第01章 機械系統(tǒng)的運動簡圖設(shè)計

1、第一章第一章一一. 機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)(machinery system) 原動機原動機傳動裝置傳動裝置工作機構(gòu)（執(zhí)行機構(gòu)）工作機構(gòu)（執(zhí)行機構(gòu)）給機械系統(tǒng)提供動力。給機械系統(tǒng)提供動力。將原動機的動力和運動傳遞給執(zhí)將原動機的動力和運動傳遞給執(zhí) 行機構(gòu)的中間裝置。行機構(gòu)的中間裝置。（1）減速或增速；）減速或增速；（2）變速；）變速；（3）傳遞動力；）傳遞動力；（4）改變運動規(guī)律；）改變運動規(guī)律；（5）實現(xiàn)多路運動；）實現(xiàn)多路運動；利用機械能來進行生產(chǎn)或達到預(yù)定利用機械能來進行生產(chǎn)或達到預(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械系統(tǒng)各組成部分協(xié)操縱及控制機械系統(tǒng)各組成部分協(xié)

2、調(diào)動作。調(diào)動作。它的功能：它的功能：傳傳動動系系統(tǒng)統(tǒng)帶 式 運 輸 機聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器減速器減速器電動機電動機運輸帶工作機工作機 原動機原動機聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器電動機電動機減速器減速器帶式運輸機傳動簡圖傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)原動機原動機工作機工作機帶式運輸機帶式運輸機DF v二. 機械系統(tǒng)運動簡圖(machinery system kinetic sketch )機械系統(tǒng)的運動簡圖是用規(guī)定的符號，繪出能準確表達出機構(gòu)各構(gòu)件之間機械系統(tǒng)的運動簡圖是用規(guī)定的符號，繪出能準確表達出機構(gòu)各構(gòu)件之間的相對關(guān)系及運動特征的簡單圖形。的相對關(guān)系及運動特征的簡單圖形。內(nèi)燃機內(nèi)燃機曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機

3、構(gòu)簡圖簡圖汽汽缸缸體體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸F三三. 平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖(planar mechanism kinematic sketch )平面機構(gòu)平面機構(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)運動的機構(gòu)。行平面內(nèi)運動的機構(gòu)。 如：內(nèi)燃機中的曲柄滑塊機構(gòu)。如：內(nèi)燃機中的曲柄滑塊機構(gòu)。齒輪機構(gòu)簡圖齒輪機構(gòu)簡圖或或1）運動副及其分類）運動副及其分類四本章主要內(nèi)容、重點及難點四本章主要內(nèi)容、重點及難點3）平面機構(gòu)自由度計算及機構(gòu)具有確定運動的條件）平面機構(gòu)自由度計算及機構(gòu)具有確定運動的條件2）平面機構(gòu)的運動簡圖及其繪制）平面

4、機構(gòu)的運動簡圖及其繪制主主要要內(nèi)內(nèi)容容重點重點 平面機構(gòu)自由度計算及機構(gòu)具有確定運動的條件平面機構(gòu)自由度計算及機構(gòu)具有確定運動的條件難難點點機構(gòu)運動簡圖繪制機構(gòu)運動簡圖繪制有虛約束的機構(gòu)自由度計算有虛約束的機構(gòu)自由度計算1-1 運動副及其分類運動副及其分類一一. 運動副運動副(kinetic pair )機構(gòu)中由兩構(gòu)件直接接觸的具有一機構(gòu)中由兩構(gòu)件直接接觸的具有一定相對運動的可動聯(lián)接定相對運動的可動聯(lián)接。如：如：內(nèi)燃機中活塞內(nèi)燃機中活塞2與氣缸體與氣缸體1（相對移動）（相對移動）連桿連桿3與活塞與活塞2（相對轉(zhuǎn)動）（相對轉(zhuǎn)動）連連桿桿3與曲軸與曲軸4（相對轉(zhuǎn)動）（相對轉(zhuǎn)動）曲軸曲軸4與缸體與缸

