《平面机构自由度》PPT课件

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1、一、构件的自由度自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置所需独立坐标数）。一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度xy21αxyyx2-5平面机构自由度的计算F=3不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相对固定，运动副引入的约束数S均相同。二、平面运动副的约束约束—对独立运动的限制运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。1.转动副x0y0约束数S=2F=12.移动副约束数S=23.齿轮副4.凸轮副nn约束数S=1nn平面低副约束数S=2平面高副约束数S=1运动副的约束构件组成运动副后,其相互之间有接触，独立运动受到限制。对独立运动的限制称为约束低副

2、——引入两个约束高副——引入一个约束转动副移动副齿轮副平面机构具有的独立运动的数目设机构有k个构件，活动构件数为n(=k-1)，各构件间共构成p个低副和p个高副，则机构的自由度为F=3n-(2pl+ph)Lh三、平面机构的自由度机构的自由度F=3活动构件数-2低副数-1高副数计算公式F＝3n2PlPh1.机构自由度的计算公式F＝3n2PlPh＝32340＝1F＝3n2PlPh＝32450＝2F＝3n2PlPh＝32221＝1例例1F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=1例2F=3n－2pl－ph=3×2－2×

3、2－1=1F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1例3F=3n－2pl－ph=3×3－2×3－1=2×F=3n－2pl－ph=3×5－2×6－0=3F=3n－2pl－ph=3×4－2×6－0=0××2-6计算平面机构自由度时应注意的事项复合铰链两个以上的构件在同一处以转动副（铰链）相联接局部自由度（F′）与机构主要运动无关的自由度——除去注意事项复合铰链m个构件(m3)在同一处构成共轴线的转动副412356F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－560＝3F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－570＝1m-1个低副复—计算在内523要正确计算运动副数目F

4、＝3n－2Pl－Ph＝3－2－760＝9F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－7100＝1?复复复复例4圆盘锯机构F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－123F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－231＝-1两构件间构成多个运动副注意事项（续）错221＝1对移动副导路平行转动副轴线重合平面高副接触点共法线“转动副”“移动副”F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－331＝2注意事项（续）机构中某些构件所具有的局部运动，并不影响机构运动的自由度。局部自由度F’—除去F＝3n－2Pl－Ph-F＝3－2－-331＝11这时F＝3n－2Pl－Ph-F式中F为局部

5、自由度数目412351234F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－340＝1F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－460＝0？对虚约束不产生实际约束效果的重复约束—除去注意事项（续）应用实例F＝3n－2Pl－Ph+P＝3－2－+460＝111.轨迹重合转动副联接的两构件上联接点的轨迹重合1234BOAF＝3n－2Pl－Ph+P＝3－2－+341＝11F＝3n－2Pl－Ph＝3－2－341＝0错对虚约束常发生在下列情况n＝4，Pl＝4，Ph＝0，P＝1F＝141235用一个构件两个运动副去联接则构成虚约束2.两构件上某两点间的距离在运动过程中始终

6、不变虚F＝3n－2Pl－Ph+P＝3－2－+460＝113.对传递运动不起独立作用的重复部分1232虚F＝3n－2Pl－Ph+P＝3－2－+444＝11P＝2Pl+Ph－3n＝2+－2432＝2F＝3n－2Pl－Ph+P＝3－2－+556＝12虚虚约束（P′）对机构运动不起独立限制作用的约束——除去虚约束产生于：A机构中的对称部分（轮系）B两构件上轨迹重合的点（椭圆仪）C在机构的两个构件之间，以长度相等、相互平行的构件相联，构成m个平行四边形，则存在m-1个虚约束.平面机构自由度计算公式F＝3n-(2Pl+Ph-P)-FF

7、局部自由度数Ph高副数n活动构件数P虚约束数Pl低副数F局部自由度数F＝3n－2Pl－Ph+P-F＝3－2－+-791＝1局复局F＝3n－2Pl－Ph+P-F＝3－2－+-8101＝2例5例6412356781234567901801F＝3n－2Pl－Ph-F’＝3－2－-19121＝1例72-7虚约束对机构工作性能的影响虚约束虽不影响机构运动，但能起到改善机构受力状况，使动力平衡，增加机构刚度和稳定性，克服机构的运动不确定性等作用。不论哪种虚约束，都对几何尺寸提出严格的要求，否则虚约束将变成实际约束。例如：在平行四边形机构中

8、增加的5构件不与两边的构件平行且相等；