【文章內(nèi)容簡介】 右圖所示平面凸輪機構中，為減少高副接觸處的磨損，在從動件 2上安裝一個滾子 3，使其與凸輪 1 的輪廓線滾動接觸。顯然，滾子繞其自身軸線的轉動與否并不影響凸輪與從動件間的相對運動 ，因此滾子繞其自身軸線的轉動為機構的局部自由度。在計算機構的自由度時應預先將轉動副 C 和構件 3 除去不計，如圖所示，設想將滾子 3與從動件 2 固連在一起，作為一個構件來考慮。此時該機構中， n=2， PL=2， PH＝ l。 3211A4B2DF=3n2 PLPH=3 22 21=1 3. 虛約束 在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復的，這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。如下圖所示 平面機構的虛約束常出現(xiàn)于下列情況： （ 1）不同構件上兩點間的距離保持恒定； （ 2）兩構件構成各個移動副 且導路互相平行； （ 3） 機構中對運動不起限制作用的對稱部分； （ 4） 被聯(lián)接件上點的軌跡與機構上聯(lián)接點的軌跡重合。 三、構件系統(tǒng)具有確定的條件 機構的自由度必須大于零，才能保證除機架之外的其它構件能夠運動。如果機構的自由度等于零，所有構件就不能運動了，因此也就構不成機構了。通常我們用具有一個獨立運動的構件作原動件，因此，構件系統(tǒng)成為機構的充分必要條件為：構件系統(tǒng)的自由度必須大于零， 且原動件的數(shù)目必須等于自由度數(shù)。 例：如圖 7 桿組成的機構，計算自由度。 （先看有無注意事項，復合鉸鏈、 局部自由度、虛約束 再看有 幾個構件） F=3n2FLFH n=7, FL=10, FH=0； 其中 B、 C、 D、E 為復合鉸鏈。 F=3 72 10=1。 n=5, FL=7, FH=0； 1 2 3 3DmF E39。56C4m7281AE1其中 CF 桿與 DF 桿為虛約束 , B、 E 為復合鉸鏈。 F=3 52 7=1。 該結構的自由度為 1。 本章小結 （ 1）首選要搞清楚機構、運動副、運動鏈、自由度與約束及機構具有確定運動的條件等基本概念； （ 2）機構運動簡圖可用于機構的運動分析和動力分析，而且機械設計之初也首 先是設計機械的機構運動簡圖，所以對機構運動簡圖的繪制必須十分重視，能正確閱讀和繪制是本專業(yè)人員的基本技能。繪制時只要搞清運動傳遞路線、分析構件數(shù)、運動副以及運動副所在的位置，就不難將其機構運動簡圖正確地繪制出來。 （ 3）平面機構的自由度分析和計算也是本章學習的重點。復合鉸鏈、局部自由度和虛約束的判斷是正確計算自由度的關鍵。 第二章 平面連桿機構 167。 2— 1 概 述 一、有關的幾個基本概念 由幾個構件通過低副聯(lián)接，且所有構件在相互平行平面內(nèi)運動的機構稱為 平面連桿機構 。由四個構件通過低副連接而成的平面 連桿機構，則稱為 平面四桿機構 。它是平面連桿機構中最常見的形式，也是組成多桿機構的基礎。 由轉動副聯(lián)接四個構件而形成的機構，稱為 鉸鏈四桿機構 。 二、平面連桿機構的特點及應用 平面連桿機構的主要特點： 優(yōu)點：由于組成運動副的兩構件之間為面接觸，因而承受的壓強小、便于潤滑、磨損較輕，可以承受較大的載荷；構件形狀簡單，加工方便，工作可靠；在主動件等速連續(xù)運動的條件下，當各構件的相對長度不同時 ,從動件實現(xiàn)多種形式的運動，滿足多種運動規(guī)律的要求。 缺點：低副中存在間隙會引起運動誤差，設計計算比較復雜，不易實現(xiàn)精確的復雜 運動規(guī)律；連桿機構運動時產(chǎn)生的慣性力也不適用于高速的場合。 這類機構常應用于機床、動力機械、工程機械、包裝機械、印刷機械和紡織機械中。如：牛頭刨床中的導桿機構，活塞式發(fā)動機和空氣壓縮機中的曲柄滑塊機構，包裝機中的執(zhí)行 機構等。 167。 2— 2 鉸鏈四桿機構的基本型式及其演化 一、 鉸鏈四桿機構的基本型式 在鉸鏈四桿機構中，固定不動的桿4 為 機架 ，與機架相連的桿 1 與桿 3，稱為 連架桿 ，聯(lián)接兩連架桿的桿 2 為連桿。連架桿 1 與 3 通常繞自身的回轉中心 A 和 D 回轉，桿 2 作平行運動；若能作整周回轉的連架桿稱為曲柄，不能作整周回轉的連架桿稱為搖桿。 鉸鏈四桿機構共有三種基本型式： 曲柄搖桿機構 、 雙曲柄機構 、 雙搖桿機構 。 1 曲柄搖桿機構 1 2 3 4 A B C D 在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿中，一個為曲柄，另一個為搖桿，則此鉸鏈四桿機構稱為曲柄搖桿機構。通常曲柄 1 為原動件，并作勻速轉動；而搖桿 3 為從動件，作變速往復擺動。如教材圖 21 所示為調(diào)整雷達天線俯仰角的曲柄搖桿機構。由柄 1緩慢地勻速轉動，通過連桿 2，使搖桿 3 在一定角度 范圍內(nèi)擺動，以調(diào)整天線俯仰角的大小。 2. 雙曲柄機構 在鉸鏈四桿機構中，若兩 連架桿均為曲柄，則稱為雙曲柄機構。 圖 26 所示的慣性篩中的構件 構件 構件 構件 4 組成的機構，為雙曲柄機構。在慣性篩機構中，主軸曲柄 AB 等角度速回轉一周，曲柄 CD 變角速度回轉一周，進而帶動篩子 EF 往復運動篩選物料。 在雙曲柄機構中，用得 較多的是平行雙曲柄機構，或稱平行四邊 形機構，如圖27 所示。這種機構的對邊 長度相等，組成平行四邊形。當桿 AB 桿等角速轉動時，桿 CD 也以相同角速度同向轉動，連桿 2 桿則作平移運動。 此外，還有反平行四邊形機構。如公共汽車車門啟閉機構。當主動曲柄轉動時，通過連桿從動曲 柄朝相反方向轉動，從而保證兩扇車門同時開啟和關閉。 3. 雙搖桿機構 兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構稱為雙搖桿機構。 圖 213 所示輪式車輛的前輪轉向機構為雙搖桿機構，該機構兩搖桿長度相等，稱為等腰梯形機構。車子轉彎時，與前輪軸固聯(lián)的兩個搖桿的擺角 α 和β 如果在任意位置都能使兩前輪軸線的交點 P 落在后軸線的延長線上，則當整個車身繞 P 點轉