5、體1（相對轉(zhuǎn)動）組成可動連接。（相對轉(zhuǎn)動）組成可動連接。相對移動相對移動相對轉(zhuǎn)動相對轉(zhuǎn)動移移動動副副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動副副 齒輪副齒輪副凸輪副凸輪副低副低副：面接觸的運動副：面接觸的運動副高副高副：點、線接觸的運動副：點、線接觸的運動副二二. 運動副的分類運動副的分類低副低副(low pair) (low pair) 高副高副(high pair)(high pair)（1 1）根據(jù)運動副中構(gòu)件根據(jù)運動副中構(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動副空間運動副螺旋副螺旋副平面平面運動副運動副空間空間運動副運動副（2 2）根據(jù)構(gòu)件間的相對運動分：根據(jù)構(gòu)件間的相對運動分：1-

6、2 1-2 平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖 機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖(kinematic sketch )(kinematic sketch ) 是用規(guī)定是用規(guī)定的符號，繪出的能準確表達機構(gòu)各構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系的符號，繪出的能準確表達機構(gòu)各構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系及運動特征的簡單圖形，稱為機構(gòu)運動簡圖及運動特征的簡單圖形，稱為機構(gòu)運動簡圖 。(即：即：用線條和用線條和簡單圖形代表構(gòu)件，用規(guī)定符號代表運動副，按比例作出的簡單圖形代表構(gòu)件，用規(guī)定符號代表運動副，按比例作出的圖形）圖形）。內(nèi)燃機中由汽缸體、活塞、連桿和曲軸組成的曲軸內(nèi)燃機中由汽缸體、活塞、連桿和曲軸組成的曲軸滑塊機構(gòu)?；瑝K機構(gòu)。

7、一機構(gòu)構(gòu)件分類一機構(gòu)構(gòu)件分類機架（或固定構(gòu)件）機架（或固定構(gòu)件）內(nèi)燃機的汽缸體內(nèi)燃機的汽缸體活動構(gòu)件活動構(gòu)件 除除機架外的所有可動構(gòu)件。如活塞、連桿、機架外的所有可動構(gòu)件。如活塞、連桿、 曲軸及齒輪等。曲軸及齒輪等。組成機構(gòu)的構(gòu)件可分為兩大類：組成機構(gòu)的構(gòu)件可分為兩大類：內(nèi)燃機內(nèi)燃機曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)運動簡圖運動簡圖汽汽缸缸體體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸F內(nèi)內(nèi)燃燃機機結(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.推桿推桿原動件：原動件：運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件。（內(nèi)燃機內(nèi)燃機中的中的活塞活塞2）主

8、動件：主動件：作用有驅(qū)動力或驅(qū)動力矩的活動構(gòu)件。作用有驅(qū)動力或驅(qū)動力矩的活動構(gòu)件。 （活塞活塞2 、齒輪齒輪5 5 、凸輪、凸輪7）輸出件：輸出件：輸出運動或動力的從動件輸出運動或動力的從動件。（曲軸曲軸4 4 、推桿、推桿8 ）活動構(gòu)件活動構(gòu)件從動件：從動件：機構(gòu)中隨主動件的運動而運動的其余活動機構(gòu)中隨主動件的運動而運動的其余活動 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 ）121221212112二常用機構(gòu)運動簡圖的表示符號二常用機構(gòu)運動簡圖的表示符號一）運動副的表示一）運動副的表示符號符號轉(zhuǎn)動副的符號轉(zhuǎn)動副的符號移動副的符號移動副的符號高副的符號高副的符

