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in a to be a A be in a is to a is to is of in of in is a or is of is of is by of of In to to of in of of on of of we to be In be of A of to of of is of or to a or is an in of to in A or as a of of a of a of We in of is in a to in to he of of a is of to of to or If of a be by An in If is to in a in of of of a of a or if we a at is or to be is a in is of is in As as be to of A is as a if is or of of or is a of to is an of an be an by as be as do to of or of be of A a of or so of A is to a of a to a of is in of a of of of a is to or to as of of a of be as of a in in of a be of a of an is a of be or by of or of to a is a of in a or be (1) A is to a a of in (2) a on a a of on a in (3) A an is a of be in to in is to be in of of A is in in in of to a in on a or of of in A is in as in of at a of is a in a by of be by on of a s is of a on no on of is it be A of a is a a is 機(jī)構(gòu)與機(jī)器 一個(gè)系統(tǒng)， 它按 預(yù) 先確 定的方式來(lái) 傳輸動(dòng)力 完成的具體 的 目標(biāo) 也許 可以被認(rèn)為是機(jī)器。一種機(jī)構(gòu)也 可以 以類(lèi)似的方式 定義 ，但長(zhǎng)期的機(jī)構(gòu)通常是適用于一個(gè)系統(tǒng)的主要職能是傳遞運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)學(xué)是研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，而分析力和力矩的機(jī)械稱(chēng)為動(dòng)力學(xué) 。 一旦需要給出識(shí)別一個(gè) 機(jī)構(gòu) 或 機(jī)械裝置 的特點(diǎn) ，設(shè)計(jì)過(guò)程 就 開(kāi)始 了 。 通常需要仔細(xì)地分析位移，速度和加速度 。這部分的設(shè)計(jì)過(guò)程 后， 其次 是分析力和力矩。設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)繼續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間后產(chǎn)生第一種模式 ，其中包括重新設(shè) 計(jì)的組成部分，影響速度，加速度，力和力矩。年復(fù)一年的為了競(jìng)爭(zhēng)成功 ，大部分 的 制 造商必須不斷地修改他們的產(chǎn)品及 其生產(chǎn)方法。提高生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)品性能，重新設(shè)計(jì)的成本和減輕體重，運(yùn)動(dòng)分析和新的生產(chǎn)線往往 是 需要 的 。成功 或許 取決于正確的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué) 的 分析的問(wèn)題。 許多基本的連接裝置構(gòu)造世紀(jì)以前已經(jīng)成為機(jī)器設(shè)計(jì)的組成部分 ，和我們使用這個(gè) 術(shù)語(yǔ)形容當(dāng)時(shí)的變化超過(guò) 一年。因此，定義和 專(zhuān)門(mén)的術(shù)語(yǔ)將不符合 整個(gè)技術(shù) 的 文獻(xiàn)。在大多數(shù)情況下，但是，含義 將是明確的背景下形 成的 重要性的描述 。有幾個(gè)方面特別感興趣的研究機(jī)器運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的 定義如下。 桿件 一個(gè)桿件 是一個(gè) 嚴(yán)格的機(jī)構(gòu)或其共同組成一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈。長(zhǎng)期嚴(yán)格 的桿件 或有時(shí)只是 使用一 個(gè)理想化的桿件研究 ， 由于 機(jī)件拉緊 不考慮 微 小撓度。 一個(gè)完全不彎曲 或 不可拉長(zhǎng)的 桿件 可能存在不僅是一種教科書(shū)式的模型，一個(gè)真正的 機(jī)器的構(gòu)件 。對(duì)于典型的機(jī)械部分，最 大尺寸的 變化是只有 長(zhǎng)度 部分的千分之一 。 當(dāng)我們 考慮 多數(shù)機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)特性時(shí) 我們有理由忽視這個(gè)小小的運(yùn)動(dòng)。