式中,n一活动构件数:P1一低幅的数目:P一高副的数目;注意:当引入一个低副 自由度就减少两个:当引入一个高副,自由度就减少一个。 、机构运动确定的条件 机构原动件数与自由度数相等,且F≥1(F>0) 例 所以是刚架结构,而不能作为机构。对上述情况,为了使机构有确定的运动,常采 取的办法:在远离原动件处 1.加一杆(F=3)和一个低幅(P1=2) F=3n-2P1-P=3×1-2×1-0=1 2.将一个低幅变为一个高副,即减去了一个约束。 四、计算机构自由度时的注意事项 1.复合铰链 2、3、4三个构件在C点形成了二个转动副,而不是一个 若m个构件在一点组成一个复合铰链时,其转动副数目:m-1个 2.局部自由度 改善接触情况 减小摩擦 F=3×2-2×2-1=1 F=3×3-3×2-1= 称小滚子处的滚动副为局部自由度。当把它焊死在从动构件上,再计算自由度时不 予考虑。 3虚约束:在运动副引入的约束中,重复的不起独立限制作用的约束称为虚约束。 加入虚约束的目的是为了改善受力状况,增加刚度等。在计算机构自由度时,应将虚约束除
式中，n－活动构件数；PL－低幅的数目；PH－高副的数目；注意：当引入一个低副， 自由度就减少两个；当引入一个高副，自由度就减少一个。 三、机构运动确定的条件 机构原动件数与自由度数相等，且 F≥1（F>0） 例 F＝3n－2PL－PH＝3×2－2×3－0 ＝0 所以是刚架结构，而不能作为机构。对上述情况，为了使机构有确定的运动，常采 取的办法：在远离原动件处 1.加一杆（F＝3）和一个低幅（PL＝2） F＝3n－2PL－PH＝3×1－2×1－0＝1 2.将一个低幅变为一个高副，即减去了一个约束。 四、计算机构自由度时的注意事项 1.复合铰链 2、3、4 三个构件在 C 点形成了二个转动副，而不是一个： 若 m 个构件在一点组成一个复合铰链时，其转动副数目：m－1 个 2.局部自由度 F＝3×2－2×2－1＝1 F＝3×3－3×2－1＝ 2 ？ 称小滚子处的滚动副为局部自由度。当把它焊死在从动构件上，再计算自由度时不 予考虑。 3.虚约束：在运动副引入的约束中，重复的不起独立限制作用的约束称为虚约束。 加入虚约束的目的是为了改善受力状况，增加刚度等。在计算机构自由度时，应将虚约束除
去不计 虚约束是在特定的几何条件下出现的。平面机构中的虚约束常出现在下列场合 1)重复移动副 两构件之间组成几个导路互相平行或重合的移动副,只有一个移动副起约束作用,其他 处则为虚约束,如图3.14所示。计算自由度时,只按一个移动副计算 压板 2E2 孔E 图3.13运动轨迹重合引入虚约束 3.14移动方向一致引入的虚约束 2)重复转动副 两构件之间组成几个轴线互相平行或重合的转动副,只有一个转动副起约束作用,其他 处则为虚约束,如图3.15所示。计算自由度时,只按一个转动副计算 图3.15轴线重合引入的虚约束 3)重复轨迹 机构中两构件相连,连接前被连接件上连接点的轨迹和连接件上连接点的轨迹重合,则 此连接引入的约束为虚约束,如图3.13b所示 4)重复高副 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分称为虚约束。如图3.16所示的行星轮系 为了受力均衡,采用了三个行星轮对称布置,从运动的角度来看,只需要一个行星轮即可满 足要求。因此其中只有一个行星轮所组成的运动副为有效约束
