机械原理Practise2
机械原理介绍
机械原理介绍
机械原理是研究机械运动和力学性能的学科。
它研究力和运动之间的关系，以及通过机械传动装置将能量从一处转移到另一处的方式。
机械原理主要包括以下几个方面的内容。
一、力的分析：力是机械运动的基础，机械原理研究了力的大小、方向和作用点对机械系统的影响。
通过分析力的作用，可以确定机械系统的平衡条件和运动方式。
二、力的传递和转换：机械装置通过传递和转换力来实现能量的转移。
机械原理研究了不同类型的机械传动方式，如齿轮传动、皮带传动和链传动等，以及力的转换方式，如杠杆原理、滑块机构和凸轮机构等。
三、运动的分析：机械原理研究了机械系统的运动规律和运动学特性。
通过分析运动学参数，如速度、加速度和位移，可以确定机械系统的运动方式和运动轨迹。
四、平衡和稳定性：机械原理研究了机械系统的平衡和稳定条件。
通过分析系统的受力平衡条件，可以确定系统的平衡位置和平衡状态。
五、摩擦和磨损：机械原理研究了机械系统中的摩擦和磨损问题。
摩擦会使机械系统的能量损失，而磨损则会导致机械零件的损坏。
通过研究摩擦力和磨损机制，可以减少能量损失和零
件磨损，提高机械系统的效率和寿命。
总之，机械原理是机械工程的基础学科，它提供了研究和设计机械系统的理论和方法。
通过应用机械原理，可以解决机械系统的力学问题，提高机械系统的性能和可靠性。
机械原理实验课件pptPowerPointPrese
✓一张正确的机构运动简图应包括哪些内容？ ✓绘制机构运动简图时，原动件的位置能否任意选择？ 是否会影响简图的正确性？ ✓机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？
实验二 渐开线齿轮范成原理
一、实验目的
➢ 掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿 廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；
➢ 了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原 因及用变位来避免产生根切的方法；
A.确定模数m和压力角α
m Pb π cos α
式中m、α都已标准化，常为20°或15°，分别将α=20°和α=15°
代入上式算出两种可能的m值。取最接近于标准模数的为该齿轮
的压力角，同时模数m取标准值。
B.确定变位系数X
X
Sb
m cos
2
，Z式 i中nv
2tg
inv tg
inv 也可查表获得，当 2时0 约为0.0149。
四、实验步骤
➢ 缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的 机构传动路线。
➢ 由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目。
➢ 合理选择投影平面，选择原则：对平面机构运动平面即为 投影平面。对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投 影平面。
➢ 在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序。 逐步画 出机构运动简图的草图，然后用数字标注各构件的序号， 用英文字母标注各运动副。
引线机构：（1）、（2）、（3）、（5）、（6） 挑线机构：（1）、（2）、（3）、（4）
钩线机构：（1）、（2）、（19）、（18）、（20）、（21）、（22）、（23） 送布机构：（1）、（2）、（7）、（8）、（9）、（10）、（11）、（12）、（13）
机械原理练习及答案
第二章 平面机构的结构分析2-1 绘制图示机构的运动简图。
B解：大腿 小腿213456(b)ACB FEDB解：ABC DE FGH解：2-3 计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
ABCDE(a)ABDCE(b)ABCDE(c)(e)(f)(g)解：(a) C 处为复合铰链。
7,n =p h =0，p l =10。
自由度 323721001W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(b) B 处为局部自由度，应消除。
3n =， p h =2，p l =2自由度 323323121W l h F n p p =--=⨯-⨯-⨯=。
(c) B 、D 处为局部自由度，应消除。
3n =， p h =2，p l =2。
自由度 323323121W l h F n p p =--=⨯-⨯-⨯=。
(d) CH 或DG 、J 处为虚约束，B 处为局部自由度，应消除。
6n =，p h =1，p l =8。
自由度 32362811W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(e) 由于采用对称结构，其中一边的双联齿轮构成虚约束，在连接的轴颈处，外壳与支架处的连接构成一个虚约束转动副,双联齿轮与外壳一边构成虚约束。
其中的一边为复合铰链。
其中4n =，p h =2，p l =4。
自由度 32342422W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(f) 其中，8n =，p h =0，p l =11。
