【20160220】机械原理|机构的结构分析/ q7 y3 |: J9 t5 s' Z( \
& i$ i. h0 }1 _4 Y1 s3 d5 k& p
平面机构的自由度基本计算公式
* m5 P/ N) V' v4 x* c
% z( o$ c7 z: C$ R" _9 O) D系统自由度F=所有运动构件的自由度-系统损失的自由度0 {6 u( k6 }1 ?% @% `# G! X
F=3(N-1)-(3g-Σfi)=3(N-g-1)+Σfi; C8 p* t6 S. L; |+ @( q. V
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
$ _- M# ^$ F; `) gF=3(N-1)-Σci+ g/ J2 S8 a) n3 j
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" X9 C+ {, ^3 [* j. s" K& o
F=3(N-1)-(2PL+PH)! F; P3 C9 ]1 R5 v4 S9 F
A# E- ]' A8 S# [; b$ {9 [
应用
8 I2 u3 r1 X1 ~# d
* p! |: ^( w$ x7 a7 V' S9 R
F=3(6-1)-(2×7)=1
9 u/ E% Y K- G9 K# V
+ g/ S2 S4 `. j1 {3 `, C0 v
3 ^- z" [, V; i8 f2 r0 D6 m3 aF=3(8-1)-(2×10)=1
% J& S" i' h: _" O, F/ g0 |+ M& C5 k$ G! P) O* i( v
" ^3 [0 E3 Y" R. [6 @F=3(6-1)-(2×7)=1
; r: Z/ N, ]( O$ ~/ q& i) E* n4 k1 e' b
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。
% X$ [1 b$ ]6 x a8 p- p3 b
/ L8 Q. Y) }: |) b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 D6 U! |/ K% l2 V& q+ `! i
F=3×3-(2×3+1)-1=14 d f- p& u; p X
还可将滚子与从动件视为一体:: d) D+ Y- j; I( Q
F=3×2-(2×2+1)=16 R: N, N# S0 d2 H- K: y
; r: u, M: s% u4 G( h |