(12分)图示为一凸轮[1]连杆[2]机构,已知凸轮为原动件, angle CD=11angle GE=11angle HF,试计算该机构的自由度.若有复合铰链、局部自由度、虚约束,请指出它们的位置.(12分)

本题考查机构自由度的计算，以及复合铰链、局部自由度和虚约束的判断。解题思路是先确定机构中的活动构件数、低副数和高副数，再根据自由度计算公式计算自由度，最后根据各构件的运动特点判断复合铰链、局部自由度和虚约束的位置。

1. 确定活动构件数 $n$

除去机架，机构中活动的构件有凸轮、连杆 $CD$、连杆 $GE$、连杆 $HF$、滑块 $B$ 等，共 $n = 5$ 个活动构件。

2. 确定低副数 $P_L$

低副是指两构件通过面接触组成的运动副，常见的低副有转动副和移动副。

• 转动副：在 $C$、$D$、$G$、$E$、$H$、$F$ 处存在转动副，共 $6$ 个。
• 移动副：滑块 $B$ 与机架之间存在移动副，共 $1$ 个。
  所以低副数 $P_L=6 + 1=7$。

3. 确定高副数 $P_H$

高副是指两构件通过点或线接触组成的运动副，本题中不存在高副，即 $P_H = 0$。

4. 计算机构自由度 $F$

根据机构自由度计算公式 $F=3n - 2P_L - P_H$，将 $n = 5$，$P_L = 7$，$P_H = 0$ 代入公式可得：
$\begin{align*}F&=3\times5-2\times7 - 0\\&=15 - 14\\&=1\end{align*}$

5. 判断复合铰链、局部自由度和虚约束

• 局部自由度：局部自由度是指不影响机构整体运动的个别构件的独立运动。在本题中，滑块 $B$ 上的滚子绕其自身轴线的转动不影响机构的整体运动，所以 $B$ 处为局部自由度。
• 虚约束：虚约束是指在机构中，有些约束所起的限制作用是重复的，对机构的运动实际上不起独立限制作用。已知 $\angle CD=\angle GE=\angle HF$，说明连杆 $GE$ 的运动与连杆 $CD$ 和 $HF$ 的运动存在重复限制，所以 $GE$ 呈现虚约束。