1、會計學1機構自由機構自由(zyu)實用實用第一頁，共56頁。1、平面機構、平面機構(jgu)自由度的計算自由度的計算2、計算平面、計算平面(pngmin)機構自由度的機構自由度的注意事項注意事項3、平面機構、平面機構(jgu)具有確定運動的條件具有確定運動的條件第1頁/共55頁第二頁，共56頁。 機構中兩構件直接機構中兩構件直接(zhji)(zhji)接接觸的可動聯接。（既保持直接觸的可動聯接。（既保持直接(zhji)(zhji)接觸接觸，又能產生一定的相對運動），又能產生一定的相對運動） 相對于參考系構件相對于參考系構件(gujin)(gujin)所具有的所具有的獨立運動數目。一個作平面運動

2、的自由構件獨立運動數目。一個作平面運動的自由構件(gujin)(gujin)具具有三個自由度。有三個自由度。一、一、構件自由度構件自由度：二、二、運動副運動副：三、三、運動副分類運動副分類：第2頁/共55頁第三頁，共56頁。兩構件兩構件(gujin)通過點或線接觸的運動通過點或線接觸的運動副。副。如齒輪副、凸輪副。如齒輪副、凸輪副。根據運動根據運動(yndng)副的接觸形式，運動副的接觸形式，運動(yndng)副分為兩類：副分為兩類：1）低副：）低副：2）高副：）高副：兩構件通過兩構件通過面接觸面接觸組成的運動副。組成的運動副。如如轉動副轉動副、移動副移動副。除平面副之外，機構中還存在空間運動

3、副。除平面副之外，機構中還存在空間運動副。如如球面副球面副、螺旋副螺旋副。第3頁/共55頁第四頁，共56頁。OxySASASA 一個作平面運動的自由構件一個作平面運動的自由構件(gujin)具有幾個自由度具有幾個自由度:三個三個第4頁/共55頁第五頁，共56頁。 構件構件(gujin)組成運組成運動副后，其獨立運動受到動副后，其獨立運動受到約束，自由度減少。約束，自由度減少?；钊c氣缸的聯結?；钊c氣缸的聯結。兩個兩個(lin )傳動齒輪傳動齒輪間的聯結。間的聯結。連桿與曲柄的聯結連桿與曲柄的聯結（既保持直接接觸，又能（既保持直接接觸，又能產生一定的相對運動）產生一定的相對運動）第5頁/共55

4、頁第六頁，共56頁。約束：兩構件用運動副聯接后，彼此的相對運約束：兩構件用運動副聯接后，彼此的相對運動動(xin du yn dn)受到某些限制。受到某些限制。第6頁/共55頁第七頁，共56頁。12 組成運動組成運動(yndng)副的副的 兩構件只能兩構件只能在一個平面內相對轉動。在一個平面內相對轉動。低副引入兩個低副引入兩個(lin )約束！約束！第7頁/共55頁第八頁，共56頁。12 組成組成(z chn)運動副的運動副的 兩構件只能兩構件只能沿某一軸線相對移動。沿某一軸線相對移動。低低副副引引入入兩兩個個(lin )約約束束！第8頁/共55頁第九頁，共56頁。高副引入一個高副引入一個(y

5、 )約束！約束！ 沿接觸處切線沿接觸處切線 t t方向的相對運動方向的相對運動和在平面和在平面(pngmin)內的相內的相對轉動對轉動第9頁/共55頁第十頁，共56頁。高副引入一個高副引入一個(y )約約束！束！第10頁/共55頁第十一頁，共56頁。第11頁/共55頁第十二頁，共56頁。第12頁/共55頁第十三頁，共56頁。 用簡單線條和符號來表示構件和運動副用簡單線條和符號來表示構件和運動副，并按一定的比例定出各運動副的相對位置，并按一定的比例定出各運動副的相對位置，這種說明機構各構件間相對運動關系的簡化圖這種說明機構各構件間相對運動關系的簡化圖形形(txng)稱為機構運動簡圖。稱為機構運動

