【20160220】机械原理|机构的结构分析
' p, K0 G3 W% V. r9 A' s5 Q1 m" b0 g) C7 b
平面机构的自由度基本计算公式
7 q# n( E7 L6 J8 h2 D, L* V2 }. a3 @- I3 c7 ]- S
系统自由度F=所有运动构件的自由度-系统损失的自由度- U% v+ j0 a5 ~6 p' s) ~3 M3 ~+ l" m& f
F=3(N-1)-(3g-Σfi)=3(N-g-1)+Σfi
2 I% C) f( m8 \( i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
/ ^. z C. {3 K, t9 l, f& J) E8 j3 gF=3(N-1)-Σci/ k! i, Y# e# @% M5 @/ p
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$ b) r2 M0 R4 Q' A+ @: T5 c6 g' f! W
F=3(N-1)-(2PL+PH)" O0 }5 Z! r E9 d. u
" K% F; m6 x& A' w$ A
应用
* x, W8 {: n9 S% d
" h( W4 ]3 E) m4 F$ h
F=3(6-1)-(2×7)=1
1 c7 g- Q6 K, ?* u# t
- v. M0 F; o+ y* J2 U! Z; m! D6 ?
' h2 j# X& Y. Y7 |4 \" R0 SF=3(8-1)-(2×10)=1* T3 F, _" F! C, q5 L+ u
4 u) E$ O% j, e* {" @. g( K8 Q
- Q1 Q, A4 H, eF=3(6-1)-(2×7)=1; S+ R( }+ q2 U" e) [4 C9 ^) }
; ]; r" O- d/ n; p4 k& {7 a9 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。' `- c1 Q6 C/ q4 _' b7 k5 i
$ d: {& o4 k2 N- \6 y4 T3 Y% p
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4 O2 ]6 z0 ^- N6 ~ T9 g# \
F=3×3-(2×3+1)-1=1+ L1 |! S& N$ G2 V4 s- @' V5 u
还可将滚子与从动件视为一体:
+ L! r+ L4 g7 t R! XF=3×2-(2×2+1)=1
) ]6 v ^0 d, \( y
/ P" R: h; Z5 u3 D |