自由度 323821102W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(g) ① 当未刹车时，6n =，p h =0，p l =8，刹车机构自由度为 32362802W l h F n p p =--=⨯-⨯-=② 当闸瓦之一刹紧车轮时，5n =，p h =0，p l =7，刹车机构自由度为 32352701W l h F n p p =--=⨯-⨯-=③ 当两个闸瓦同时刹紧车轮时，4n =，p h =0，p l =6，刹车机构自由度为32342602W l h F n p p =--=⨯-⨯-=知识青年22:53:08当闸瓦之一刹紧车轮时，n=5，ph=0，pl=7，刹车机构自由度为2知识青年22:53:36自由度为1知识青年22:54:22那么左边算虚约束吗左边是机架知识青年22:54:46当两个闸瓦同时刹紧车轮时，n=4，ph=0，pl=6，刹车机构自由度为0知识青年22:55:33四个活动构件是哪些呢？1、2、3、5知识青年22:56:23ＨＤ杆就不算活动构件吗？算知识青年22:59:53四个活动构件是BA\CBD\EC\还有EFGOJHI此时算一个构件吗，而ＨＤ不算活动构件？2-3 判断图示机构是否有确定的运动，若否，提出修改方案。
《机械原理》第二章：平面机构结构分析
2
F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1 =1
第2章
平面机构的结构分析
作业（P24）： 2－9 2－11 2－12
第2章
平面机构的结构分析
④计算图示圆盘锯机构的自由度。 解：活动构件数n= 低副数PL= ? 高副数PH=0
B D 4 1 2 8 3 A E 5 6 7 C F
7
湖南大学机械与汽车工程学院 Hunan University
College of Mechanical and Automobile Engineering
第二章 平面机构的结构分析 Chapter 2 Structural Analysis of Planar Mechanisms
第2章
平面机构的结构分析
第2章
平面机构的结构分析
正确判断运动副类型及位置
第2章
平面机构的结构分析
例：颚式破碎机
6 4 3 1的运动简图
平面机构的结构分析
3 2 1 4 顺口溜： 先两头，后中间， 从头至尾走一遍， 数数构件是多少， 再看它们怎相联。
3
1 2 4
偏心泵 动画
第2章
第2章
平面机构的结构分析
内啮 合圆 柱齿 轮传 动
棘 轮 机 构
一般构件的表示方法
第2章
平面机构的结构分析
杆、轴构件
固定构件
同一构件
一般构件的表示方法 (续)
第2章
平面机构的结构分析
两副构件
三副构件
第2章
平面机构的结构分析
!
画构件时应撇开构件的实际外 形，而只考虑运动副的性质。
The most important thing is ：运动 副的位置与类型！
机械原理课件第二章
（1）平面运动副
转动副
图
移动副
高副
图
（2）空间运动副
• 圆柱副、球面副、螺旋副等。
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第一节 机构的组成（4）
• 按运动副引入的约束数分：x个约束，x级 副。 1级副、2级副、…
• 构件的自由度：构件具有的独立运动的数 目。 作平面运动的自由构件具有三个自由度。 作空间运动的自由构件具有六个自由度。
n=2,PL=2,PH=1
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油泵
3 2 1 4
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绘制图示偏心泵的运动简图
3 2 1 4
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作者：潘存云教授
偏心泵
复合铰链
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多个运动副
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两点距离不变
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对称部分
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轨迹重合
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2020/3/27
齿轮机构
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连杆
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开闭式运动链
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空间运动链
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平面机构
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空间机构
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压力机
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四杆机构
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一个原动件的四杆机构
