【導讀】thelinks.pairishelical.Becauseofthe

　　

【正文】 空間的 機構 。 在兩個軸上的特殊方向上，它們作為特殊幾何關系作用的結果 ： 如果平面和球 形機構僅僅是 空間機 構的 特殊情況，為什么要分別分析來它們呢 ？由于 用來區(qū)分這些 類型 的 特殊幾何條件，在他 們的設計和分析中， 許多 是可能得到 簡單化的。 若能更快的指出來 ，從 一個單一的 方向 去 觀察一個在真實 的大小和形狀 的 平面 機構 的所有 質點 的 運動 是可能的。換句話說，所有 的運動在一個 方向上 可以 由圖形來表示 。 因此，圖解技 法 非常 適合去解決它們的問題 。 因為空間機制 不可能全部都有這種幾何關系 ， 將其視覺 化變得更加困難，并且必須開發(fā)出更強 的技術 來對它們進行分析 。 因為 現(xiàn)在所 使用 的 絕大多數(shù) 機構 是平面 機構 ，也許 有的人 對于空間機制更復雜的數(shù)學技術 的需要會 表示懷疑。 雖然 更簡單的圖解 法已經(jīng)為我們所掌握，但是 有 很多 的原因 可以告訴我們 為什 么更加強有力的方法 是 有價值。 1． 它們 提供新 的、可 交替 的方 法， 這些方法可以 用不同的方式解決問題。 因而他們 能 提供 檢驗 結果 的方法 。 具有它們的屬性的 某些問題也可能 比其他方法更有效的到解決。 2． 通過計算器 或數(shù)字計算機 ， 分析 它們性質 的方法比圖解 法 更 合適來分析問題 。 3． 雖然大 多數(shù)有用的 機構 是平面 機構 和非常 適合 對 圖形分析 ， 剩下的少數(shù)機構也必須得到分析 ，并且 也應該有針對它們進行分析的方法 。 4． 平面聯(lián)結如此普遍的 一個原因 是在這之前能為更 廣泛 的空間聯(lián)結進行分析的好方法還未得到應用。雖然空間機構 也許 在 本質上 能 更適合 于某些應用，但是 沒有 對他們 進行 分析的方法， 它們 的設計和用途 就不一樣。 5． 我們發(fā)現(xiàn)空間連接比他們的 外部結構的描述在 實踐 應用 上是 更加普遍的 。 考慮 到四桿 連接 ， 它 由 四個 桿件相連，這些鏈接由四個軸為平行的銷連接 。 這里的 “平行性 ”只 是一個數(shù)學 假設 。 并不是真實的 。 軸 如果是由同一家生產的 ，無論有多好，都 將 只 是 近似 平行。如果他們 離平行差的太遠 ， 組合起來都是不確定的 ，并且 這種機構 只 能 移動，因為剛性鏈接 產生彎曲和扭曲 ， 會將負荷作用于銷軸上 。如果銷 軸是 接近 平行 的 ，由于軸 的松動配合的松散性 或 聯(lián)結的 靈活性 ，機械裝置同樣能夠運轉 。 一個為非平行做微小補償?shù)钠毡榉椒ㄊ钦{用帶有自動對準軸的聯(lián)結 ，實際上 球形 聯(lián)接允許三維 旋轉 。 因此， 這樣 的 “平面 ”聯(lián) 接是低級 的 空間 聯(lián) 接。 自由度 三 桿機構 (包含 在一起 的三 桿機構 )明顯是一個剛性框架 。 在鏈接之間的相對運動是不可能的 。 要分析四桿機構的桿件的相對位置，就有必要明確任何兩個桿件的角度 。 這種聯(lián)結有一個自由度 。 在五 桿機構中， 要求二個角度 來 指定 桿件 的相對位置 。 它有二個自由度。 只有 一個自由度的 聯(lián)結 有強制運動 。 即 桿件上的所有質點在其他的桿件上的軌道是固定和確定的 。 通過假設 ， 質點的運動軌跡最容易得 到或形象化，運動軌道所在的桿件是固定的，然后在限制條件下以一種協(xié)調的方式移動其他的桿件 。 四桿機構 當受約束的聯(lián)結的其中一個聯(lián)結件受 固定時， 聯(lián)結成為機器中能起到一個有用的機械作用的機構。在銷聯(lián)結中，輸入件（主動件）和（輸出桿件）從動件聯(lián)結與固定桿件連接，這種連接常常起到很關鍵的作用； 管道桿件 (連接件 )通常 既 不是輸入 件也不是輸出件 。 因為其中任一個 桿件都 可以是固定的，如果 桿件具有 不同的長度，四 根桿中 其中每一個 都有 不同的輸入 輸出關系， 可以由四桿連接來實現(xiàn) 。 這 些 四 桿機構 被認為 是 基本連接的 倒置 。 滑塊 曲柄轉 換 當四桿連接中的其中一個銷連接由滑塊接頭所替代時，大部分 有用的 機構 可以 由圖 1（上）中桿 1 和桿四的連接來實現(xiàn)。桿 1 與桿 4 的連接是一個滑動連接，由滑塊4 在桿 1 上滑動。如果桿 1 在一個孔上滑動或者在滑塊 4 的槽上滑動，從運動學的角度來說，是沒有什么區(qū)別的 。 如果在圖 1 (上 )的 桿 1是固定的， 使得滑塊 曲柄轉換機構得以形成，如圖 1（中）所示，它 是往復式發(fā)動機的 機構 。 滑塊 4代表活塞 。 連接 1封閉，它包含有 A處的軸和發(fā)動機汽缸 。 桿 2是 發(fā)動機曲柄以及桿 3為連桿 。 曲柄軸位于 B處，活塞中的銷位于 C處。轉動 AB轉動兩次，活塞 完成一次沖程。 滑塊 曲柄轉換機構為往復式發(fā)動機的活塞運動轉換成發(fā)動機軸的轉動或在 泵 的軸的轉動轉換為活塞的運動提供理論依據(jù) 。 在圖 1 (中 )中 ，當 B 在位置 B39。時 ， 如果連桿與曲柄在同一平面上，它們將發(fā)生干涉 。這個問題在引擎和泵 中可通過偏置曲柄銷和機軸銷得以解決 。 通過使用在曲柄位置的 偏心桿機構 ， 就沒必要使用偏置法來解決 ， 而且投入少卻能獲得同樣的效果 。 圖 1（ 下 ） 中， B 處的曲柄銷軸承變成了一個鉚接在 A 點的大圓盤。具偏心率或行程 AB。連接桿變成了偏心桿，它帶有一條在偏心輪上環(huán)繞和滑動的皮帶。圖 1 中的中圖和下圖的 機構在運動學上是等價的。 通過固定連桿 2,3 和 4 而不是連桿 1，可以獲得圖 1(上）的連桿機構的其他 3種轉換形式。 圖 1