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平面运动链自由度计算公式为 H L23ppnF???运动链成为机构的条件运动链成为机构的条件是: 取运动链中一个构件相对固定作为机架,运动链相对于机架的自由度必须大于零,且原动件的数目等于运动链的自由度数。 满足以上条件的运动链即为机构,机构的自由度可用运动链自由度公式计算。一、平面机构的结构分析计算错误的原因例题圆盘锯机构自由度计算解n?7,p L?6,p H?0 F ?3n?2p L?p H?3?7?2?6?9 错误的结果! 123 4 5678 A B C DE F 两个转动副 123 4 5678 A B C DE F ●复合铰链( Compound hinges ) 定义:两个以上的构件在同一处以转动副联接所构成的运动副。 k个构件组成的复合铰链,有(k-1) 个转动副。正确计算 B、C、D、E 处为复合铰链,转动副数均为 2。 n?7,p L?10,p H?0F?3n?2p L?p H?3?7?2?10?1 计算机构自由度时应注意的问题准确识别复合铰链举例 关键: 分辨清楚哪几个构件在同一处用转动副联接 123 134 24 1 32 3 12 两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副 12 34两个转动副 14 23两个转动副 例题 计算凸轮机构自由度 F?3n?2p L?p H?3?3?2?3?1?2 ●局部自由度( Passive degree of freedom ) 定义:机构中某些构件所具有的仅与其自身的局部运动有关的自由度。考虑局部自由度时的机构自由度计算设想将滚子与从动件焊成一体 F?3?2?2?2?1?1 计算时减去局部自由度 F PF?3?3?2?3?1?1(局部自由度)?1 ? ●虚约束( Redundant constraint , Passive constraint ) 定义:机构中不起独立限制作用的重复约束。计算具有虚约束的机构的自由度时,应先将机构中引入虚约束的构件和运动副除去。虚约束发生的场合⑴两构件间构成多个运动副两构件构成多个导路平行的移动副两构件构成多个轴线重合的转动副两构件构成多个接触点处法线重合的高副⑵两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变未去掉虚约束时 F?3n?2p L?p H?3?4?2?6?0 构件 5和其两端的转动副 E、F提供的自由度 F?3?1?2?2??1 即引入了一个约束,但这个约束对机构的运动不起实际约束作用,为虚约束。去掉虚约束后? 3 24 1A C BD E F5 AB ? CD AE ? EF F?3n?2p L?p H?3?3?2?4?1 ⑶联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合构件 3与构件 2组成的转动副 E及与机架组成的移动副提供的自由度 F?3?1?2?2??1 即引入了一个约束,但这个约束对机构的运动不起实际约束作用,为虚约束。去掉虚约束后构件 2和3在E点轨迹重合 3 E4 1 25A BC BE ? BC = AB ? EAC =90 ?F? 3n?2p L?p H?3?3?2?4?1 1 B 34 2A ⑷机构中对传递运动不起独立作用的对称部分对称布置的两个行星轮 2?和2?以及相应的两个转动副 D、 C和4个平面高副提供的自由度 F?3?2?2?2?1?4??2 即引入了两个虚约束。未去掉虚约束时 F? 3n?2p L?p H?3?5?2?5?1?6??1 去掉虚约束后 F? 3n?2p L?p H?3?3?2?3?1?2?1 1 2 34AD BC2?2?