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二个原动件的四杆机构
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第四节 机构结构分析及机构分类（6）
• 机构的级别：由最高级别的杆组的级别 确定。
• Ⅱ级机构：由最高级别为Ⅱ级的基本杆 组构成的机构。
• Ⅲ级机构：由最高级别为Ⅲ级的基本杆 组构成的机构。
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机械原理第二章
机械原理第二章下面是机械原理第二章的内容，但是不包含标题和重复的文字：1. 引言机械原理是研究机械系统运动和相互作用的科学。
本章将介绍机械原理的基本概念和原理。
2. 平面运动问题2.1 定义和分类机械系统的平面运动可以分为直线运动和曲线运动两类。
本节介绍了这两种运动的定义和分类。
2.2 直线运动直线运动是指物体沿着直线路径移动的运动。
本节讲解了直线运动的基本特点和相关的运动学原理。
2.3 曲线运动曲线运动是指物体沿着曲线路径移动的运动。
本节介绍了曲线运动的特点以及与曲线运动相关的运动学原理。
3. 旋转运动问题3.1 定义和分类机械系统的旋转运动可以分为平面旋转和空间旋转两类。
本节讲解了这两种运动的定义和分类。
3.2 平面旋转平面旋转是指物体围绕一个轴线在平面内旋转的运动。
本节介绍了平面旋转的基本特点和相关的运动学原理。
3.3 空间旋转空间旋转是指物体在三维空间中绕一个轴线旋转的运动。
本节讲解了空间旋转的特点以及与空间旋转相关的运动学原理。
4. 速度和加速度分析4.1 速度分析速度是描述机械系统运动状态的重要参数。
本节介绍了速度的计算方法和分析技巧。
4.2 加速度分析加速度是描述机械系统运动加速度的参数。
本节讲解了加速度的计算方法和分析技巧。
5. 音速和减速控制5.1 音速控制音速控制是调节机械系统的运动速度的一种方法。
本节介绍了音速控制的基本原理和应用。
5.2 减速控制减速控制是调节机械系统的运动速度的另一种方法。
本节讲解了减速控制的基本原理和应用。
6. 总结本章总结了机械原理第二章的内容，并提出了进一步研究的方向和建议。
注意：本文中可能没有具体章节标题，因为要求文中不能有重复的文字。
机械原理二考纲
机械原理二考纲机械原理二考纲一、力的平衡问题1.受力分析法-受力平衡条件-受力分析步骤-调节问题2.等效力的问题-力的等效条件-力的合成与分解-力的等效问题的应用二、受力分析1.刚体与力-刚体的概念与特点-刚体受力分析基本原理-关键节点与关键力2.铰接、滑动与滚动-铰接的原理与应用-滑动的原理与应用-滚动的原理与应用3.揺动、转动与复合运动-揺动的原理与应用-转动的原理与应用-复合运动的原理与应用三、平面连杆机构运动分析1.运动分析基本原理-连杆机构的运动特点-关节坐标法与向量法-运动分析方法选择问题2.图示法与代数法-图示法在运动分析中的应用-代数法在运动分析中的应用-图示法与代数法的对比分析3.精度与诱导公差问题-机构精度的概念-机构精度与运动分析关系-诱导公差在运动分析中的应用四、工作价格与能量问题1.功率与效率-功率的定义与计算-效率的定义与计算-功率与效率的关系与应用2.机构的工作价格-位能、动能与势能的概念-机构的工作价格计算方法-工作价格的计算应用3.刚体机构的能量传递-动能传递与能量变换-能量传递的应用与问题-能量传递效率的计算与分析五、速度与加速度的分析1.速度分析基本原理-速度的定义与计算-运动副速度平衡条件-速度分析与相关问题2.速度组成法与向量法-速度组成法在机构分析中的应用-向量法在机构分析中的应用-速度组成法与向量法的对比3.加速度分析基本原理-加速度的定义与计算-运动副加速度平衡条件-加速度分析与相关问题六、机械振动与冲击1.振动的基本原理-振动的概念与特点-自由振动与受迫振动-振动的衰减与共振2.振动的分析方法-振幅、周期与频率分析-振幅与能量关系-振动分析的应用与问题3.冲击的概念与分析-冲击的定义与特点-冲击力与冲击时间的关系-冲击问题的分析方法及应用以上就是机械原理二考纲的主要内容。
根据考纲，我们可以了解到在机械原理二的学习中，需要掌握力的平衡问题、受力分析、平面连杆机构的运动分析、工作价格与能量问题、速度与加速度的分析以及机械振动与冲击等各个方面的知识。
机械原理第二章练习题答案
机械原理第二章练习题答案机械原理第二章练习题答案第一题：一个质量为10kg的物体以2m/s的速度向上运动，经过2s后速度变为4m/s，请问这个物体所受到的力是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
首先计算加速度，加速度等于速度变化量除以时间，即(4m/s - 2m/s) / 2s = 1m/s²。
然后将加速度代入公式，力等于质量乘以加速度，即10kg * 1m/s² = 10N。
所以这个物体所受到的力是10N。
第二题：一个力为20N的物体受到一个与其运动方向相反的恒力作用，物体的加速度为4m/s²，请问物体的质量是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，20N = 质量* 4m/s²。
解方程可得质量= 20N / 4m/s² = 5kg。
所以物体的质量是5kg。
第三题：一个质量为2kg的物体受到一个力为10N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，10N = 2kg * 加速度。
