三、自由度.ppt

2.3 2.3 自由度自由度v 对构件施加对构件施加的约束个数等于的约束个数等于其自由度减少的其自由度减少的个数。个数。v 在平面内作自由运动的构件具有在平面内作自由运动的构件具有3 3个自个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有由度；在三维空间作自由运动的构件具有6 6个自由度。个自由度。yxAB自由度自由度 构件具有独立运动参数的数目构件具有独立运动参数的数目 （相对于参考系）（相对于参考系）约约 束束 运动副对构件间相对运动的限制作用运动副对构件间相对运动的限制作用自由度数1，只能转动；约束数2，失去了沿X、Y方向的移动。转动副：转动副：移动副：移动副：自由度数1，只能X方向移动；约束数2，失去Y方向移动和转动。高副高副自由度数 2，保持切线方向的移动和转动约束数1，失去法线方向的移动。平面机构自由度计算公式平面机构自由度计算公式式中式中 F平面机构的自由度；平面机构的自由度；n该机构的总构件数该机构的总构件数(包括机架包括机架),(n-1)则为机构的活动构件数；则为机构的活动构件数；PL 该机构中的低副（转动副、移动副）数；该机构中的低副（转动副、移动副）数；PH 该机构中的高副数。该机构中的高副数。例题：计算下列机构的自由度例题：计算下列机构的自由度F=3n 2 PL PH=33240=1例例22求图2-5所示凸轮机构的自由度。计算实例计算实例(a)双曲线画规机构双曲线画规机构(b)牛牛头头刨刨床床机机构构 F=3n-2PL-PH=35-27-0=1F=3n-2PL-PH=36-28-1=1机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数目大于零且机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数目大于零且等于原动件的数目。等于原动件的数目。主动件数主动件数=自由度数自由度数讨论：讨论：1、主动件数、主动件数 自由度数自由度数 薄弱环节被破坏薄弱环节被破坏二二、平面机构具有确定相对运动的条件平面机构具有确定相对运动的条件机构要能运动，它的自由度必须大于零。机构要能运动，它的自由度必须大于零。F0，构件间无相对运动，不成为机构。计算机构自由度应注意的问题计算机构自由度应注意的问题(1)复合铰链复合铰链 两个以上的构件在一处以转动副相联两个以上的构件在一处以转动副相联所构成的运动副，称为复合铰链。所构成的运动副，称为复合铰链。如果有如果有m个构件同在一处以转动副相联，则应有个构件同在一处以转动副相联，则应有m1个转动副。个转动副。转动副数转动副数=构件数构件数 1例如：直线机构例如：直线机构F=37-210 0=1(2)局部自由度局部自由度（多余自由度）（多余自由度）机构中不影响运动规律的自由度。机构中不影响运动规律的自由度。例：例：F=3n 2 PL PH=3(3)虚约束虚约束（重复约束）（重复约束）多余运动副引入的约束对机构运动起重复多余运动副引入的约束对机构运动起重复限制作用。限制作用。虚约束存在的几种情况：虚约束存在的几种情况：1 两构件上两点间的距离保持恒定不变；两构件上两点间的距离保持恒定不变；2 两构件同时在多处构成移动副，且各移动副的导路互两构件同时在多处构成移动副，且各移动副的导路互相平行或重合，相平行或重合，3 两构件在多处构成转动副，且各转动副轴线重合两构件在多处构成转动副，且各转动副轴线重合4 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分机构中对传递运动不起独立作用的对称部分 F=3n 2 PL PH=33240=1六杆机构六杆机构练习：图示六杆机构，分析其机构组成。练习：图示六杆机构，分析其机构组成。分析：该机构由原动件分析：该机构由原动件1，机架，机架6，从动件系统：，从动件系统：该系统由两个该系统由两个级杆组迭加而成，分别为构件级杆组迭加而成，分别为构件4、5，转动副，转动副E、F，移动副，移动副G以及构件以及构件2、3，转动副，转动副B、C、D所组成。所组成。该机构自由度为该机构自由度为。DAFCBE2345鳄式鳄式破碎机破碎机DAFCBE主动件12345矿石判断破碎机是否有确定运动。鳄式鳄式破碎机破碎机DAFCBE主动件12345矿石判断破碎机是否有确定运动。F=3n-（2 pl+ph）n=5;pl=7;ph=0;F=35-(2 7+0)=1.F=主动件数，故有确定运动。