第二章機(jī)械系統(tǒng)及機(jī)械運(yùn)動簡圖

第一章

機(jī)械系統(tǒng)及運(yùn)動簡圖1．教學(xué)目的1．了解機(jī)構(gòu)的組成，搞清運(yùn)動副、運(yùn)動鏈、約束和自在度的概念；2．能繪制常用平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖；3．能計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自在度；4．平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。2．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1〕機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖的繪制2〕平面機(jī)構(gòu)的自在度的計(jì)算。3〕機(jī)構(gòu)自在度計(jì)算中有關(guān)虛約束的識別及處置。3．講授方法：多媒體第一節(jié)機(jī)構(gòu)的組成1．構(gòu)件和零件我們曾經(jīng)說過，機(jī)構(gòu)是由具有確定運(yùn)動的單元體組成的，是用于傳送運(yùn)動和力或改動運(yùn)動方式的機(jī)械傳動系統(tǒng)，這些運(yùn)動單元體稱為構(gòu)件。而組成構(gòu)件的制造單元體稱為零件。如圖2-1所示。其中內(nèi)燃機(jī)的曲軸4為一個構(gòu)件，連桿3也是一個構(gòu)件。但曲軸只需一個零件，而連桿那么包括多個零件，其各個零件之間沒有相對運(yùn)動，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中是一個整體。圖2－1所以，構(gòu)件可以由一個或多個零件組成，是由假設(shè)干個零件相互固結(jié)在一同的運(yùn)動單元體。從機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)的觀念來看，構(gòu)件是機(jī)構(gòu)的根本組成單元，而機(jī)構(gòu)那么可以看作是由假設(shè)干個構(gòu)件組合而成的構(gòu)件組合體。在本學(xué)科中，普通以為構(gòu)件是剛體或柔勒體〔如皮帶、鋼絲繩等〕，而不是液體或氣體。2．運(yùn)動副及其分類1．運(yùn)動副我們曾經(jīng)看到，在機(jī)構(gòu)中每一構(gòu)件都以一定方式與其它構(gòu)件相互聯(lián)接，這種使兩構(gòu)件直接接觸的可動聯(lián)接稱為運(yùn)動副。如圖2-2圖2-2如圖中軸與軸承、滑塊與導(dǎo)軌、輪齒與輪齒等都構(gòu)成運(yùn)動副。而兩構(gòu)件直接接觸構(gòu)成運(yùn)動副的部分稱為運(yùn)動副元素。為保證兩構(gòu)件恒處于接觸形狀，運(yùn)動副應(yīng)是構(gòu)造封鎖或力封鎖。至于組成運(yùn)動副后，兩構(gòu)件能產(chǎn)生哪些相對運(yùn)動，與該運(yùn)動副性質(zhì)或該運(yùn)動副所引入的約束有關(guān)圖2-22．運(yùn)動副分類由實(shí)際力學(xué)知識可以知道，作平面運(yùn)動的構(gòu)件可有三個獨(dú)立運(yùn)動，既x、y軸方向的挪動和繞z軸的轉(zhuǎn)動。而作空間運(yùn)動的構(gòu)件有六個獨(dú)立運(yùn)動，即三個方向的挪動和三個轉(zhuǎn)動。在本課程中，我們把構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動數(shù)目稱為構(gòu)件的自在度。這樣，我們可以得到結(jié)論：平面運(yùn)動的構(gòu)件有三個自在度，空間運(yùn)動的構(gòu)件有六個自在度。當(dāng)一個構(gòu)件與另一個構(gòu)件組成運(yùn)動副以后，由于構(gòu)件間的直接接觸，使構(gòu)件的某些獨(dú)立運(yùn)動遭到限制，構(gòu)件的自在度便隨之減少。這種對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動的限制稱為約束。十清楚顯，作平面運(yùn)動或空間運(yùn)動的構(gòu)件其約束不能超越2個或5個，否那么構(gòu)件就不能夠產(chǎn)生相對運(yùn)動。不同的運(yùn)動副對構(gòu)件的自在度的約束是不同的，按不同的分類方法有以下幾種：a.按引進(jìn)的約束數(shù)目分類：引進(jìn)一個約束的運(yùn)動副稱為Ⅰ級副，引進(jìn)兩個約束的運(yùn)動副稱為Ⅱ級副，依次我們有Ⅲ級副、Ⅳ級副、Ⅴ級副。圖1-2b.按兩構(gòu)件的接觸情況分類：凡兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸構(gòu)成的運(yùn)動副稱為高副，如下圖。凡兩構(gòu)件以面接觸構(gòu)成的運(yùn)動副稱為低副，如下圖。c.按兩構(gòu)件的相對運(yùn)動分類：可分為轉(zhuǎn)動副〔鉸鏈〕、挪動副、螺旋副和球面副d.按運(yùn)動形狀分類：可以分為平面運(yùn)動副和空間運(yùn)動副，凡是兩構(gòu)件運(yùn)動平面相互平行的運(yùn)動副稱為平面運(yùn)動副，而運(yùn)動平面不相互平行的稱為空間運(yùn)動副。如前圖中的螺旋副和球面副。由于構(gòu)成運(yùn)動副的兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動僅與運(yùn)動副元素的幾何外形及接觸情況有關(guān)，所以各種運(yùn)動副常用規(guī)定的簡單符號來表示，這些符號國家曾經(jīng)制定有規(guī)范，我們教材上的表就是其中的一部分。3．運(yùn)動鏈與機(jī)構(gòu)前面引見了構(gòu)件和運(yùn)動副的概念，下面我們給出運(yùn)動鏈和機(jī)構(gòu)的概念。假設(shè)干個構(gòu)件經(jīng)過運(yùn)動副所構(gòu)成的相對可動的構(gòu)件系統(tǒng)稱為運(yùn)動鏈。