這個(gè) 桿件定理中使用的一般意義上包括凸輪，齒輪，和其他構(gòu)件 除了曲柄 、 連桿和其他引腳連接組件。 自由度 自由度 的數(shù)量 的聯(lián)系是一些獨(dú)立的參數(shù)必須立場(chǎng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)內(nèi)或固定 桿件 。如果 即可改造的 系統(tǒng)可以完全確定指定一個(gè)獨(dú)立的變量，該系統(tǒng)有一個(gè)自由度。 多數(shù)實(shí)用的 機(jī)械 裝置 就 有一個(gè)自由度。 一個(gè)無(wú)約束剛體有 6 個(gè)自由度： 直線移動(dòng)在三個(gè)坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 三個(gè)坐標(biāo)軸。如果該機(jī)構(gòu)是 限制于在一個(gè)平面 運(yùn)動(dòng)， 那 有三個(gè)自由度： 直線運(yùn)動(dòng) 在兩個(gè)坐標(biāo)方向和 在 平面 內(nèi)的旋轉(zhuǎn) 。 高副和低副 鏈接的剛體之間包括高副和低副兩個(gè) 要素。這兩個(gè)因素 中的低副是 兩個(gè)理論 表面 之間的 接觸，而這兩個(gè)因素 中的高副是 理論 的 點(diǎn)或線接觸（如果我們 忽視了 撓度）。 低副 是 從設(shè)計(jì)的角度 來(lái)看是可取的，由于 聯(lián)合負(fù)荷以及由此產(chǎn)生的磨損分布在整個(gè)接觸面。因此，幾何變化或失敗而高接觸應(yīng)力和過(guò)度磨損或許 是可以避免的 。 機(jī)械裝置 機(jī)械裝置 是一個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈 系中的一環(huán)被認(rèn)為是特定 的目的是 為了分析，但 運(yùn)動(dòng) 可能 是 其他 的 環(huán)節(jié)。如上所述， 特定的 桿件 為 指定的 桿件 不需要與實(shí)際相對(duì)固定在地球表面。 如果運(yùn)動(dòng)學(xué)鏈主要目的是 緩和或傳輸 動(dòng)力，其就 通常被作為一種 機(jī)械裝置 ， 機(jī)器 這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是為達(dá)到 轉(zhuǎn)遞 動(dòng)力 或力矩 的目的 通常是所謂的機(jī)器。 發(fā)動(dòng)機(jī) 一個(gè)機(jī)器需要能量轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力通常稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，曲軸，連桿，活塞和氣缸的自動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)由上面所述的 發(fā)動(dòng)機(jī)的定義，而其他 的傳動(dòng)部件， 例 如變速箱，差速器，和 萬(wàn)向聯(lián)軸器都被稱(chēng)為為機(jī)械裝置 。機(jī)器和 發(fā)動(dòng)機(jī)或許 有相同 裝置， 其他 的機(jī)械裝置 不 能 轉(zhuǎn)換 動(dòng)力，而 是為了傳輸 大的動(dòng) 力或者是 扭矩。因此，為了運(yùn)動(dòng)學(xué) 的 分析，上述 機(jī)械裝置、機(jī)器、發(fā)動(dòng)機(jī) 之間的區(qū)別，可能 僅僅在 學(xué)術(shù) 上有 重要性。 機(jī)構(gòu)就是：由剛體或者是有承載能力的物體 連接而組成的組合體，他們?cè)谶\(yùn)動(dòng)時(shí)候彼此間具有確定的相互運(yùn)動(dòng)。 機(jī)構(gòu)是由構(gòu)成這些機(jī)械設(shè)備的基本的幾何單元 ，這些機(jī)械設(shè)備包括自動(dòng)包裝機(jī)、打字機(jī)、機(jī)械的 玩具、紡織機(jī)等等。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是使一個(gè)剛體相對(duì)某一個(gè)參考的 構(gòu)件產(chǎn)生所需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)通常是設(shè)計(jì)一個(gè)完整的 機(jī)器的第一步。在考慮力的作用時(shí) 應(yīng)該考慮動(dòng)力學(xué)、軸承的載荷、應(yīng)力、潤(rùn)滑等一系列問(wèn)題。在所考慮的問(wèn)題的范圍擴(kuò)大之后，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)就變成了機(jī)器設(shè)計(jì)。 作為機(jī)器的一個(gè)組成部分，機(jī)構(gòu)的作用是在剛體之間相互傳遞或轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。經(jīng)常用到的基本機(jī)構(gòu)有以下三種：應(yīng)該考慮動(dòng)力學(xué)、軸承的載荷、應(yīng)力、潤(rùn)滑等一系列問(wèn)題。在所考慮的問(wèn)題的范圍擴(kuò)大之后，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)就變成了機(jī)器設(shè)計(jì)。 