6、簡圖。 一、機構一、機構(jgu)運動簡圖運動簡圖二、二、運動副的表示方法（代號）運動副的表示方法（代號） 第13頁/共55頁第十四頁，共56頁。1、轉動、轉動(zhun dng)副：副： 一般用小圓圈一般用小圓圈“ ”表示，其圓心表示兩構表示，其圓心表示兩構件件相對轉動的中心相對轉動的中心。1211221122第14頁/共55頁第十五頁，共56頁。2、移動、移動(ydng)副：副： 一般用一般用 “ ”和和“ ”表示，矩形框的長表示，矩形框的長邊和直線表示邊和直線表示移動導路移動導路或或其中心線的位置其中心線的位置。12112121122122112121122121121211221221

7、1212112212112121122122112121122121121211221221121211221211212112212211212112212112121122122112121122第15頁/共55頁第十六頁，共56頁。3、高副高副 ： 畫出兩構件接觸處的曲線輪廓畫出兩構件接觸處的曲線輪廓(lnku)（齒輪除外：可（齒輪除外：可用兩節圓表示）。用兩節圓表示）。齒輪(chln)機構第16頁/共55頁第十七頁，共56頁。三、構件的表示三、構件的表示(biosh)(biosh)與分類與分類 1、構件、構件(gujin)的表示的表示 桿、軸類構件桿、軸類構件(gujin) 固定構件固

8、定構件 同一構件同一構件 第17頁/共55頁第十八頁，共56頁。兩運動兩運動(yndng)副構件副構件 三運動三運動(yndng)副構件副構件 第18頁/共55頁第十九頁，共56頁。2、構件、構件(gujin)的分類的分類 機構中的構件機構中的構件(gujin)可分三類：可分三類： 1）固定構件（機架） ： 用來(yn li)支承其他活動構件（運動構件）的構件。2）原動件原動件（主動件）（或輸入構件）（主動件）（或輸入構件）： 是運動規律已知的活動構件。是運動規律已知的活動構件。3）從動件從動件 ： 是機構中隨著原動件的運動而運動的其余活動構件。是機構中隨著原動件的運動而運動的其余活動構件。其

9、中輸出預期運動的從動件稱為其中輸出預期運動的從動件稱為輸出構件輸出構件，其他從動件則，其他從動件則起傳遞運動的作用。起傳遞運動的作用。第19頁/共55頁第二十頁，共56頁。原動件（主動原動件（主動(zhdng)(zhdng)件）件）機架機架 任何任何(rnh)(rnh)一個機構中，必有一個機構中，必有一個構件被相對地一個構件被相對地看作固定構件看作固定構件從動件從動件A AB BC CD D輸出輸出(shch)構件構件輸入構件輸入構件從動件從動件第20頁/共55頁第二十一頁，共56頁。四、機構運動簡圖的繪制四、機構運動簡圖的繪制(huzh)步步驟驟 1、分析、分析(fnx)機構機構（1）找出構

10、件總數，定出原動件）找出構件總數，定出原動件,判斷各構件的運動性質判斷各構件的運動性質 (移動移動(ydng)、轉動、轉動)（2）定出）定出運動副的個數運動副的個數，各，各運動副的類型運動副的類型（移動副、轉動（移動副、轉動 副、高副）副、高副）2、適當選擇投影面、適當選擇投影面 一般選擇一般選擇與多數構件的運動平面相平行的面與多數構件的運動平面相平行的面作為投影面。作為投影面。第21頁/共55頁第二十二頁，共56頁。3、選擇適當的比例尺，繪制機構、選擇適當的比例尺，繪制機構(jgu)運動簡運動簡圖圖 選擇適當的比例尺，根據機構的運動尺寸定出各運動副之間的相對位置選擇適當的比例尺，根據機構的運