可以分為兩大類：假設(shè)運(yùn)動鏈構(gòu)成首末封鎖的系統(tǒng)，如圖中的a、b，我們稱其為閉式運(yùn)動鏈；假設(shè)運(yùn)動鏈未構(gòu)成首末封鎖的系統(tǒng)，如圖中的c、d，我們稱其為開式運(yùn)動鏈。在各種機(jī)械中，普通都采用閉鏈。圖2-5我們也可以根據(jù)各構(gòu)件的運(yùn)動平面相互平行與否分為平面運(yùn)動鏈和空間運(yùn)動鏈。將運(yùn)動鏈中的一個構(gòu)件固定，并且它的一個或幾個運(yùn)動構(gòu)件作給定的獨(dú)立運(yùn)動，其他構(gòu)件隨之作確定的運(yùn)動，這樣運(yùn)動鏈就成為機(jī)構(gòu)。其中固定的構(gòu)件稱為機(jī)架；作獨(dú)立運(yùn)動的構(gòu)件稱為原動件〔原動件上應(yīng)標(biāo)出運(yùn)動箭頭〕，而其他的活動構(gòu)件那么稱為從動件。因此，我們可以說機(jī)構(gòu)是由機(jī)架、原動件和從動件組成的傳送機(jī)械運(yùn)動和力的構(gòu)件系統(tǒng)。同樣，可以根據(jù)各構(gòu)件的運(yùn)動平面能否平行將機(jī)構(gòu)分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)。在各種機(jī)器中，平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)用特別廣泛，所以本章我們主要引見平面機(jī)構(gòu)。第二節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖任何一個機(jī)構(gòu)都是有假設(shè)干構(gòu)件組成，這些構(gòu)件可以分為三類：原動件、機(jī)架〔即固定件〕、從動件。將機(jī)構(gòu)中作用有驅(qū)動力或力矩的構(gòu)件稱為原動件，有時也可以把運(yùn)動規(guī)律知的構(gòu)架稱為原動件；機(jī)構(gòu)中固結(jié)于參考系的構(gòu)件稱為機(jī)架，機(jī)構(gòu)中除了原動件和機(jī)架以外的構(gòu)件通稱為從動件。在任何一個機(jī)構(gòu)中，必需有一個、也必需只能有一個構(gòu)件作機(jī)架；在可動構(gòu)件中必需有一個或幾個構(gòu)件為原動件。

我們在研討分析現(xiàn)有機(jī)械和設(shè)計(jì)新機(jī)械時，普通是先不思索那些與運(yùn)動無關(guān)的要素，如構(gòu)件的外形、斷面尺寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目以及運(yùn)動副的詳細(xì)構(gòu)造，僅僅用簡單的線條和符號來代表構(gòu)件和運(yùn)動副，并按一定比例確定各運(yùn)動副的相對位置。這種表示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對運(yùn)動關(guān)系的簡單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中，運(yùn)動副的表示方法如表2-1所示構(gòu)件的表示方法如表2-3所示由于機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖具有和原機(jī)械一樣的運(yùn)動特性，所以機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖不僅可以簡明地表示一臺復(fù)雜機(jī)器的傳動原理，還可以根據(jù)它進(jìn)展機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度等運(yùn)動和受力分析。有時只需求定性地表達(dá)各構(gòu)件的相互關(guān)系，而不需求借助機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析，那么在繪制簡圖時可以不按比例繪制，這種簡圖稱為機(jī)構(gòu)表示圖。常用機(jī)構(gòu)表示圖符號見表2-2，機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖表示法可以參考GB4460-84要特別留意：雖說我們提倡創(chuàng)新精神和發(fā)明性，但是在繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時，符號一定要采用上面所示的符號，這些符號都是行業(yè)內(nèi)通用的、大家都認(rèn)識的符號，不能想當(dāng)然的來畫，不能隨意“發(fā)明〞。機(jī)械運(yùn)動簡圖的設(shè)計(jì)包括兩個方面：1〕型綜合，又稱機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì)，它是按工藝動作要求選擇機(jī)構(gòu)方式或把幾個機(jī)構(gòu)組成一個機(jī)構(gòu)系統(tǒng)；2〕尺度綜合，又稱機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動簡圖的尺度設(shè)計(jì)，它是按初步確定的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案，根據(jù)各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動規(guī)律和動作的協(xié)調(diào)配合要求，確定各構(gòu)件的運(yùn)動尺寸或幾何外形〔如凸輪廓線〕。機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)的步驟如下：〔1〕功能分析：確定系統(tǒng)的總功能和進(jìn)展功能分解。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的總功能要求和任務(wù)性質(zhì)來構(gòu)思和選定機(jī)械系統(tǒng)的任務(wù)原理、工藝動作過程及其功能原理。