9、號三副構(gòu)件三副構(gòu)件（活動構(gòu)件）（活動構(gòu)件）兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件（活動構(gòu)件）（活動構(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符號齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)表示符號齒輪機構(gòu)表示符號凸輪機構(gòu)表示符號凸輪機構(gòu)表示符號三）常用機構(gòu)運動簡圖符號三）常用機構(gòu)運動簡圖符號電動機電動機帶傳動帶傳動鏈傳動鏈傳動錐齒輪機構(gòu)錐齒輪機構(gòu)蝸桿蝸輪傳動蝸桿蝸輪傳動 1）分析內(nèi)燃機的機構(gòu)組成：）分析內(nèi)燃機的機構(gòu)組成：主運動機構(gòu)：主運動機構(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組成組成其他機構(gòu)：其他機構(gòu)：齒輪機構(gòu)（

10、齒輪齒輪機構(gòu)（齒輪5 、齒輪、齒輪6），凸輪機構(gòu)（凸輪），凸輪機構(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)機構(gòu)的運動情況，）根據(jù)機構(gòu)的運動情況，判別判別固定件、原動件和從固定件、原動件和從動件動件例例1-1 繪制內(nèi)燃機的機構(gòu)運動簡圖繪制內(nèi)燃機的機構(gòu)運動簡圖凸輪凸輪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分析機構(gòu)的運動，判別固定件、原動件和從動件分析機構(gòu)的運動，判別固定件、原動件和從動件原動件原動件: : 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、動動件件三三. 平面機構(gòu)運動簡圖繪制平面機構(gòu)運動簡圖繪制 舉例說明舉例說明 2從原動件開始，按運動傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對從原動件開始，按運動傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對運動的性質(zhì)、確定運動副的種類和數(shù)目。運動的性質(zhì)、確定運動副的種類和數(shù)目。 2個移動副個移動副2和和1、8和和1； 4個轉(zhuǎn)動副個轉(zhuǎn)動副2和和3、3 和和4、5和和1、6和和1； 2個高個高 副副5和和6、7 和和8 。 該機構(gòu)該機構(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（選機構(gòu)的主運動平面及其（選機構(gòu)的主運動平面及

12、其平行平面）和適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)運平行平面）和適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)運動瞬時位置（圖示位置）動瞬時位置（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定出運動副之定出運動副之間的相對位置，用規(guī)定間的相對位置，用規(guī)定的符號繪制機構(gòu)運動簡的符號繪制機構(gòu)運動簡圖。圖。12344556CABDEF例例1-2 繪制顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖繪制顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖顎式破碎機的組成情況顎式破碎機的組成情況4.肘板肘板3. 動顎板動顎板5. 帶輪帶輪2. 偏心軸偏心軸1. 機架機架解：解：1顎式破碎機的結(jié)構(gòu)分析顎式破碎機的結(jié)構(gòu)分析 顎式破碎機的主運動機構(gòu)顎式破碎機的主運動機構(gòu)由：機架由：機架1、偏心軸、偏心軸2（與帶（

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

14、 帶輪帶輪3. 動顎板動顎板 3從原動件開始，按從原動件開始，按運動傳遞順序，分析各構(gòu)運動傳遞順序，分析各構(gòu)件之間相對運動的性質(zhì)、件之間相對運動的性質(zhì)、確定運動副的種類和數(shù)目。確定運動副的種類和數(shù)目。因機構(gòu)各構(gòu)件之間的相對因機構(gòu)各構(gòu)件之間的相對運動均為轉(zhuǎn)動，故組成運動均為轉(zhuǎn)動，故組成4個轉(zhuǎn)動副，即：轉(zhuǎn)動副個轉(zhuǎn)動副，即：轉(zhuǎn)動副A、B、C、D，其中，其中A和和D為為固定鉸鏈，固定鉸鏈， B、C為活動為活動鉸鏈鉸鏈 4合理選擇視圖平面（一般選機構(gòu)的運動平面或者與運合理選擇視圖平面（一般選機構(gòu)的運動平面或者與運動平面平行的平面），適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)的運動瞬時位置（以能夠動平面平行的平面），適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)的運動瞬時

