机械原理机构自由度计算

重庆大学专用作者：潘存云教授活动构件数n计算公式：F=3n－(2PL+Ph)要求：记住上述公式，并能熟练应用。构件总自由度低副约束数高副约束数3×n2×PL1×Ph例题①计算曲柄滑块机构的自由度。解：活动构件数n=3低副数PL=4F=3n－2PL－PH=3×3－2×4=1高副数PH=0S3123重庆大学专用作者：潘存云教授例题②计算五杆铰链机构的自由度解：活动构件数n=4低副数PL=5F=3n－2PL－PH=3×4－2×5=2高副数PH=01234θ1重庆大学专用作者：潘存云教授例题③计算图示凸轮机构的自由度。解：活动构件数n=2低副数PL=2F=3n－2PL－PH=3×2－2×2－1=1高副数PH=1123重庆大学专用作者：潘存云教授§2－6自由度计算中的特殊问题作者：潘存云教授12345678ABCDEF例题④计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=6F=3n－2PL－PH高副数PH=0=3×7－2×6－0=9计算结果肯定不对！构件数不会错，肯定是低副数目搞错了！重庆大学专用作者：潘存云教授1.复合铰链－－两个以上的构件在同一处以转动副相联。计算：m个构件,有m－1转动副。两个低副重庆大学专用作者：潘存云教授上例：在B、C、D、E四处应各有2个运动副。例题④重新计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数n=7低副数PL=10F=3n－2PL－PH=3×7－2×10－0=112345678ABCDEF作者：潘存云教授圆盘锯机构重庆大学专用作者：潘存云教授⑥计算图示两种凸轮机构的自由度。解：n=3，PL=3，F=3n－2PL－PH=3×3－2×3－1=2PH=1对于右边的机构，有：F=3×2－2×2－1=1事实上，两个机构的运动相同，且F=1123123重庆大学专用作者：潘存云教授2.局部自由度或计算时去掉滚子和铰链：F=3×2－2×2－1=1定义：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉。滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。123123重庆大学专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授解：n=4，PL=6，F=3n－2PL－PH=3×4－2×6=0PH=03.虚约束(formalconstraint)－－对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。∵FE＝AB＝CD，故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧，。增加的约束不起作用，应去掉构件4。⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。1234ABCDEF重庆大学专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授重新计算：n=3,PL=4,PH=0F=3n－2PL－PH=3×3－2×4=1特别注意：此例存在虚约束的几何条件是：1234ABCDEF4F⑦已知：AB＝CD＝EF，计算图示平行四边形机构的自由度。AB＝CD＝EF平行虚约束应用重庆大学专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授出现虚约束的场合：1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合，2.两构件构成多个移动副，且导路平行。重庆大学专用作者：潘存云教授作者：潘存云教授4.运动时，两构件上的两点距离始终不变。3.两构件构成多个转动副，且同轴。5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。EF作者：潘存云教授