為了實(shí)現(xiàn)總功能，按照不同的合不同的功能原理，可以有多種實(shí)現(xiàn)方案，必需經(jīng)過綜合評價選擇最優(yōu)方案?！?〕繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖〔3〕執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型：確定各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動參數(shù)和動力特性，選擇適宜的原動機(jī)，選擇或設(shè)計(jì)適宜的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。〔4〕繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案圖：根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的任務(wù)原理和執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動協(xié)調(diào)配合要求及所選定的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，擬定機(jī)構(gòu)的組合方案，繪制從原動機(jī)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動表示圖，這就是機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案圖。〔5〕機(jī)構(gòu)的尺度綜合：根據(jù)原動件和各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動協(xié)調(diào)配合的要求，思索動力性能的要求，確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動尺寸或幾何外形?！?〕繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動簡圖：經(jīng)過機(jī)構(gòu)的選型和機(jī)構(gòu)的尺度綜合，設(shè)計(jì)出完全復(fù)合運(yùn)動要求的傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按真實(shí)尺寸繪制各機(jī)構(gòu)的簡圖，這些機(jī)構(gòu)的組合系統(tǒng)簡圖就是機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動簡圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖必需與原機(jī)構(gòu)具有完全一樣的運(yùn)動特性，忽略對運(yùn)動沒有影響的尺寸。只需這樣我們才可以根據(jù)運(yùn)動簡圖對機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動分析和受力分析。為了到達(dá)這一要求，繪制運(yùn)動簡圖要遵照以下步驟：⑴．根據(jù)機(jī)構(gòu)的實(shí)踐構(gòu)造和運(yùn)動情況，找出機(jī)構(gòu)的原動件〔即作獨(dú)立運(yùn)動的構(gòu)件〕及任務(wù)執(zhí)行構(gòu)件〔即輸出運(yùn)動的構(gòu)件〕；⑵．確定機(jī)構(gòu)的傳動部分，即確定構(gòu)件數(shù)、運(yùn)動副、類型和位置；⑶．確定機(jī)架，并選定多數(shù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平面作為繪制簡圖的投影面；⑷．選擇適宜的比例尺，用構(gòu)件和運(yùn)動副的符號正確繪制出運(yùn)動簡圖。假設(shè)只是為了反映機(jī)械的機(jī)構(gòu)組成情況及其運(yùn)動的傳送方式，也可以不要求嚴(yán)厲地按照比例繪圖，這樣繪制的簡圖稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動表示圖，這類圖不能用來對機(jī)構(gòu)進(jìn)展運(yùn)動分析。【例2-1】如圖1-6所示為以顎式碎礦機(jī)。當(dāng)曲軸2繞其軸心O延續(xù)轉(zhuǎn)動時，動顎板3作往復(fù)擺動，從而將處于動顎板3和固定顎板6之間的礦石7軋碎。試?yán)L制此碎礦機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖?！窘狻俊?〕運(yùn)動分析此碎礦機(jī)由原動件曲軸2〔構(gòu)件1為固裝于曲軸2上的飛輪〕、動顎板3、擺桿4、機(jī)架5等4個構(gòu)件組成，固定顎板6是固定安裝在機(jī)架上的。圖2－6曲軸2于機(jī)架5在O點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副〔即飛輪的回轉(zhuǎn)中心〕；圖2－6曲軸2與動顎板3也構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，其軸心在A點(diǎn)〔即動顎板繞曲軸的回轉(zhuǎn)幾何中心〕；擺桿4分別與動顎板3和機(jī)架5在B、C兩點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動副。其運(yùn)動傳送為：電機(jī)皮帶曲軸動顎板擺桿所以，其機(jī)構(gòu)原動件為曲軸，從動件為擺桿、構(gòu)件3、機(jī)架5共同構(gòu)成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。圖2－6〔2〕按圖量取尺寸，選取適宜的比例尺，確定O、A、B、C四個轉(zhuǎn)動副的位置，即可繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。最后標(biāo)出原動件的轉(zhuǎn)動方向。圖2－6由圖可以看出，O、C在同一垂直線上。量取OA=3mm，AB=25mm，BC=14mm，OC=22mm.

