【20160220】机械原理|机构的结构分析4 @: x. X8 q: d2 i: V
/ h/ x. r1 V2 s3 q! ?
平面机构的自由度基本计算公式
$ Y: }! W7 V+ U; r$ t8 s N
* o Q B a5 s7 @系统自由度F=所有运动构件的自由度-系统损失的自由度
2 e$ o; q+ R; ` Q, h- CF=3(N-1)-(3g-Σfi)=3(N-g-1)+Σfi: M1 F# @3 H. a, B9 U8 Y" [) O7 m
系统自由度F=所有运动构件的自由度-所有运动副的约束度+ A' z0 B8 s" l, C+ R
F=3(N-1)-Σci- ?6 K( Q7 c- S! Q; Z
进一步考虑高副和低副的差异(平面中,低副引入2个约束,高副引入1个约束),可简化为; _# I# Z4 z2 i6 w7 ]+ s
F=3(N-1)-(2PL+PH)
! a: T0 d6 H5 O8 x8 F* I& q, g
8 ~8 z# r% v: _7 C应用( _* p+ n) s' w; D
! |4 c1 v7 N4 hF=3(6-1)-(2×7)=1
$ u& o6 r9 V. C/ r1 i: j* x, h
# I- r6 h5 C7 C+ a# j
' [/ R1 }5 V9 I! ZF=3(8-1)-(2×10)=1
% U! f! Y) q8 t+ c: |2 {$ x0 ^& c" g0 e3 t5 f
W' V0 S/ I. Z4 \9 wF=3(6-1)-(2×7)=1
. L" J8 e; W2 t, e" d# W$ o% H1 J/ O
局部自由度(idle DOF , passive DOF)又称冗余自由度,指机构中某些构件具有局部的,并且不影响其他构件运动的自由度。
& N8 @% C5 O8 N" n4 j, z& w7 s5 g
) u1 Q! f c' G如图滚子推杆凸轮机构中,为减少高副元素的磨损,在推杆及凸轮间装了一个滚子,滚子与从动件为转动副连接,相对其有一个转动自由度,但滚子绕自身轴线的转动为局部的转动,并不影响其他构件的运动,因而它只是一种局部自由度。计算机构自由度时,应将局部自由度减去。则
. b' l4 B3 N% _* C2 EF=3×3-(2×3+1)-1=1
* R6 Q" ?, R' S& p* j3 W* ^还可将滚子与从动件视为一体:
# c! E5 y3 ^! N0 ^$ \F=3×2-(2×2+1)=1
* ]8 g7 {$ w2 h0 H
% a6 Q; a, e: j4 O$ L F, `" m/ M/ c |