作為機(jī)器的一個(gè)組成部分，機(jī)構(gòu)的作用是在剛體之間相互傳遞或轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。經(jīng)常用到的基本機(jī)構(gòu)有以下三種： 齒輪機(jī)構(gòu) 在這種機(jī)構(gòu)中，各各轉(zhuǎn)軸之間的運(yùn)動(dòng)是由相互嚙合的齒輪來(lái)傳遞 。齒輪通常用來(lái)傳遞角速度比常值的運(yùn)動(dòng)，但是非圓輪可以用來(lái)傳遞角速度比為變數(shù)的運(yùn)動(dòng)。 凸輪機(jī)構(gòu) 在這種機(jī)構(gòu)中，輸入件的等速連續(xù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成輸出件的不等速運(yùn)動(dòng)。 輸出的運(yùn)動(dòng)可以是軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、滑塊的移動(dòng)、或者其他從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)都是從動(dòng)件與作為輸入件的凸輪的輪廓的直接接觸而產(chǎn)生的。 凸輪的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)就是采用解析法或者是圖解法來(lái)確定凸輪的輪廓形狀，使其能夠帶動(dòng)從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)輸出運(yùn)動(dòng)的制定函數(shù)這個(gè)功能。 平面和空間連桿機(jī)構(gòu) 此類(lèi)機(jī)構(gòu)也是用來(lái)使機(jī)構(gòu)上的某一點(diǎn)或者是剛體實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的，兩岸的基本作用有三種： （ 1） 剛體導(dǎo)向 剛體導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用來(lái)引導(dǎo)一個(gè)剛體，使其通過(guò)空間的一 系列預(yù)訂的位置 ; （ 2） 實(shí)現(xiàn)軌跡 實(shí)現(xiàn)軌跡機(jī)構(gòu)將引導(dǎo)剛體上的一個(gè)點(diǎn)，使其通過(guò)空間指定的空間軌跡上的一系列點(diǎn)； （ 3） 實(shí)現(xiàn)函數(shù) 此類(lèi)機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的輸出運(yùn)動(dòng)是輸出運(yùn)動(dòng)的指定函數(shù)。 為了強(qiáng)調(diào)各種機(jī)構(gòu)之間的相同之處和不同之處，可以把它們按照幾種不同的方式進(jìn)行分類(lèi)。 一種分類(lèi)方式就是將機(jī)構(gòu)分成平面、球面和空間等三類(lèi)。這三類(lèi)機(jī)構(gòu)有很多共同之處，然而，可以根據(jù)其構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)來(lái)確定分類(lèi)準(zhǔn)則。 在平面機(jī)構(gòu)中，所有的質(zhì)點(diǎn)在空間所走過(guò)的軌跡都是平面曲線，所有這些平面曲線都位于 相互平行平面上，也就是說(shuō)所有的軌跡都是平行于一個(gè)共同平面的平面曲線。這一特性 使平面機(jī)構(gòu)上任意選定的一個(gè)點(diǎn)都可以按其真實(shí)尺寸和形狀 在一個(gè)視圖上表示出運(yùn)動(dòng)軌跡。平面四桿機(jī)構(gòu)、平板凸輪機(jī)構(gòu)和其他的從動(dòng)件、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是大家都比較熟悉的平面機(jī)構(gòu)的例子?，F(xiàn)在使用的機(jī)構(gòu)大多數(shù)機(jī)構(gòu)是平面機(jī)構(gòu)。 在球面機(jī)構(gòu)中，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，每一個(gè)構(gòu)件上都有一個(gè)點(diǎn)是靜止的所有構(gòu)件的靜止 點(diǎn)都處于同一個(gè)位置，也就是說(shuō)每一點(diǎn)的軌跡都是球面曲線。所有各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所在的球面都是同心的。因而，所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都能用它們?cè)谝赃m當(dāng)選取的點(diǎn)為中心的球面上的徑向投 影來(lái)完整的進(jìn)行描述。虎克萬(wàn)向聯(lián)軸器或許會(huì)是人們最熟悉的一個(gè)球面機(jī)構(gòu)的例子。 從另一方面講，在空間機(jī)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)不受約束。運(yùn)動(dòng)的變換不要求共面，不要求同心?？臻g機(jī)構(gòu)上許多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡可能具有雙重曲率。舉例子，任何含有螺旋副的連桿機(jī)構(gòu)，由于它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是螺旋線形的，因此是空間的機(jī)構(gòu)。