第2章-平面连杆机构02——自由度.ppt

第二章平面连杆机构计算实例例题:计算图示钢板剪切机的自由度例题:惯性筛机构自由度3、计算图示平面机构的自由度，判断机构运动是否确定。机构中的原动件用圆弧箭头表示。(a)(b)***平面机构的运动简图及其自由度平面连杆机构的类型及应用四杆机构的基本特性平面四杆机构的设计一、平面机构自由度概述???1、自由度

构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。

沿轴x、轴y和绕垂直于xoy平面的轴的转动。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。§2.1.4平面机构的自由度2、约束但当这些构件之间以一定的方式联接起来成为构件系统时，各个构件不再是自由构件。——自由度减少。这种对构件独立运动所施加的限制称为约束。3、自由度和约束的关系运动副每引入一个约束，构件就失去一个自由度。运动副既限制了两构件的某些相对运动，又允许构件间有一定的相对运动。1、机构自由度的计算公式n：机构中活动构件数；PL：机构中低副数；PH：机构中高副数；F：机构的自由度数；＝3n－2PL－PH设则机构自由度：－F＝3n2PLPH+（）2、平面机构具有确定运动的条件：(1)F0(2)机构原动件个数应等于机构的自由度数目，即W=F二、平面机构的自由度计算1）四杆机构：n=3PL=4PH=0F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=12）五杆机构：n=4PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-0=23）凸轮机构：n=2PL=2PH=1F=3n-2PL-PH=13、常见机构的自由度计算表明该运动链中各构件间已无相对运动，只构成了一个刚性桁架，因而不能成为机构。4）刚性桁架n=2PL=3PH=0F=3n-2PL-PH=3×2-2×3-0=0表明该运动链由于约束过多，已成为超静定桁架了，也不能成为机构。5）超静定桁架n=3PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=3×3-2×5-0=-1解：n=3,PL=4,PH=0F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1实例1：实例2：n=5,PL=7,PH=0F=3n–2PL–PH=3×5–2×7–0=1解：三、计算自由度时应注意的几种情况由K个构件以复合铰链相联接时构成的转动副数为(K-1)个。1、复合铰链由两个以上的构件在同一处以转动副相联而成的铰链称为复合铰链。解：n=5,PL=7,PH=0(B处为复合铰链,含两个转动副)，则：F＝3n－2PL－PH＝3×5－2×7－0＝1解：n=5,PL=7,PH=0(C处为复合铰链,含两个转动副)，则：F＝3n－2PL－PH＝3×5－2×7－0＝1惯性筛机构典型例子：滚子的转动自由度并不影响整个机构的运动，属局部自由度。计入局部自由度时n=3,PL=3,PH=1F=3×3-2×3-1=2与实际不符2.局部自由度个别构件所具有的，不影响整个机构运动的自由度称为局部自由度。除去局部自由度，把滚子和从动件看作一个构件。处理方法：注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度，“除去”指计算中不计入，并非实际拆除。n=2,PL=2,PH=1,F=3×2-2×2–1=1与实际相符n=4,PL=6,PH=0与实际不符F=3×4-2×6–0=0在特殊的几何条件下，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。3.虚约束两构件形成多个具有相同作用的运动副。◆处理方法：计算中只计入一个移动副。(1)两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束。F=3n-2PL-PH=3×3-2×4=1(2)两构件组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起约束作用，其余为约束。