī)構(gòu)中隨主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng) 構(gòu)件構(gòu)件（如連桿（如連桿3、曲軸、曲軸4 、齒輪齒輪6 6 、推桿、推桿8 ）121221212112二常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的表示符號(hào)二常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的表示符號(hào)一）運(yùn)動(dòng)副的表示一）運(yùn)動(dòng)副的表示符號(hào)符號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)副的符號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)副的符號(hào)移動(dòng)副的符號(hào)移動(dòng)副的符號(hào)高副的符號(hào)高副的符

9、號(hào)三副構(gòu)件三副構(gòu)件（活動(dòng)構(gòu)件）（活動(dòng)構(gòu)件）兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件（活動(dòng)構(gòu)件）（活動(dòng)構(gòu)件）固定構(gòu)件固定構(gòu)件注意：注意：固定構(gòu)件用帶有陰影線構(gòu)件表示固定構(gòu)件用帶有陰影線構(gòu)件表示二）構(gòu)件二）構(gòu)件的表示的表示符號(hào)符號(hào)齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)表示符號(hào)齒輪機(jī)構(gòu)表示符號(hào)凸輪機(jī)構(gòu)表示符號(hào)凸輪機(jī)構(gòu)表示符號(hào)三）常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)三）常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)錐齒輪機(jī)構(gòu)錐齒輪機(jī)構(gòu)蝸桿蝸輪傳動(dòng)蝸桿蝸輪傳動(dòng) 1）分析內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)組成：）分析內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)組成：主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：由氣缸體由氣缸體1、活塞、活塞2、連桿、連桿3、曲軸、曲軸4組成組成其他機(jī)構(gòu)：其他機(jī)構(gòu)：齒輪機(jī)構(gòu)（

10、齒輪齒輪機(jī)構(gòu)（齒輪5 、齒輪、齒輪6），凸輪機(jī)構(gòu)（凸輪），凸輪機(jī)構(gòu)（凸輪7 、 推桿推桿8）固定件固定件: : 氣缸體氣缸體1 12）根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，）根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，判別判別固定件、原動(dòng)件和從固定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件動(dòng)件例例1-1 繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖凸輪凸輪7 、推桿、推桿81.汽缸體汽缸體2. 活塞活塞3. 連桿連桿4. 曲軸曲軸5. 齒輪齒輪6. 齒輪齒輪7. 凸輪凸輪8.推桿推桿解：解：1分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，判別固定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，判別固定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件原動(dòng)件原動(dòng)件: : 活塞活塞2 2連桿連桿3、曲軸、曲軸4齒輪齒輪5 、 6從從

11、動(dòng)動(dòng)件件三三. 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制 舉例說明舉例說明 2從原動(dòng)件開始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對(duì)從原動(dòng)件開始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。 2個(gè)移動(dòng)副個(gè)移動(dòng)副2和和1、8和和1； 4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副2和和3、3 和和4、5和和1、6和和1； 2個(gè)高個(gè)高 副副5和和6、7 和和8 。 該機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu) 1.汽缸體汽缸體2. 活塞活塞3. 連桿連桿4. 曲軸曲軸5. 齒輪齒輪7. 凸輪凸輪8.推桿推桿6. 齒輪齒輪 3合理選擇視圖平面合理選擇視圖平面（選機(jī)構(gòu)的主運(yùn)動(dòng)平面及其（選機(jī)構(gòu)的主運(yùn)動(dòng)平面及

12、其平行平面）和適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)平行平面）和適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置（圖示位置）動(dòng)瞬時(shí)位置（圖示位置） 4選擇適當(dāng)?shù)拈L度選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺比例尺l定出運(yùn)動(dòng)副之定出運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，用規(guī)定間的相對(duì)位置，用規(guī)定的符號(hào)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)的符號(hào)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。圖。12344556CABDEF例例1-2 繪制顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖顎式破碎機(jī)的組成情況顎式破碎機(jī)的組成情況4.肘板肘板3. 動(dòng)顎板動(dòng)顎板5. 帶輪帶輪2. 偏心軸偏心軸1. 機(jī)架機(jī)架解：解：1顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)分析顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)分析 顎式破碎機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)顎式破碎機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由：機(jī)架由：機(jī)架1、偏心軸、偏心軸2（與帶（

