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1、三. 计算机构自由度的注意事项,1,高级教育,平面机构自由度计算：,F= 3n- （2 pL + ph ）,n： pL： ph：,2,高级教育,F=0,F=2,F=1,机构具有确定运动的条件： 1.F0； 2.机构的主动件数=F。,3,高级教育,1.复合铰链 2.局部自由度 3.虚约束,三. 计算机构自由度的注意事项,4,高级教育,1,2,3,计算机构自由度应注意的事项,1.复合铰链,5,高级教育,计算机构的自由度F=？,n=7; ph=0; Pl=6;? F=37-(2 6+0)=9.,6,高级教育,1,2,3,4,m,pL=(m-1),两个以上的构件构成的同轴线的转动副 复合铰链。其转动副
2、个数等于构件数减1。,7,高级教育,两个以上的构件构成的同轴线的转动副复合铰链。 其转动副个数等于构件数减1。,复合铰链,n=7; ph=0; Pl=? F=?.,8,高级教育,两个以上的构件构成的同轴线的转动副复合铰链。 其转动副个数等于构件数减1。,复合铰链,n=7; ph=0; Pl=10 F=37-(2 10+0)=1.,2,2,2,2,1,1,9,高级教育,2.局部自由度,10,高级教育,请计算F=?,F=33-(2 3+1)=2 ?,11,高级教育,滚子与廓线间纯滚动以减小摩擦。 滚子转动否是否影响机构整体运动？,12,高级教育,滚子转动否与机构整体运动无关。,这种与机构整体运动无
3、关的自由度称为局部自由度。 计算机构自由度时应去掉。相当于将滚子与推杆固结。,13,高级教育,F=33-(2 3+1)=2 ?,F=32-(2 2+1)=1 !,机架,机架,14,高级教育,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,3.虚约束,15,高级教育,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,平行四边形机构,BC构件上点E的轨迹是以F为圆心EF（=AB=CD）为半径的圆。,16,高级教育,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,若加入构件5（EF），则构件5上的点E与构件3上的点E的轨迹相同而不起实际约束作用。,17,高级教育,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,对运动不起实际
4、限制作用约束称为虚约束。计算机构自由度时应去掉。,18,高级教育,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,计算机构自由度F，去掉构件5及其相连的运动副,19,高级教育,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,计算机构自由度F，去掉构件5及其相连的运动副,F=33-(2 4+0)=1,20,高级教育,A,B,C,D,1,2,3,F=?,ABBCBD,21,高级教育,A,B,C,D,1,2,3,ABBCBD，C点的轨迹为一条垂直线。,22,高级教育,A,B,C,D,1,2,3,ABBCBD，C点的轨迹为一条垂直线。,若在C点加一垂直导路的滑块，必为虚约束,23,高级教育,A,B,C,D,1
5、,2,3,若在C点加一垂直导路的滑块，必为虚约束,24,高级教育,即如下情况出现虚约束： 1，构件上某点轨迹与该点引入约束后的轨迹相同；,A,B,C,D,1,2,3,25,高级教育,如下情况出现虚约束： 1，构件上某点轨迹与该点引入约束后的轨迹相同；,A,B,C,D,1,2,3,F=？,26,高级教育,A,B,C,D,1,2,3,F=33-(2 4+0)=1,27,高级教育,2.两构件组成多个导路平行的移动副,F=?,28,高级教育,两移动副限制作用重复，计算机构自由度时应去掉一个。,29,高级教育,F=33-(2 4+0)=1,1,1,1,1,30,高级教育,如下情况出现虚约束： 2, 两构
6、件组成多个导路平行的移动副；,两移动副限制作用重复，计算机构自由度时应去掉一个。,31,高级教育,如下情况出现虚约束： 3, 两构件组成多个轴线重复的转动副；,齿轮副,说明：齿轮与轴固定在一起，轴在机架上的轴孔中转动。 即：有两个动件，两个转动副和一个齿轮副（高副）。,32,高级教育,如下情况出现虚约束： 3, 两构件组成多个轴线重复的转动副；,去掉一侧约束不影响机构的运动。,33,高级教育,如下情况出现虚约束： 3, 两构件组成多个轴线重复的转动副；,等同,F=32-(2 2+1)=1,34,高级教育,4,在机构运动时，两构件上的两动点间的距离保持不变，两点以构件铰接。,A,B,C,D,E,
7、F,1,2,3,4,5,F=？,35,高级教育,如下情况出现虚约束： 4,在机构运动时，两构件上的两动点间的距离保持不变，两点以构件铰接。,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,若以构件5在点E，F处铰接，必产生虚约束。计算机构自由度时应去掉。,36,高级教育,如下情况出现虚约束： 4,在机构运动时，两构件上的两动点间的距离保持不变，两点以构件铰接。,A,B,C,D,E,F,1,2,3,4,5,F=33-(24+0)=1,去掉,37,高级教育,如下情况出现虚约束： 1，构件上某点轨迹与该点引入约束后的轨迹相同； 2, 两构件组成多个导路平行的移动副； 3, 两构件组成多个轴线重复的转动副
8、； 4,在机构运动时，两构件上的两动点间的距离保持不变，两点以构件铰接。,38,高级教育,D,A,F,C,B,E,2,3,4,5,例1-3-1,39,高级教育,D,A,F,C,B,E,主动件1,2,3,4,5,矿石,判断破碎机是否有确定运动。,鳄式破碎机,40,高级教育,D,A,F,C,B,E,主动件1,2,3,4,5,矿石,F= 3n- （2 pl + ph ）,F=?,41,高级教育,D,A,F,C,B,E,主动件1,2,3,4,5,矿石,F= 3n- （2 pl + ph ）,n=5; pl =7; ph =0;,42,高级教育,D,A,F,C,B,E,主动件1,2,3,4,5,矿石,F
9、= 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。,43,高级教育,A,B,C,D,E,E,F,H,O,G,1,求该机构的自由度F=？,44,高级教育,A,B,C,D,E,E,F,H,G,1,2,3,4,5,6,7,8,9,主动件1，8,局部自由度,两者之一为虚约束,复合铰链,O,1,45,高级教育,C,A,B,D,E,E,F,H,O,G,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,D,E,E,F,H,O,G,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,1,46,高级教育,A,B,D,E,F,H,O,G,1,2,3,4,5,7,8,9,6,n=? Ph=? Pl=?,7，1，9,a,b,c,d,e,f,g,h,j,i,1,F=？,47,高级教育,A,B,D,E,F,H,O,G,1,2,3,4,5,7,8,9,6,n=7,Ph=1,Pl=9,F=37-(2 9+1)=2,a,b,c,d,e,f,g,h,j,i,1,48,高级教育,Q & A?Thanks!,49,高级教育,