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《机械设计基础》复习要点 一、平面机构自由度的计算 1. 自由度的概念 确定构件位置（或运动）所需独立参变量的数目称为自由度数简称自由度作平面运动的自由构件的自由度为3。按两构件的相对运动形式分类转动副（又称为铰链）——相对运动为转动。移动副——相对运动为移动。 低副——两构件为面接触。组成转动副的两构件为。高副——两构件为点、线接触。凸轮与从动件、两轮齿齿廓曲面组成的运动副均为高副。 当两构件组成运动副后，各自的运动都受到限制，这种限制就称为约束确定组成运动副中的一个构件相对另一个构件的位置所需的独立参变量的数目称为运动副自由度数（简称运动副自由度）。低副2个约束自由度；高副1个约束2个自由度。 其中，——机构中活动构件的个数；——低副的个数；——高副的个数。 三种特殊情况： 复合铰链 若个构件在同一处组成转动副(转动副又称为铰链)，即构成复合铰链。其转动副的数目应为m-1个。某些构件具有局部的，并且不影响其它构件运动的自由度称为局部自由度。在运动副中实际上不起约束作用的某些结构约束称为虚约束。在计算机构自由度时应将虚约束去除。虚约束经常出现在以下几种情况中。 图1 图1所示为压缩机中的曲柄滑块机构。构件3和4组成两个移动副D和D′，且导路中心线重合，这时移动副之一为虚约束。 图2 图所示为一转动构件的转轴支承在两个轴承上组成两个转动副A和B，且轴线重合，这时转动副之一为虚约束。 图3 图所示为一平行四边形机构。各构件的尺寸有如下的几何关系：，，，当机构在原动件1的带动下运动时，试计算该机构的自由度 图4所示的平行四边形机构。当机构在原动件1的带动下运动时，构件1上E点和构件3上F点之间的距离有变动吗？因此，在上述平行四边形机构中，用一个定长度的杆5(3个自由度）和两个转动副（共4个约束）E和F将构件1上E点和构件3上F点联接起来，由此带来的约束为虚约束，不会影响原机构的运动。去除虚约束后该机构的自由度计算方法为： 相联两构件在联接点上的运动轨迹相互重合时，此种联接（运动副）带入的约束为虚约束。 图5 图为一椭圆仪机构。该机构有以下特殊的尺寸关系：当机构在原动件1的带动下运动时，试计算该机构的自由度 图 图所示的机构。当机构在原动件1的带动下运动时，构件2上C点的轨迹是怎样的？ 因此，在上述椭圆仪机构中，由于滑块3和构件2在联接点C有着相同的运动轨迹，所以滑块3（3个自由度）及其一个转动副（2个约束）和一个移动副（2个约束）带入的约束（F=）为虚约束，不会影响原机构的运动。去除虚约束后该机构的自由度计算方法为： 图7 图为某压榨机的主体机构。为使压块MN受力均匀，采用左右对称的两套机构。从运动传递分析只需其中一套机构即可。故在计算机构自由度时应去掉其中的一套对称机构（去掉虚约束），即应取综上所述，可以看出机构中的虚约束都是在特定的几何条件下出现的，如果这些几何条件，则虚约束就成为有效约束，机构就将不能运动。 值得指出的是，机械设计中虚约束往往是根据某些实际需要采用的，如为了，或为了，或为了传递较大功率等需要，只是在计算机构自由度时应去除虚约束。且原动件个数 二、平面连杆机构 1.铰链四杆机构的基本型式 曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆机构。（根据连架杆的运动特点进行分类的） 2.存在曲柄的条件 （1）连架杆和机架中必有一杆为最短杆； （2）最短杆和最长杆的长度之和小于等于其它两杆的长度之和——格拉肖夫判别式 3.基本型式的判断方法 （1）不满足格拉肖夫判别式，只能为双摇杆机构； 最短杆的相邻杆为机架——曲柄摇杆机构 （2）满足格拉肖夫判别式 最短杆为机架 ——双曲柄机构 最短杆的对面杆为机架——双摇杆机构 4.曲柄摇杆机构的特性 标志机构有无急回特性的参数——极位夹角 （1）急回特性（曲柄为主动件） 描述机构急回特性程度的参数——行程速比系数 和的关系： 输入件等速整周转动 具有急回特性的条件 输出件往复运动 （2）压力角和传动角 定义：压力角——从动件上某点所受作用力方向与其速度方向间所夹的锐角。 传动角——压力角的余角， 反映机构传力效果好坏的参数——压力角 （3）死点：。 存在条件：从动件与连杆共线。（曲柄摇杆机构，曲柄为从动件） 三、齿轮、蜗杆传动 1、正确啮合条件 直齿齿轮： 斜齿轮： 锥齿轮： 蜗轮蜗杆： 2、旋转方向判断 平行轴直齿圆柱齿轮外啮合：从动轮的