15、位置（以能夠清楚反映出各構(gòu)件之間相對位置關(guān)系為原則）清楚反映出各構(gòu)件之間相對位置關(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，定出運動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號繪制機構(gòu)運動簡圖。出運動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號繪制機構(gòu)運動簡圖。 mmmmmcm圖示長度或或長度際實 1）確定固定鉸鏈）確定固定鉸鏈A和和D： 先定先定A點位置點位置 根據(jù)根據(jù)D點相對于點相對于A點的坐標(biāo)點的坐標(biāo)和長度比例尺和長度比例尺l 定出定出D點；點； 2）確定活動鉸鏈）確定活動鉸鏈B的位置：以的位置：以A點為圓心，偏心距點為圓心，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\半徑畫圓，在其圓周上確定一適當(dāng)?shù)倪\動瞬時位置動瞬時位置B； 3）確定活動鉸鏈）確定活動鉸鏈C的位置：分別的位置：分別以以B、D點為圓心，點為圓心， lBC/l 、lCD/l 為為半徑畫弧相交于半徑畫弧相交于C點；點； 4）用規(guī)定的構(gòu)件符號連接各點，）用規(guī)定的構(gòu)件符號連接各點，所形成的簡單圖形即為顎式破碎機的主所形成的簡單圖形即為顎式破碎機的主運動機構(gòu)。運動機構(gòu)。鄂式破碎機鄂式破碎機機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖3D12BA1C4鄂式破碎機鄂式破碎機機構(gòu)運動簡圖繪制步驟：機構(gòu)運動簡圖繪制步驟：13 平面平面機構(gòu)自由度（機構(gòu)自由度（Degrees of Freedom）的計算）的計算一、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)件獨立運動的數(shù)目稱為構(gòu)件構(gòu)件獨立運動的數(shù)目稱為構(gòu)件自由度；自由度； 對構(gòu)件運動的限制作用稱為對構(gòu)件運動的限制作用稱為約束。約束。（運動副運動副）。自由度的減少數(shù)）。自由度的減少數(shù)= =約束數(shù)約束數(shù) 作平面運動的剛體在平面的位置需作平面運動的剛體在平面的位置需要要三個獨立的參數(shù)三個獨立的參數(shù)（x x，y, y, ）才能唯）才能唯一確定。一確定。n n個自由構(gòu)件的自由度個自由構(gòu)件的自由度？yx12Syx12xy12R=2, F=1R=2, F=1R=1, F=2運動副運動副 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移動副移動副 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)活動構(gòu)件數(shù)活動構(gòu)件數(shù) n 計算公式：計算公式： 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： 開式運動鏈開式運動鏈閉式運動鏈閉式運動鏈機構(gòu)機構(gòu)閉式運動鏈閉式運動鏈: 每個構(gòu)件均與兩個或多個構(gòu)件形成運動副每個構(gòu)件均與兩個或多個構(gòu)件形成運動副運動鏈運動鏈: 運動副聯(lián)接而成

19、的可動構(gòu)件系統(tǒng)運動副聯(lián)接而成的可動構(gòu)件系統(tǒng)開式運動鏈開式運動鏈:至少有一個構(gòu)件只與一個構(gòu)件形成運動副至少有一個構(gòu)件只與一個構(gòu)件形成運動副二二. 機構(gòu)自由度機構(gòu)自由度 機構(gòu)機構(gòu)獨立運動獨立運動的數(shù)目稱為機構(gòu)的的數(shù)目稱為機構(gòu)的自由度。自由度。l4l1l2l3w w1j j1解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(gòu)件數(shù)n=3低副數(shù)低副數(shù)Pl=4F=3n 2Pl Ph =33 24 =1 =原動件數(shù)原動件數(shù)高副數(shù)高副數(shù)Ph=0計算上述機構(gòu)的自由度：計算上述機構(gòu)的自由度：解：活動構(gòu)件數(shù)解：活動構(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：活動構(gòu)件數(shù)解

20、：活動構(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 原動件數(shù)原動件數(shù)12634578 機構(gòu)具有確機構(gòu)具有確定運動的條：定運動的條：機構(gòu)的原動件數(shù)目機構(gòu)的原動件數(shù)目= =機構(gòu)的機構(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、計算機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項1. 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈(Multiple Joint) 由兩個以上構(gòu)件在同