13、與帶輪輪5固連在一起）、動(dòng)顎板固連在一起）、動(dòng)顎板3和肘板和肘板4組成。動(dòng)顎板組成。動(dòng)顎板3在偏在偏心軸驅(qū)動(dòng)下作平面運(yùn)動(dòng)，將心軸驅(qū)動(dòng)下作平面運(yùn)動(dòng)，將堆放在動(dòng)顎板與定顎板之間堆放在動(dòng)顎板與定顎板之間的礦石壓碎。的礦石壓碎。2分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，判別固分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，判別固定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件定件、原動(dòng)件和從動(dòng)件1）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況分析）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況分析顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)4.肘板肘板3. 動(dòng)顎板動(dòng)顎板1. 機(jī)架機(jī)架5. 帶輪帶輪2. 偏心軸偏心軸固定件固定件 機(jī)架機(jī)架1原動(dòng)件原動(dòng)件 偏心軸偏心軸2從動(dòng)件從動(dòng)件 動(dòng)顎板動(dòng)顎板3、肘板、肘板42）判別）判別4.肘板肘板1. 機(jī)架機(jī)架2. 偏心軸偏心軸5.

14、 帶輪帶輪3. 動(dòng)顎板動(dòng)顎板 3從原動(dòng)件開始，按從原動(dòng)件開始，按運(yùn)動(dòng)傳遞順序，分析各構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目。因機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)因機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)均為轉(zhuǎn)動(dòng)，故組成運(yùn)動(dòng)均為轉(zhuǎn)動(dòng)，故組成4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，即：轉(zhuǎn)動(dòng)副個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，即：轉(zhuǎn)動(dòng)副A、B、C、D，其中，其中A和和D為為固定鉸鏈，固定鉸鏈， B、C為活動(dòng)為活動(dòng)鉸鏈鉸鏈 4合理選擇視圖平面（一般選機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平面或者與運(yùn)合理選擇視圖平面（一般選機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平面或者與運(yùn)動(dòng)平面平行的平面），適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置（以能夠動(dòng)平面平行的平面），適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)

15、位置（以能夠清楚反映出各構(gòu)件之間相對(duì)位置關(guān)系為原則）清楚反映出各構(gòu)件之間相對(duì)位置關(guān)系為原則） 5選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺l = ，定，定出運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，用規(guī)定的符號(hào)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。出運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，用規(guī)定的符號(hào)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 mmmmmcm圖示長度或或長度際實(shí) 1）確定固定鉸鏈）確定固定鉸鏈A和和D： 先定先定A點(diǎn)位置點(diǎn)位置 根據(jù)根據(jù)D點(diǎn)相對(duì)于點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)和長度比例尺和長度比例尺l 定出定出D點(diǎn)；點(diǎn)； 2）確定活動(dòng)鉸鏈）確定活動(dòng)鉸鏈B的位置：以的位置：以A點(diǎn)為圓心，偏心距點(diǎn)為圓心，偏心距e/l（即（即lAB/l）為）為半徑畫圓，在其圓周上確定一

16、適當(dāng)?shù)倪\(yùn)半徑畫圓，在其圓周上確定一適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置動(dòng)瞬時(shí)位置B； 3）確定活動(dòng)鉸鏈）確定活動(dòng)鉸鏈C的位置：分別的位置：分別以以B、D點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， lBC/l 、lCD/l 為為半徑畫弧相交于半徑畫弧相交于C點(diǎn)；點(diǎn)； 4）用規(guī)定的構(gòu)件符號(hào)連接各點(diǎn)，）用規(guī)定的構(gòu)件符號(hào)連接各點(diǎn)，所形成的簡(jiǎn)單圖形即為顎式破碎機(jī)的主所形成的簡(jiǎn)單圖形即為顎式破碎機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。鄂式破碎機(jī)鄂式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3D12BA1C4鄂式破碎機(jī)鄂式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制步驟：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制步驟：13 平面平面機(jī)構(gòu)自由度（機(jī)構(gòu)自由度（Degrees of Freedom）的計(jì)算）的計(jì)算一、構(gòu)件的自