活塞泵

下面我們來看幾種常見機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析情況。第三節(jié)

機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件及自在度圖2-7ab由各構(gòu)件恣意組成的機(jī)構(gòu)能否在任何條件下都能滿足這一要求呢？如今我們先看兩個桿系機(jī)構(gòu)〔圖2-7〕圖2-7ab非常顯然，在圖a的五桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)給定一個原動件的獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)時，構(gòu)件2、3、4的運(yùn)動并不確定，能夠是實(shí)線位置，也能夠是虛線位置。對該機(jī)構(gòu)必需給定兩個構(gòu)件的運(yùn)動，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動才可以完全確定。正相反，在圖b的四桿機(jī)構(gòu)中，只允許給定一個原動件，假設(shè)給定兩個原動件的獨(dú)立參數(shù)，機(jī)構(gòu)將無法運(yùn)動。那么機(jī)構(gòu)在什么條件下才干具有確定運(yùn)動呢？這是本節(jié)的第一個問題。圖2-7ab1．機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件為了闡明機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件，我們要首先定義機(jī)構(gòu)自在度的概念。前面我們曾經(jīng)講過，構(gòu)件自在度是指構(gòu)件具有獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目。同樣的，我們可以定義機(jī)構(gòu)自在度為：機(jī)構(gòu)具有獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目，也就是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動的獨(dú)立廣義坐標(biāo)的數(shù)目。在機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中，要求機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動，即當(dāng)經(jīng)過原動件〔絕大多數(shù)原動件與機(jī)架相連〕給定獨(dú)立運(yùn)動時，其從動件都應(yīng)有確定運(yùn)動，就是說機(jī)構(gòu)有一個獨(dú)立運(yùn)動〔如驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動、液壓驅(qū)動缸的挪動等〕，機(jī)構(gòu)就必需有一個原動件來傳送此運(yùn)動，而機(jī)構(gòu)的這些獨(dú)立運(yùn)動數(shù)目正是該機(jī)構(gòu)的自在度數(shù)。也就是說機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：機(jī)構(gòu)的自在度數(shù)等于機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)，既機(jī)構(gòu)有多少個自在度，就應(yīng)該給機(jī)構(gòu)多少個原動件。如圖2-15a中的機(jī)構(gòu)，顯然必需給五桿機(jī)構(gòu)兩個原動件，機(jī)構(gòu)才有確定的運(yùn)動。相反，假設(shè)給四桿機(jī)構(gòu)兩個原動件，那么機(jī)構(gòu)將無法運(yùn)動。2．平面機(jī)構(gòu)自在度的計(jì)算公式自在運(yùn)動構(gòu)件經(jīng)過運(yùn)動副組成機(jī)構(gòu)時，由于運(yùn)動副產(chǎn)生的約束，其自在度將隨之減少。至于自在度減少的數(shù)目，那么因運(yùn)動副性質(zhì)的不同而不同。作為平面機(jī)構(gòu)，我們知道其運(yùn)動副只能是低副〔轉(zhuǎn)動副和挪動副〕和高副組成。在低副中，非常顯然轉(zhuǎn)動副和挪動副分別限制了構(gòu)件的兩個自在度〔即兩個挪動或一個挪動和一個轉(zhuǎn)動〕，也就是說使機(jī)構(gòu)減少了兩個自在度；在高副中，只限制了兩個構(gòu)件沿接觸點(diǎn)公法線方向的挪動，也就是說構(gòu)件減少了一個自在度。假設(shè)在一個平面機(jī)構(gòu)中有n個活動構(gòu)件〔機(jī)架不計(jì)入其內(nèi)〕，那么組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件共有3n個自在度。