11、動尺寸定出各運動副之間的相對位置(wi zhi)，用構件和運動副的規定符號繪制機構的運動簡圖。，用構件和運動副的規定符號繪制機構的運動簡圖。4、標出原動件，給各構件、標出原動件，給各構件(gujin)標標上代號上代號一般一般原動件標號為原動件標號為1，機架為最后標號機架為最后標號。 注意以下簡圖的區別：注意以下簡圖的區別： 第22頁/共55頁第二十三頁，共56頁。第23頁/共55頁第二十四頁，共56頁。第24頁/共55頁第二十五頁，共56頁。第25頁/共55頁第二十六頁，共56頁。第26頁/共55頁第二十七頁，共56頁。第27頁/共55頁第二十八頁，共56頁。第28頁/共55頁第二十九頁，共5

12、6頁。一、平面(pngmin)機構自由度計算公式轉動轉動(zhun dng)副副1、運動副和約束、運動副和約束運動副運動副低副低副高副高副移動副移動副約束兩個移動約束兩個移動自由度自由度約束一個移動及轉動自由度約束一個移動及轉動自由度每個低副引入兩個約束，失去兩個自由度。每個低副引入兩個約束，失去兩個自由度。只約束沿接觸處法線方向移動自由度只約束沿接觸處法線方向移動自由度每個高副引入每個高副引入1個約束，失去個約束，失去1個自由度。個自由度。第29頁/共55頁第三十頁，共56頁。2、自由度計算公式、自由度計算公式（設（設K個構件個構件(gujin)，PL個低副，個低副，PH個高副）個高副）活動

13、活動(hu dng)構件數構件數n為為:機構機構(jgu)自由度自由度F為為:未加運動副之前未加運動副之前加運動副之后加運動副之后n=K1自由度總數為自由度總數為:3nPHF=3n 2PL自由度計算舉例自由度計算舉例第30頁/共55頁第三十一頁，共56頁。F = 3nF = 3n2P2PL LP PH H = =F =F =n =n =P PL L= =n =n =P Pl l = =343 33 32 24 4= = 1452 25 53 34 4= = 2 2第31頁/共55頁第三十二頁，共56頁。205243F 原動件數原動件數 (jin sh)機機構自由度數，將桿構自由度數，將桿2 2

14、拉斷。拉斷。 1234ABCD104233XFX第33頁/共55頁第三十四頁，共56頁。006243F 機構自由度等于機構自由度等于零時，各構件間不可零時，各構件間不可能產生能產生(chnshng)(chnshng)相對運動。相對運動。12345機構具有機構具有(jyu)(jyu)確定運動的確定運動的條件是：條件是：（1 1）機構自由度）機構自由度 F0 F0，（2 2）機構自由度）機構自由度 F F等于等于(dngy)(dngy)原動件數。原動件數。第34頁/共55頁第三十五頁，共56頁。二、計算平面(pngmin)機構自由度的注意事項1、復合鉸鏈、復合鉸鏈(jiolin) 兩個以上的構件同

15、時在一處用轉動副相聯結就構成復兩個以上的構件同時在一處用轉動副相聯結就構成復合鉸鏈合鉸鏈(jiolin)。 由由K個構件組成的復合鉸鏈個構件組成的復合鉸鏈(jiolin)應含有應含有(K-1)個個轉動副。轉動副。例題例題(lt)1第35頁/共55頁第三十六頁，共56頁。例題例題(lt)1 計算原盤鋸主體機構的自由度計算原盤鋸主體機構的自由度12345678解解 機構中活動機構中活動(hu dng)構件有構件有n7低副有低副有PL110F = 3nF = 3n2P2PL LP PH H = =3 3 2 2= =7 710101 1動畫動畫第36頁/共55頁第三十七頁，共56頁。第37頁/共55