17、由度與約束一、構(gòu)件的自由度與約束yx(x , y) 構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為構(gòu)件構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為構(gòu)件自由度；自由度； 對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的限制作用稱為對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的限制作用稱為約束。約束。（運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副）。自由度的減少數(shù)）。自由度的減少數(shù)= =約束數(shù)約束數(shù) 作平面運(yùn)動(dòng)的剛體在平面的位置需作平面運(yùn)動(dòng)的剛體在平面的位置需要要三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)（x x，y, y, ）才能唯）才能唯一確定。一確定。n n個(gè)自由構(gòu)件的自由度個(gè)自由構(gòu)件的自由度？yx12Syx12xy12R=2, F=1R=2, F=1R=1, F=2運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副 自由度數(shù)自由度數(shù) 約束數(shù)約束數(shù)回轉(zhuǎn)副回轉(zhuǎn)副 1（） + 2（x，y）

18、= 3移動(dòng)副移動(dòng)副 1（x） + 2（y，）= 3結(jié)論：構(gòu)件自由度結(jié)論：構(gòu)件自由度3約束數(shù)約束數(shù)高高 副副 2（x,） + 1（y） = 3自由構(gòu)件的自由度數(shù)約束數(shù)自由構(gòu)件的自由度數(shù)約束數(shù)自由構(gòu)自由構(gòu)件的自件的自由度數(shù)由度數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n 計(jì)算公式：計(jì)算公式： F=3n(2Pl+Ph ) （記記）構(gòu)件總自由度構(gòu)件總自由度 低副約束數(shù)低副約束數(shù) 高副約束數(shù)高副約束數(shù) 3n 2 Pl1 Ph推廣到一般：推廣到一般： 開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈: 每個(gè)構(gòu)件均與兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副每個(gè)構(gòu)件均與兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈: 運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成

19、的可動(dòng)構(gòu)件系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成的可動(dòng)構(gòu)件系統(tǒng)開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈:至少有一個(gè)構(gòu)件只與一個(gè)構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副至少有一個(gè)構(gòu)件只與一個(gè)構(gòu)件形成運(yùn)動(dòng)副二二. 機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)自由度 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為機(jī)構(gòu)的的數(shù)目稱為機(jī)構(gòu)的自由度。自由度。l4l1l2l3w w1j j1解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=3低副數(shù)低副數(shù)Pl=4F=3n 2Pl Ph =33 24 =1 =原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)高副數(shù)高副數(shù)Ph=0計(jì)算上述機(jī)構(gòu)的自由度：計(jì)算上述機(jī)構(gòu)的自由度：解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n= 2 低副數(shù)低副數(shù)Pl= 3 高副數(shù)高副數(shù)Ph=0 F = 3n2PlPh = 32- -23 = 0解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)解

20、：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n= 4低副數(shù)低副數(shù)Pl= 5F=3n2PlPh =3425 =2 高副數(shù)高副數(shù)Ph= 0n= 2Pl= 2F= 3n2PlPh =32 221 =1Ph= 1F = 3n- -2pl- -ph = 37- -210- -0 = 1 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)12634578 機(jī)構(gòu)具有確機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條：定運(yùn)動(dòng)的條：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目= =機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目自由度數(shù)目n= 4Pl= 5Ph= 0F= 3n2PlPh =34 25 =2312321？（6）（6）（0）四、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)1. 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈(Multiple Joint) 由兩個(gè)以上構(gòu)件在同

21、一處構(gòu)成的由兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動(dòng)副重合轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為復(fù)稱為復(fù)合鉸鏈。合鉸鏈。31824567F = 3n- -2pl- -ph = 37- -210- -0 = 1F = 3n- -2pl- -ph = 33- -23- -1 = 2F = 32- -22- -1 = 12. 局部自由度局部自由度(Passive Degree of Freedom) 處理方式：處理方式：在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計(jì)當(dāng)舍棄不計(jì)。不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的自由度，稱為局部自由度。不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的自由度，稱為局部自由度。已知：已知：ABCDEF，計(jì)算圖示平行四邊

22、形機(jī)構(gòu)的自由度。，計(jì)算圖示平行四邊形機(jī)構(gòu)的自由度。 解：解：n= 4，Pl= 6，F(xiàn)=3n 2Pl Ph =34 26 =0Ph=01234ABCDEF3.虛約束虛約束(Redundant constraint)對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不起限制限制作用的約束。作用的約束。計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)去掉虛約束。計(jì)算自由度時(shí)應(yīng)去掉虛約束。 FEAB CD ，故增加構(gòu)件故增加構(gòu)件4前前后后E點(diǎn)的軌跡都是圓弧，增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件點(diǎn)的軌跡都是圓弧，增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件4。1234ABCDEF重新計(jì)算：重新計(jì)算：n=3, Pl=4, Ph=0F=3n 2Pl Ph =33 24 =1特別注意

