機械設(shè)計基礎(chǔ) 課件 2.5平面機構(gòu)自由度計算的注意事項

平面機構(gòu)自由度計算的注意事項復(fù)合鉸鏈局部自由度虛約束復(fù)合鉸鏈計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度

F=3n－2PL－PH=3×5－2×6－0=3

與實際情況不符自由度應(yīng)為1搖篩機構(gòu)機構(gòu)自由度是機構(gòu)所具有獨立運動的個數(shù)復(fù)合鉸鏈？處理方法：當(dāng)組成復(fù)合鉸鏈的構(gòu)件數(shù)為K

時，該處所包含的轉(zhuǎn)動副數(shù)目應(yīng)為K-1個。俯視圖主視圖復(fù)合鉸鏈：兩個以上構(gòu)件在同一軸線上構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副。一個轉(zhuǎn)動副？兩個轉(zhuǎn)動副！復(fù)合鉸鏈計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度

F=3n－2PL－PH復(fù)合鉸鏈=3×5－2×7－0=1搖篩機構(gòu)復(fù)合鉸鏈a)滾輪轉(zhuǎn)動b)滾輪不動局部自由度計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度局部自由度：不影響整個機構(gòu)運動的局部獨立運動，稱為局部自由度。

解：活動構(gòu)件

n=3低副

PL=3F=3n－2PL－PH

=3×3－2×3－1=2高副PH=1計算結(jié)果不符合實際情況轉(zhuǎn)動副

移動副滾輪轉(zhuǎn)動時計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度局部自由度：不影響整個機構(gòu)運動的局部獨立運動，稱為局部自由度。滾輪的作用是滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減少摩擦和磨損。

解：活動構(gòu)件

n=2高副PH=1F=3n－2PL－PH

=3×2－2×2－1

=1低副PL=2局部自由度處理方法：

應(yīng)除去局部自由度，把滾子和從動件固連在一起，看作一個構(gòu)件。a)滾輪轉(zhuǎn)動b)滾輪不動轉(zhuǎn)動副

移動副

局部自由度虛約束計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度虛約束：在一些特殊的機構(gòu)中，一些運動副所引入的約束與其他運動副所起的限制作用相重復(fù)，這種對機構(gòu)運動不起限制作用的重復(fù)約束。

（1）約束點處運動軌跡與引入前運動軌跡重合。不考慮虛約束F=3n－2PL－PH=3×4－2×6=0去除虛約束F

=

3n－2PL－PH=3×3－2×4

=1處理方法：計算自由度時應(yīng)去掉虛約束。虛約束計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度只算一個轉(zhuǎn)動副（2）兩構(gòu)件間構(gòu)成多個重復(fù)的運動副。軸線重合的轉(zhuǎn)動副移動方向平行或重合的移動副接觸點處公法線重合的高副F=3×3－2×4－0=1移動副ABCDD

123F=3×2－2×2－1

=1轉(zhuǎn)動副AA'BB'21只算一個移動副只算一個平面高副平面高副處理方法：計算自由度時應(yīng)去掉虛約束。F=3×2－2×2－1

=1虛約束計算牛頭刨床執(zhí)行機構(gòu)自由度（3）對機構(gòu)運動不起作用的對稱部分。虛約束處理方法：保留一個小齒輪引入的運動副，拆去其余小齒輪及其引入的運動副。F=3n－2PL－PH

=3×3-2×3-1×2=1復(fù)合鉸鏈虛約束機構(gòu)中的虛約束都是在特定幾何條件下出現(xiàn)的，如“軌跡相同”“平行”“重合”“對稱”等，如果這些幾何條件不能滿足，則虛約束就會成為實際有效的約束。機構(gòu)中虛約束是實際存在的，計算中所謂“除去不計”是從運動觀點分析做的假想處理，并非實際拆除。虛約束提高機構(gòu)的剛度，如軸與軸承改善機構(gòu)的受力，如多個行星輪保持運動的可靠性，避免運動的不確定，比如車輪虛約束作用：AA'BB'21知識總結(jié)復(fù)合鉸鏈當(dāng)組成復(fù)合鉸鏈的構(gòu)件數(shù)為K