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1、机构自由度计算方法机构自由度的计算例子机错过一时，荒废一生械 原理机构自由度的计算是机构的结构分析的重要内容。任何一个机构设计好以后，需要做I的第一件事情就是计算机构的自由度。1.认餐自己:主在此轻江与人更重番-3生活的美，蜜”于印对生活的班天：在愉的地耳，和用于你宅脏至H试的相 待.心人生只有一它生震对拳举？史歪的对丁士.4 、开心扉.初已就不灵蒂哥心布懦是王活中一带女过网上的力:t-6.宾子只健愿出你;的，博机而室活却蛉洞阻.松的心知7雄妒是人生造取中疑大的甑人至港中;但“三担不是工帆布 煤瓶.电、在最小泛E:时值，1,吐/总W岂c在景苴逗为工快.唾点:己典护一10,臭笳和珞髀是儿与人交主
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3、，只需要数出活动构件的数目n,低副的数目pi,高副的数目ph,则自由度就很容易计算了。使用该公式有一个前提，就是要先判断出一些特殊情况：复合校链，局部自由度和虚约束，在把这些情况都弄清楚后，再用上述公式计算，才可以得到正确的结果。下面举一个例子，说明机构自由度的计算方法。计算图示机构的自由度， 并判断该机构是否具有确定运动。如有复合校链、局部自由度、虚约束，请直接在题图中标出。拿到该机构以后，第一步就是找到凸轮M发现推杆DB尖端有一个滚子，此滚子就是局部自由度。局部自由度几乎永远出现在滚子推杆的凸轮机构中。对于该局部自由度， 处理方法是把该滚子 B与BD杆焊接在一起，成为一个整体。接着考察虚约
4、束。虚约束中最常见的就是某一个构件和机架之间有导路重合或者平行 的移动副。这里FH构件就在F,G,H三个地方有三个移动副与机架相联，而这三个移动副导路重合。此时只有一个起作用，其它的就是虚约束。对于虚约束，只保留其中一个，其它的 全部拿掉。最后考虑复合钱链。复合钱链出现在转动副的地方，如果在转动副处有 2个以上的构件相联，则该校链就是复合较链。从上图可以看出，J点有三个构件IJ,KJ,JL相连，所以J是复合钱链。对于复合钱链，在计算转动副的数目时，在此处留心即可，注意这里的转动副 数目等于相连的构件数目减 1.综上所述，把局部自由度，虚约束，复合校链表示出来的结果见下图复合铳链这样，把滚子B和
5、BD焊接在一起，从而去掉局部自由度； 而去掉G, H这两个虚约束； J点有两个转动副。下面进入公式的计算。活动构件：齿轮 A,齿轮M,连杆IJ,连杆KJ,连杆JL,滑块L,连杆BD(焊接了滚 子B),连杆DE连杆FH。共计9个。低副J: A, M, I, K, J(2), L(2), C, D, E, F. 共计12个.注意，这里L处一个转动副，1个移动副，不能算成复合钱链，所谓钱链是指转动副，复合意味着着多个转动副高副：齿轮A和齿轮B之间1个，B和凸轮之间1个，共计2个。则n9巧=12Pr=2F = 3n n = 3x9 2x12-2=1I 由于该机构有一个原动件，原动件的数目=自由度的数目
6、，所以该机构有确定的运动。卜面再看一个例子。同样，先判断局部自由度。它总是出现自凸轮机构处，如果从动件有滚子， 那么滚子就是局部自由度。所以这里 B处是局部自由度。接着判断虚约束。同样先看导路重合的移动副。这里 H, I处时杆件HJ与机架之间 的两个移动副，其中一个是虚约束。除此以外，关注在凸轮边上的一个式子， 这个式子给出了与钱链 K连接的几条线段的 几何关系。机构运动简图本来只应该有图形的，如果出现了一些异常的等式，一定要高度警惕，这几乎就意味着一种特殊虚约束的出现。从这个等式可以发现，即便没有LK,滑块M的运动不会改变。所以，连杆 LK以及转动副L和K都是虚约束，要拿掉。最后关注复合较链
7、。它总是出现在杆件云集的转动副处。从图中可以看出，钱链E点连接3根杆件，所以它是复合较链。综上所述，标识局部自由度，复合较链，虚约束后的机构运动简图如下。息部自 由展这样，把滚子B和BD焊接在一起，从而处理了局部自由度；去掉移动副H,去掉LK及钱链L和钱链K,从而消除虚名束；至于 E点，注意计算的时候是 2个转动副。下面开始使用公式计算自由度。活动构件：凸轮 A,连杆BD (焊接了滚子 B),连杆EC,连杆EF,连杆EG连杆HJ, 连杆JM,滑块M共计8个。低副J: A,C,D,E(2),F,G,I,J,M(2). 共计算 11 个。高副：滚子B与凸轮A之间1个。则以二8马=11Ph=lF =
8、 3/z2 Pa = 3x82x111=1显然，B处一局部自由度；G,H中有一个是虚约束，而D处是复合钱链。标志如下图。把滚子B和BC杆焊接在一起，则此处 BD和BC是一个较链连接，有一个转动副；去 掉H处的移动副以消除虚约束； D点有2个转动副。活动构件：凸轮 A 连杆CB 连杆BD 连杆DE 连杆DF 连杆 GH 。共计6个。低副：A C B D(2) E F G 共计8个。高副： 凸轮A和滚子B之间1个。则 = 60=8P# =1F = 3/r2巧一为=3x6 2x81 = 1另外，一般机构自由度计算的结果都会是 1,有时候是2.而出现3以上的数字情况 不多见。如果计算的结果是自由度为 2以上的数字，一般要仔细检查，看是否有遗漏或者误 判。（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分 来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）