23、：此例存在虛約束的幾何條件是：特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：ABCDEF常見的虛約束有以下幾種情況常見的虛約束有以下幾種情況: 1) 當(dāng)兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)副，且當(dāng)兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)副，且其導(dǎo)路互相平行或重合時(shí)，則只有一個(gè)其導(dǎo)路互相平行或重合時(shí)，則只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束。移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束。EE帶虛約束的凸輪機(jī)構(gòu)帶虛約束的凸輪機(jī)構(gòu)帶虛約束的曲軸帶虛約束的曲軸 2) 當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線互相重合時(shí)，則當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，且軸線互相重合時(shí)，則只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起作用，其余轉(zhuǎn)動(dòng)副都是虛約束。只有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副起作用，其余轉(zhuǎn)動(dòng)副都是虛約束。 3) 如果機(jī)構(gòu)中

24、兩活動(dòng)構(gòu)件上某兩點(diǎn)的距離始終保持不如果機(jī)構(gòu)中兩活動(dòng)構(gòu)件上某兩點(diǎn)的距離始終保持不變，此時(shí)若用具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的附加構(gòu)件來連接這兩個(gè)點(diǎn)，變，此時(shí)若用具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的附加構(gòu)件來連接這兩個(gè)點(diǎn)，則將會(huì)引入一個(gè)虛約束。則將會(huì)引入一個(gè)虛約束。F=3n-2pl-ph=3*4-2*6= 0 ?帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)帶虛約束的桿機(jī)構(gòu)=3*3-2*4= 1 4) 機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)起重復(fù)限制作用的對(duì)稱部分也往往會(huì)機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)起重復(fù)限制作用的對(duì)稱部分也往往會(huì)引入虛約束。引入虛約束。帶虛約束的行星輪系帶虛約束的行星輪系22231F=3n-2pl-ph=3*5-2*5-6= -1 ?21=3*3-2*3-2= 14）兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩

25、處接觸，且法線重合。）兩構(gòu)件構(gòu)成高副，兩處接觸，且法線重合。W注意：注意：法線不重合時(shí)，變法線不重合時(shí)，變成實(shí)際約束！成實(shí)際約束！AAn1n1n2n2n1n1n2n2AA虛約束的本質(zhì)是什么虛約束的本質(zhì)是什么? 從運(yùn)動(dòng)的角度看從運(yùn)動(dòng)的角度看, ,虛約束就是虛約束就是“重復(fù)的約束重復(fù)的約束”或者是或者是“多余的約束多余的約束”。22321CB311DMN245AEE a. 使受力狀態(tài)更合理；使受力狀態(tài)更合理； b. 使機(jī)構(gòu)平衡；使機(jī)構(gòu)平衡； c. 考慮機(jī)構(gòu)在特殊位置的運(yùn)動(dòng)考慮機(jī)構(gòu)在特殊位置的運(yùn)動(dòng)使用虛約束時(shí)要注意什么問題使用虛約束時(shí)要注意什么問題? 保證滿足虛約束存在的幾何條件，在機(jī)械設(shè)計(jì)保證滿足

26、虛約束存在的幾何條件，在機(jī)械設(shè)計(jì)中使用虛約束時(shí)，機(jī)械制造的精度要提高。中使用虛約束時(shí)，機(jī)械制造的精度要提高。機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束機(jī)構(gòu)中為什么要使用虛約束?例例1找出圖示找出圖示直線機(jī)構(gòu)中直線機(jī)構(gòu)中的的復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 F=3 72 10 =1 例例2 F=3 72 10 =1 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng), ,因?yàn)橹鲃?dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)因?yàn)橹鲃?dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F F 。直線機(jī)構(gòu)直線機(jī)構(gòu)復(fù)合復(fù)合鉸鏈鉸鏈A2CB13DE5647壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)計(jì)算圖示壓縮機(jī)機(jī)計(jì)算圖示壓縮機(jī)機(jī)構(gòu)的構(gòu)的自由度自由度F復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈1563287 74ACBFED復(fù)合復(fù)合鉸鏈鉸鏈EABCDO FGH 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng), ,因?yàn)橹鲃?dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)因?yàn)橹鲃?dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)F F 。例例虛約束虛約束局部自由度局部自由度F=3 62 81 =1F=3n2Pl Ph例例 部分圖示油泵機(jī)構(gòu)