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回转副 2个约束 1个自由度 移动副 2个约束 1个自由度 高副 1个约束 2个自由度 第三章 平面机构的结构分析 §3-3 平面机构的自由度 一、机构具有确定运动的条件 因为一个原动件只能提供一个独立运动参数，所以， 机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。 自由度=原动件数 二、计算机构自由度 （设n个活动构件，PL个低副，PH个高副） F=3n-2PL-PH 1 2 3 4 6 5’ 4’ 5 A B C D n=5 pL=6 ph=2 F=3n-(2pL+ph) =1 AABCDE E 原动件数=机构自由度 四杆机构的自由度计算 n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1 原动件数=机构自由度 例 二杆机构的自由度计算 n=1 pL=1 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1 三杆自由度计算 n=2 pL=3 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =0 原动件数=机构自由度 （F=0，不是机构 是刚性桁架 ） 凸轮机构自由度计算 n=2 pL=2 ph=1 F=3n-(2pL+ph)=1 四杆机构的自由度计算 n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1 原动件数=机构自由度 原动件数机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动） 铰链五杆机构 n=4 pL=5 ph=0 F=3n-(2pL+ph)=2 五杆机构2个原动件 小结： 运动链的自由度F 与原动件数目的关系： 自由度F≤0 结构（不是机构） 自由度F＞0 时，F＜原动件数目(运动不相容，破坏了机构) F=原动件数目（运动确定) F＞原动件数目（运动不确定) 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个自由度，就应该给机构多少个原动件。 三、计算机构自由度时应注意的问题 三、计算机构自由度时应注意的问题 1．复合铰链 三个或三个以上构件在同一处构成共轴线转动副的铰链，我们称为复合铰链。 若有m个构件组成复合铰链，则 复合铰链处的转动副数应为（m-1）个。 2个低副 三、计算机构自由度时应注意的问题 2．局部自由度 机构中某些构件具有局部的、不影响其它构件运动的自由度，同时与输出运动无关的自由度我们称为局部自由度。 滚子作用：滑动摩擦 滚动摩擦 三、计算机构自由度时应注意的问题 左图：n=2，PL=2，Ph＝1， F=3x2-2x2-1=1 如右图凸轮机构认为： n=3，PL=3，Ph＝1， F=3x3-2x3-1=2，是错误的。 2．局部自由度 对于含有局部自由度的机构在计算自由度时，不考虑局部自由度。 局部自由度， “焊死”处理 三、计算机构自由度时应注意的问题 （3）虚约束： 在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。 平行四边形机构 在计算机构自由度时应将虚约束去除。 平行四边形机构 3、虚约束： 虚约束经常出现在以下几种情况中： （1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合， 虚约束消除平行四边形运动不确定性 3、虚约束： 虚约束经常出现在以下几种情况中： （1）两连接构件在连接点上的运动轨迹相重合， （2）两构件某两点间的距离始终不变，将此两点用构件和运动副连接会带进虚约束。 n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pl+ph)=1 * 第三章 平面机构的结构分析 主要内容： 1、平面机构的运动简图 2、平面机构的自由度计算 3.1节大江一句话说：不论是设计机器还是维修机器，我们都要将具体的机械抽象成简单的物理（运动学）模型；才能更清晰地理解其工作原理，帮助我们制定设计或维修方案。 能力目标： 1、将具体的机械抽象成简单的运动学模型 （会画机构运动简图） 2、判定机构是否具有确定的运动 （即一个装置是不是机构，方法技术就是计算机构的自由度） 项目1：绘制内燃机的机构运动简图。 项目2：绘制颚式破碎机的机构运动简图。 §3-2 运动副 定义： 机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对活动， 这种使两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接称为运动副。 要点：a）两个构件 b）直接接触 c）有相对运动 三个条件缺一不