16、頁第三十八頁，共56頁。2、局部、局部(jb)自由度自由度 在機構中常會出現一種與輸出構件在機構中常會出現一種與輸出構件(gujin)運動無運動無關的自由度，稱局部自由度（或多余自由度）。計算機關的自由度，稱局部自由度（或多余自由度）。計算機構自由度時應予排除。構自由度時應予排除。例題例題(lt)2第38頁/共55頁第三十九頁，共56頁。例題例題2 計算滾子從動件凸輪計算滾子從動件凸輪(tln)機構的機構的自由度自由度ABC321F = 3nF = 3n2P2PL LP PH H= =3 3 2 2= =2 22 21 1n2PL2PH1 1 1ABC4213第39頁/共55頁第四十頁，共56

17、頁。3、虛約束、虛約束(yush) 在機構中與其他運動副作用重復，而對構件間的在機構中與其他運動副作用重復，而對構件間的相對運動不起獨立相對運動不起獨立(dl)限制作用的約束。限制作用的約束。AMBN1O3OAMB2314NO3O1第40頁/共55頁第四十一頁，共56頁。計算機構計算機構(jgu)自由度時處理辦法自由度時處理辦法： 將具有虛約束運動副的構件連同將具有虛約束運動副的構件連同它所帶入的與機構它所帶入的與機構(jgu)運動無關運動無關的運動副一并不計。的運動副一并不計。AMBN1O3O12345F = 3nF = 3n2P2PL LP PH H = =3 3 2 2= =3 34 4

18、1 1例題例題(lt)3 計算機構的自由度計算機構的自由度第41頁/共55頁第四十二頁，共56頁。（1 1）兩構件構成多個）兩構件構成多個(du )(du )移動副且導路互相平行移動副且導路互相平行平面機構的虛約束常出現平面機構的虛約束常出現(chxin)于下列情況：于下列情況：第42頁/共55頁第四十三頁，共56頁。（2 2）兩構件）兩構件(gujin)(gujin)組成若干個軸線互相重合的轉動副組成若干個軸線互相重合的轉動副, , 只有一個轉動副起作用。只有一個轉動副起作用。如：兩個軸承支持如：兩個軸承支持(zhch)一根軸只能看作一個轉動副。一根軸只能看作一個轉動副。第43頁/共55頁第

19、四十四頁，共56頁。（3 3）機構中傳遞運動不起獨立作用的對稱部分存在）機構中傳遞運動不起獨立作用的對稱部分存在(cnzi)(cnzi)虛約束。虛約束。 增加一個增加一個(y )齒輪，使機構增加一個齒輪，使機構增加一個(y )虛約束。（增加三個自由度，組成一個虛約束。（增加三個自由度，組成一個(y )轉動副和兩個高副）轉動副和兩個高副）第44頁/共55頁第四十五頁，共56頁。例題例題4 計算計算(j sun)機構的機構的自由度自由度1234F = 3nF = 3n2P2PL LP PH H = =3 3 2 2= =3 33 31 12 2例題例題(lt)第45頁/共55頁第四十六頁，共56頁

20、。出現出現(chxin)虛約束的場合：虛約束的場合： 4.兩構件聯接前后，聯接點的軌跡重合，兩構件聯接前后，聯接點的軌跡重合，如平行四邊形機構如平行四邊形機構(jgu)，火車輪，火車輪橢 圓 儀 等 。橢 圓 儀 等 。 ( 需 要需 要(xyo)證明證明)第46頁/共55頁第四十七頁，共56頁。5. 機構運動機構運動(yndng)時，如果兩構時，如果兩構件上兩點間的距離始終保持不變，將件上兩點間的距離始終保持不變，將此兩點用構件和運動此兩點用構件和運動(yndng)副連副連接則會帶進虛約束。接則會帶進虛約束。 第47頁/共55頁第四十八頁，共56頁。6.兩構件兩構件(gujin)構成高副，兩處接觸，且法線重合構成高副，兩處接觸，且法線重合。如等寬凸輪