解方程可得加速度 = 10N / 2kg = 5m/s²。
所以物体的加速度是5m/s²。
第四题：一个质量为5kg的物体受到一个力为30N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，30N = 5kg * 加速度。
解方程可得加速度= 30N / 5kg = 6m/s²。
所以物体的加速度是6m/s²。
第五题：一个质量为10kg的物体受到一个力为50N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，50N = 10kg * 加速度。
解方程可得加速度= 50N / 10kg = 5m/s²。
所以物体的加速度是5m/s²。
通过以上练习题，我们可以看到牛顿第二定律在解决物体运动问题中的应用。
机械原理是什么_机械原理基础知识
机械原理是什么_机械原理基础知识机械原理的主要组成部分为机构学与机械动力学，而机械原理研究的对象为机械，那么你对机械原理是什么有兴趣吗?下面就由店铺为你带来机械原理是什么分析，希望你喜欢。
机械原理是什么机械原理研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。
这一学科的主要组成部分为机构学和机械动力学。
人们一般把机构和机器合称为机械。
机构是由两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的组合体。
机器是由一个或一个以上的机构组成，用来作有用的功或完成机械能与其他形式的能量之间的转换。
不同的机器往往由有限的几种常用机构组成，如内燃机、压缩机和冲床等的主体机构都是曲柄滑块机构。
这些机构的运动不同于一般力学上的运动，它只与其几何约束有关，而与其受力、构件质量和时间无关。
1875年，德国的 F.勒洛把上述共性问题从一般力学中独立出来，编著了《理论运动学》一书，创立了机构学的基础。
书中提出的许多概念、观点和研究方法至今仍在沿用。
1841年，英国的R.威利斯发表《机构学原理》。
19世纪中叶以来，机械动力学也逐步形成。
进入20世纪，出现了把机构学和机械动力学合在一起研究的机械原理。
1934年，中国的刘仙洲所著《机械原理》一书出版。
1969年，在波兰成立了国际机构和机器原理协会，简称IFTOMM。
机构学的研究对象是机器中的各种常用机构，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和间歇运动机构(如棘轮机构、槽轮机构等)以及组合机构等。
它的研究内容是机构结构的组成原理和运动确定性，以及机构的运动分析和综合。
机构学在研究机构的运动时仅从几何的观点出发，而不考虑力对运动的影响。
机械动力学的研究对象是机器或机器的组合。
研究内容是确定机器在已知力作用下的真实运动规律及其调节、摩擦力和机械效率、惯性力的平衡等问题。
按机械原理的传统研究方式，一般不考虑构件接触面间的间隙、构件的弹性或温差变形以及制造和装配等所引起的误差。
机械原理课件第二章PPT演示文稿
2）按其接触形式分 高副：点、线接触的运动副 低副：面接触的运动副
3）按其相对运动形式分
转动副（回转副或铰链） 移动副 螺旋副 球面副
运动副还可分为平面运动副与空间运动副两类。
4
机构的组成(3/4)
（2）运动副符号
运动副常用规定的简单符号来表达（GB4460－84）。 各种常用运动副模型 常用运动副的符号表
i=m+1
由上式可知，公共约束m=0,1,2,3,4。故相应的机构分别 称为0族、1族、2族、3族、4族机构（五类）。
例2-6 楔形滑块机构
解 因此机构为全移动副平面机构，故 m＝4，则
F＝(6－m)n－(5－m)p5 ＝(6－4)×2－(5－4)×3 ＝1
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（3）空间开链机构的自由度计算
机构自由度的计算(4/4)
（2）选定视图平面；
（3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。
举例： 内燃机机构运动简图绘制
颚式破碎机机构运动简图绘制
9
§2-4 机构具有确定运动的条件
一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 两个例子 例2-3 铰链四杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动完全确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的最薄弱环节损坏。 例2-4 铰链五杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动不确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的运动完全确定。
11
§2-5 机构自由度的计算
1.平面机构自由度的计算
（1）计算公式
F＝3n－(2pl＋ph)
式中：n为机构的活动构件数目； pl 为机构的低副数目； ph为机构的高副数目。
(2)举例 1）铰链四杆机构 F＝3n－(2pl＋ph)
机械原理_第二章-2相对运动图解、解析 ppt课件
2 B
A
ω2
D ω4 α4
ω3 a3 3 C
x
5E (E5,E6) 6 ω6 x
（3） 求vE3: 用速度影像求解
（4） 求vE6: vE6 vE5 vE6E5 大小： ？ √ ?