21、一處構(gòu)成的由兩個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動副重合轉(zhuǎn)動副稱為復(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：在計算機構(gòu)自由度時，局部自由度應(yīng)在計算機構(gòu)自由度時，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計當(dāng)舍棄不計。不影響機構(gòu)整體運動的自由度，稱為局部自由度。不影響機構(gòu)整體運動的自由度，稱為局部自由度。已知：已知：ABCDEF，計算圖示平行四邊

22、形機構(gòu)的自由度。，計算圖示平行四邊形機構(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)對機構(gòu)的運動不起對機構(gòu)的運動不起限制限制作用的約束。作用的約束。計算自由度時應(yīng)去掉虛約束。計算自由度時應(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點的軌跡都是圓弧，增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件點的軌跡都是圓弧，增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件4。1234ABCDEF重新計算：重新計算：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)件組成多個移動副，且當(dāng)兩構(gòu)件組成多個移動副，且其導(dǎo)路互相平行或重合時，則只有一個其導(dǎo)路互相平行或重合時，則只有一個移動副起約束作用，其余都是虛約束。移動副起約束作用，其余都是虛約束。EE帶虛約束的凸輪機構(gòu)帶虛約束的凸輪機構(gòu)帶虛約束的曲軸帶虛約束的曲軸 2) 當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且軸線互相重合時，則當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且軸線互相重合時，則只有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余轉(zhuǎn)動副都是虛約束。只有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余轉(zhuǎn)動副都是虛約束。 3) 如果機構(gòu)中

24、兩活動構(gòu)件上某兩點的距離始終保持不如果機構(gòu)中兩活動構(gòu)件上某兩點的距離始終保持不變，此時若用具有兩個轉(zhuǎn)動副的附加構(gòu)件來連接這兩個點，變，此時若用具有兩個轉(zhuǎn)動副的附加構(gòu)件來連接這兩個點，則將會引入一個虛約束。則將會引入一個虛約束。F=3n-2pl-ph=3*4-2*6= 0 ?帶虛約束的桿機構(gòu)帶虛約束的桿機構(gòu)=3*3-2*4= 1 4) 機構(gòu)中對運動起重復(fù)限制作用的對稱部分也往往會機構(gòu)中對運動起重復(fù)限制作用的對稱部分也往往會引入虛約束。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，變法線不重合時，變成實際約束！成實際約束！AAn1n1n2n2n1n1n2n2AA虛約束的本質(zhì)是什么虛約束的本質(zhì)是什么? 從運動的角度看從運動的角度看, ,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. 使機構(gòu)平衡；使機構(gòu)平衡； c. 考慮機構(gòu)在特殊位置的運動考慮機構(gòu)在特殊位置的運動使用虛約束時要注意什么問題使用虛約束時要注意什么問題? 保證滿足虛約束存在的幾何條件，在機械設(shè)計保證滿足

26、虛約束存在的幾何條件，在機械設(shè)計中使用虛約束時，機械制造的精度要提高。中使用虛約束時，機械制造的精度要提高。機構(gòu)中為什么要使用虛約束機構(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構(gòu)中直線機構(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 機構(gòu)具有確定運動機構(gòu)具有確定運動, ,因為主動件數(shù)等于機構(gòu)自由度數(shù)因為主動件數(shù)等于機構(gòu)自由度數(shù)F F 。直線機構(gòu)直線機構(gòu)復(fù)合復(fù)合鉸鏈鉸鏈A2CB13DE5647壓縮機機構(gòu)壓縮機機構(gòu)計算圖示壓縮機機計算圖示壓縮機機構(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 機構(gòu)具有確定運動機構(gòu)具有確定運動, ,因為主動件數(shù)等于機構(gòu)自由度數(shù)因為主動件數(shù)等于機構(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 部分圖示油泵機構(gòu)