【20160220】机械原理|机构的结构分析5 K3 |7 e. l1 z: e+ x* ]
9 u/ J, i5 w2 k3 V% ]平面机构的自由度基本计算公式
2 w" l; o) v/ q" O; k* }0 F4 w: x1 N3 A, f* f. R& a4 x( u
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 N! U( D- \, \: }5 k9 Z
F=3(N-1)-(3g-Σfi)=3(N-g-1)+Σfi
9 q9 l2 M" [ s8 f- y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; a3 l% E# Z5 M
F=3(N-1)-Σci
9 s: v6 W! z' O2 r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
3 X" _. g; T! d$ n! zF=3(N-1)-(2PL+PH)
2 @' E0 T, n( R; u- R [3 S! k. j* k
5 d# y W- _" v0 y* n# W5 {应用% N* H% Q! u$ S! G0 R( t, c
& k8 E6 }# T6 _# s
F=3(6-1)-(2×7)=1: s. H4 U: U0 x o% g& ~* }
2 G/ A4 ^: R( ]4 I( r
# @0 }- m+ e7 h% w" F# dF=3(8-1)-(2×10)=1
) o" K9 H) i4 p5 c' B/ ?9 t( U! u! n/ f, @
1 d; `' |( S: |3 a
F=3(6-1)-(2×7)=1
5 m$ V3 B* \1 t% n
; P. }0 |4 y. P4 r% ~4 u; Z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。
1 x" v6 {4 I: f% Z8 a' ~# h
' [, K1 o/ p- o; Z! N
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
( C$ ^) N; y+ w1 E6 I7 y& MF=3×3-(2×3+1)-1=1
_3 Q5 O' q- ]8 T# n还可将滚子与从动件视为一体:
6 w3 J$ M& Y1 zF=3×2-(2×2+1)=1
: @0 U6 |0 |+ _( N1 ^; S4 _( B! p; O$ Q
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