方向：⊥EF √ ∥xx
（5） 求3、4、5
3
vCB l BC
bcv BCl
rad / s; 4
c´
acbt
n
b
acbn
2）在加速度多边形中，联接绝对加速度矢端两点的矢量，代
表构件上相应两点的相对加速度，例如
:
b
c
代表
aCB
。
3）在加速度多边形中，极点 p´ 代表机构中加速度为零的点。
4） 已知某构件上两点的加速度，可用加速度影象法求该构件上
第三点的加速度。
ppt课件
12
三、两构件重合点间的速度和加速度的关系
取长度比例尺 l
实际尺寸 图示尺pp寸t课件m
/
mm
,
作机构运动简图。
4
（1） 速度关系：
①根据运动合成原理，列出 速度矢量方程式： VC2 VB2 VC2B2
大小： ? ω1lAB ?
方向： ∥xx ⊥AB ⊥BC
②确定速度图解比例尺μv( (m/s)/mm) ③作图求解未知量：
lBC
4
aCt D lCD
n4 ca
lCD
(3) 求aE ：利ppt课用件影像法求解 aE3 pe22a
(4) 求aE6和6
akE6E5 = 25vrE6E5
n3
b
2 B
A
机械原理课件完整版
THANK YOU
机械平衡的内容
研究机械系统在各种力作用下的平衡条件，分析平衡状态下系 统的受力情况和运动特性，以及探讨实现平衡的方法和措施。
刚性转子的平衡设计
01
刚性转子平衡设计的原则
根据转子的结构特点和工艺要求，选择合适的平衡方法，确定平衡精度
等级和校正量，以保证转子在运转过程中的稳定性和可靠性。
02 03
刚性转子平衡设计的方法
采用静平衡或动平衡方法，通过测量转子的不平衡量，对其进行相应的 校正，使转子达到平衡状态。其中，静平衡方法适用于低速、小直径的 转子，而动平衡方法适用于高速、大直径的转子。
刚性转子平衡设计的注意事项
在进行转子平衡设计时，需要考虑转子的结构刚度、转速、轴承类型等 因素对平衡的影响，同时还需要注意测量仪器的精度和测量方法的正确 性。
刚性转子平衡试验的注意事项 在进行转子平衡试验时，需要选择合适的试验设备和测量方法，确保试验结果的准确性和可靠性。同时， 还需要注意试验过程中的安全问题，防止意外事故的发生。
07
机械的运转及其速度波 动的调节
机械运转过程及驱动力、阻力矩
01
02
03
机械运转过程
机械运转是指机械设备中 各个零部件之间通过相互 作用和传动，实现预定的 运动和功能的过程。
利用速度瞬心进行机构的速度分析，可以简化计算过程，提高求 解效率。
用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析
1 2
矢量方程的建立
根据机构中各构件之间的运动关系，建立矢量方 程。
矢量方程的解法
运用几何方法求解矢量方程，得到机构的速度和 加速度。
3
矢量方程图解法的应用 适用于平面机构中速度和加速度的求解，具有直 观、形象的特点。
机械原理实验二须知
机械原理实验二须知
实验名称：机构运动简图的测绘
机构运动简图实验需带工具：
1.黑色铅笔一支、黑色水笔一支；
2.圆规、量角器、三角板；
3.草稿纸若干张；
4.实验报告。
实验要求：
1.提前一天认真阅读实验说明书；
2.实验分组。
三人一组，共同研究三个机构，每人需完成三个图的测绘、机构自由度的计算等实验要求项目；
3. 实验报告内容及封皮填写内容完整，装订整齐。
以班为单位在实验完成三天之内交到指导老师办公室。
注意：同一组内，各成员之间测量和绘制的三个机构可以是相同的，但是所测量绘制的同一机构的位置应是不能重复的（个别机构除外啊，如齿轮传动机构），否则将有相互抄袭之嫌。
机械原理指导书二级减速器.讲解
实验一机构创意组合实验一、实验目的1、加深机构组成原理的理解，为机构创新设计奠定良好的基础。
2、利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构，以培养机构运动创新设计意识及综合设计能力。
3、训练工程实践动手能力。
二、实验设备及工具1、机构运动创新设计方案实验台及附件：齿轮、齿条、槽轮、凸轮、转动轴、连杆、各种连接组合零部件等。
2、装拆工具：十字起子、活动板手、内六角板手、钢板尺、卷尺等。
3．（自备）草稿纸、笔、绘图工具等三、实验要求1、每2-3人一组，每一组实验前拟一份机构运动设计方案，实验后提交新设计方案；2、完成实验后各组将机械零部件“物还原位”，老师验收后方可离去；3、每人完成一份实验报告。
四、实验原理及方法根据平面机构的组成原理：任何平面机构都可以由若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上而构成，故可通过选定的机构类型，拼装该机构并进行分析。
五．实验过程1、掌握平面机构组成原理；2、熟悉本实验中的实验装置，各种零部件、装拆工具的功用，了解机构的拼接方法。
3、自拟平面机构运动方案，形成拼接实验内容；4、正确拼接各基本杆组；5、将各基本杆组按运动传递规律顺序拼接到原动件和机架上，拼接机构；6、绘制所拼机构运动简图，并进行机构自由度的计算；7、写出实验报告。