組成機(jī)構(gòu)之后，假設(shè)引入了Pl個低副和Ph個高副，顯然由于運(yùn)動副的引入共使機(jī)構(gòu)減少了2Pl+Ph個自在度。因此，可以得到平面機(jī)構(gòu)的自在度計(jì)算公式為：F=3n－2Pl－h(huán)……………(2-1)該式也稱作平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)造公式〔又稱為契貝謝夫公式〕。圖2－6【例】求顎式碎礦機(jī)機(jī)構(gòu)自在度。解：由機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖可以看出，該機(jī)構(gòu)共有3個運(yùn)動構(gòu)件〔即構(gòu)件2、3、4〕，4個低副〔即轉(zhuǎn)動副O(jiān)、A、B、C〕，沒有高副。故根據(jù)機(jī)構(gòu)自在度計(jì)算公式可以求得機(jī)構(gòu)的自在度為：圖2－8【例】如圖2－8所示為一六桿機(jī)構(gòu)。要求計(jì)算其自在度。解：其中n=5，利用式1-1得：3x5-2x6-0=3從計(jì)算結(jié)果可知，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動無法確定。但是，實(shí)踐上，當(dāng)給構(gòu)件1一個獨(dú)立運(yùn)動時，由于構(gòu)件1、2、3、6組成四桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件2、3具有確定的運(yùn)動；同樣，構(gòu)件3、4、5、6也組成四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)構(gòu)件3運(yùn)動時，構(gòu)件4、5也具有確定的運(yùn)動。因此，該機(jī)構(gòu)的自在度實(shí)踐為1。這種計(jì)算結(jié)果和實(shí)踐自在度的不一致，能否闡明公式發(fā)生錯誤呢？不是的。我們知道，任何一個定理、公式都有其成立的前提或限制條件，超出范圍去盲目運(yùn)用公式都會得到錯誤的結(jié)論。上面的結(jié)果也是如此，闡明在我們利用上面公式的時候，應(yīng)該留意一些特殊的問題。3．計(jì)算機(jī)構(gòu)自在度時應(yīng)留意的問題復(fù)合鉸鏈

1．復(fù)合鉸鏈三個或三個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成共軸線轉(zhuǎn)動副的鉸鏈，我們稱為復(fù)合鉸鏈在上面例題中計(jì)算的自在度和實(shí)踐自在度不一致，其問題在于由構(gòu)件2、3、4組成的轉(zhuǎn)動副C，實(shí)踐上此處的轉(zhuǎn)動副C有兩個鉸鏈，即復(fù)合鉸鏈。圖2－8所以該機(jī)構(gòu)的實(shí)踐低副數(shù)Pl=7，故F=3×5－2×7－0=1,正確依次類推，假設(shè)有m個構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈，那么復(fù)合鉸鏈處的轉(zhuǎn)動副數(shù)應(yīng)為〔m-1〕個。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自在度時應(yīng)留認(rèn)識別復(fù)合鉸鏈，不要把它當(dāng)成一個轉(zhuǎn)動副進(jìn)展計(jì)算。2．部分自在度機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件具有部分的、不影響其它構(gòu)件運(yùn)動的自在度，同時與輸出運(yùn)動無關(guān)的自由度我們稱為部分自在度。對于含有部分自在度的機(jī)構(gòu)在計(jì)算自在度時，不思索部分自在度〔想象把部分自在度固定進(jìn)展計(jì)算〕圖2-10如圖2－10所示為一凸輪機(jī)構(gòu)。其中n=3，Pl=3，Ph＝1，由公式得：F=3x3-2x3-1=2，顯然與實(shí)踐不符。這是由于構(gòu)件3〔小滾子〕繞A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動不影響構(gòu)件2、4的運(yùn)動，故這個自在度為部分自在度。部分自在度不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，因此，計(jì)算自在度應(yīng)將部分自在度除去不計(jì)。圖2-10所以，n=2，Pl=2，Ph＝1，由公式得：F=3x2-2x2-1=1。正確。3．虛約束虛約束是指為添加機(jī)構(gòu)的剛度、改善受力情況