机械系统的运动简图设计2.

F=3n－(2Pl+Ph)=3n－2Pl－Ph一、平面机构自由度的一般公式机构的自由度=机构的独立运动数目平面机构独立运动的数目为：所有活动构件的自由度的和减去所有运动副引入约束数目的和。若平面机构中有n个活动构件，各构件之间共构成了Pl个低副和Ph个高副，则它们共引入(2Pl+Ph)个约束。则机构的自由度F为：§1—3机械系统具有确定运动的条件二、机构具有确定运动的条件P5=3,F=0231n=3,P5=5,F=14B2CADE13n=3,P5=4,F=114123ABCDn=4,P5=5,F=2结论：即机构自由度数F大于或等于1且等于主动件数。机构自由度数F1。143C2B54ADE1CD输入的独立运动数目等于机构自由度数F。2.机构具有确定运动的条件是：1.机构可能运动的条件是：三计算机构自由度时应注意的问题A2CB134DE5636253F？1.复合铰链324由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。由m个构件在一处组成轴线重合的转动副。实际上有(m-1)个转动副。复合铰链17253Fm——构件数。惯性筛机构3211.复合铰链324例题：计算机构自由度如图所示F、B、D、C处是复合铰链110273F2.局部自由度局部自由度——机构中个别构件所具有的不影响其它构件运动，即与整个机构运动无关的自由度。在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。21ACB43213233F?21ACB3112232F虚约束——机构中那些对构件间的相对运动不起独立限制作用的重复约束。或称消极约束。3.虚约束4F5ABCDEF123ADBCE123ADBCE06243F？14233F在计算中将产生虚约束的构件和运动副去掉，然后再进行计算。3.虚约束F=3n-(2Pl+Ph-P’)-F’平面机构自由度公式：局部自由度虚约束（1）机构中联结构件与被联结构件的轨迹重合。06243F？14233FCAD=BD=DC2AB14D3常见的虚约束：（2）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。2CAB13414233FF=32-22–1=1（3）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作用，其余的转动副都是虚约束。ACBD1232'（4）机构运动过程中，其中某两构件上两点之间的距离始终不变，则将两点以构件联接，将会引入一个虚约束。4CAB1325DEFBC=EF，AB=CD，BE=CF，AE=DF。F=3n-2p-p=3*4-2*6=0???F=3n-2p-p=3*3-2*4=1CAB1325D(5)机构中对运动起重复限制作用的对称部分引入虚约束。2132'2O123233F?165253F(6)如果两构件在多处接触而构成平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合，则只能算一个平面高副，其余为虚约束。ABn1n2ABn1n1有虚约束无虚约束虚约束的本质是什么?从运动的角度看,虚约束就是“重复的约束”或者是“多余的约束”。提示：•一般情况下，虚约束往往出现在有对称、重复的结构特点处。•计算自由度应除去虚约束不计，但仍应是一个独立的机构，且一般输入、输出不能拆除。机构中为什么要使用虚约束?a.可以改善受力、增加刚性、使受力状态更合理；b.使机构平衡c.保证机构不反向，顺利通过某些特殊位置的运动等。使用虚约束时要注意什么问题?保证满足虚约束存在的几何条件；其相关尺寸的制造精度要求高，增大了制造成本。例1如图所示，已知：DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算此机构的自由度。(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。ADECHGFIBK123456789局部自由度虚约束复合铰链1111283231;11;8HHLPPnFPPnL例2计算图所示机构的自由度(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。7AC12B3DEFGHI456局部自由度虚约束118263231;8;6HHLPPnFPPnL局部自由度C21AB67891011GHIJKLEDF345复合铰链虚约束1111283231;11;8HHLPPnFPPnL例3如图所示,已知HG=IJ,且相互平行；GL=JK，且相互平行。计算此机构的自由度(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。A2CB13DE5647110273F复合铰链例4：计算图所示机构的自由度(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。例5：计算图所示机构的自由度(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。复合铰链局部自由度虚约束118263231;8;6HHLPPnFPPnL227263232;7;6HHLPPnFPPnL虚约束虚约束局部自由度复合铰链谢谢