六、补充知识1、杆组的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数相等，因此机构由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。
将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：F=3n-2p L-p H=0其中构件数n，高副数P H和低副数P L都必需是整数。
由此可以获得各种类型的杆组。
当n=1,P L=1,P H=1时即可获得单构件高副杆组，常见的有如下几种：图1 单构件高副杆组当P H=0时，称之为低副杆组，即F=3n-2P L=0因此满足上式的构件数和运动副数的组合为：n=2,4,6……，P L=3，6，9……。
《机械原理》图解教程第二章
公共约束是指机构中所有构件均受到的共同的约束， 以m表示。
由上式可知，公共约束m=0、1、2、3、4。故相应的机构分别 称为0族、1族、2族、3族、4族机构（五类）。 例2 楔形滑块机构 解 因此机构为全移动副平面机构，故 m＝4，则 F＝(6－m)n－(5－m)p5 ＝(6－4)×2－(5－4)×3
虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计(4/4)
例2 铰链四杆机构 将转动副B、C改为球面副和球销副，则机构变为0族机构， 即无族别虚约束。 C F＝6n－5p5－4p4－3p3 B ＝6×3－5×2－4×1－3×1 ＝1 A
例3 曲柄滑块机构 将转动副C变为球面副，则此机构可减 少2个族别虚约束。 例4 正切机构
§2-4 机构具有确定运动的条件
先来看两个例子： 一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 例1 铰链四杆机构
若给定机构一个独立运动， 则机构的运动完全确定； 则机构的最薄弱环节损坏。 若给定机构两个独立运动， 例2 铰链五杆机构
则机构的运动不确定； 若给定机构一个独立运动， 则机构的运动完全确定。 若给定机构两个独立运动， 机构的自由度 机构具有确定运动时所必须给定的独立运 动参数的数目，其数目用F表示。 结论 机构具有确定运动的条件是：
3 4 2 1
3
2
4
1 5
机构自由度的计算(2/4)
3）内燃机机构 F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×6－2×7－3 ＝1 2.空间机构自由度的计算 （1）一般空间机构自由度的计算 设一空间机构共有n个活动构件， pi个i级运动副，其约束数为i(i=1,2,~5)，则
18 8 ,9
10 C
11
3 7 D B 4 A 1
F＝ 6n－(5p5＋4p4＋3p3＋2p2＋p1) 5 ＝6n－Σipi
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解：机构运动简图：
自由度计算：
2-14图示是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。若以胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图，计算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运动简图。
解：
机构运动简图如下：
自由度计算：
2-17图a、d为齿轮-连杆组合机构；图b为凸轮-连杆组合机构（图D处为铰接在一起的两个滑块）；图c为一精压机构；图e为一楔块机构；图f为一齿轮系机构。试计算图示各机构的自由度，并问在图d所示机构中，齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同，为什么？
2-11如图所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输人，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图．分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
题2-11图
解：
机构运动简图如下：
此设计方案简图是不合理的。因按此设计方案图，其自由度为0：
即不能动。可将机构简图修改为如下方案之一：
方案1
方案2
方案3
2-13图示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮1按图示方向连续回转时，可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而形成真空。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
题2-16图
解：
a)
b)
c)
d)
齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不相同：齿轮3、5的啮合高副提供一个约束，因4构件的存在使得各齿间接触为单侧接触，而接触点的公法线重合；而齿条7与齿轮5的啮合高副提供两个约束，因各齿间接触为双侧接触，则两侧接触点的公法线相交；
e)
f)