去不计。 虚约束是在特定的几何条件下出现的。平面机构中的虚约束常出现在下列场合： 1）重复移动副 两构件之间组成几个导路互相平行或重合的移动副，只有一个移动副起约束作用，其他 处则为虚约束，如图 3.14 所示。计算自由度时，只按一个移动副计算。 (a) (b) 图 3.13 运动轨迹重合引入虚约束 图 3.14 移动方向一致引入的虚约束 2) 重复转动副 两构件之间组成几个轴线互相平行或重合的转动副，只有一个转动副起约束作用，其他 处则为虚约束，如图 3.15 所示。计算自由度时，只按一个转动副计算。 图 3.15 轴线重合引入的虚约束 3) 重复轨迹 机构中两构件相连，连接前被连接件上连接点的轨迹和连接件上连接点的轨迹重合，则 此连接引入的约束为虚约束，如图 3.13b 所示。 4）重复高副 机构中对传递运动不起独立作用的对称部分称为虚约束。如图 3.16 所示的行星轮系， 为了受力均衡，采用了三个行星轮对称布置，从运动的角度来看，只需要一个行星轮即可满 足要求。因此其中只有一个行星轮所组成的运动副为有效约束
EBD 图3.16重复高副引入的虚约束 例3-4计算图3.17所示大筛机构的自由度。 网e2=~am 图3.17大筛机构 解由图可知,机构中的滚子具有局部自由度。顶杆3与机架8在E和E′处组成两个 导路平行的移动副其中之一是虚约束。C处是复合铰链。在计算自由度时,将滚子F与顶杆 3看成是连接在一起的一个整体,消除局部自由度,再去掉移动副E和E′中的一个虚约束 E′,复合铰链C含有二个转动副。因此,该机构的可动构件数为n=7,低副P=9,高副P=1, 由式(3-1)得 F=3n-P-P=3×7-2×9-1=2 此机构的自由度等于2。 作业:P15习题9
图 3.16 重复高副引入的虚约束 例 3—4 计算图 3.17 所示大筛机构的自由度。 图 3.17 大筛机构 解 由图可知，机构中的滚子具有局部自由度。顶杆 3 与机架 8 在 E 和 E′处组成两个 导路平行的移动副其中之一是虚约束。C 处是复合铰链。在计算自由度时，将滚子 F 与顶杆 3 看成是连接在一起的一个整体，消除局部自由度，再去掉移动副 E 和 E′中的一个虚约束 E′，复合铰链 C 含有二个转动副。因此，该机构的可动构件数为 n=7，低副 PL=9，高副 PH=1， 由式（3—1）得 F=3n-PL-PH=3×7-2×9-1=2 此机构的自由度等于 2。 作业： P158 习题 9
3.2.1-2铰链四杆机构的基本类型及演化 l、教学目的: 理解平面四杆机构的各种类型 2、重点与难点: 重点:铰链四杆机构类型 难点:铰链机构的演化 教学手段与方法:多媒体 4、教学时间:2学时 平面连杆机构的特点 平面连杆机构是由若干个构件用低副(转动副、移动副)连接,且各构件均在相互平行平 面内运动的机构,又称为平面低副构。平面连杆机构的优点是:构件间均为面接触,承载能 力强,耐磨损;构件间的接触表面是圆柱面和平面,易于制造和获得较高的制造精度:能实 现多种运动规律和运动轨迹。其缺点是:传动效率低;当构件数目多时,累计运动误差较大 高速运转时不平衡动载荷较大,且难于消除。 二、平面四杆机构及铰链四杆机构: 平面连杆机构中,以四个构件呈杆状组成的为平面四杆机构。全部用转动副连接的平面四杆 机构称为铰链四杆机构。 三、平面四杆机构可分为两类: 1.全转动副的平面四杆机构,称为铰链四杆机构 连杆 B 连架杆 连架杆 机架 D A
3.2.1-2 铰链四杆机构的基本类型及演化 1、教学目的： 理解平面四杆机构的各种类型 2、重点与难点： 重点：铰链四杆机构类型 难点：铰链机构的演化 3、教学手段与方法：多媒体 4、教学时间：2 学时 一、平面连杆机构的特点： 平面连杆机构是由若干个构件用低副(转动副、移动副)连接，且各构件均在相互平行平 面内运动的机构，又称为平面低副构。平面连杆机构的优点是：构件间均为面接触，承载能 力强，耐磨损；构件间的接触表面是圆柱面和平面，易于制造和获得较高的制造精度；能实 现多种运动规律和运动轨迹。其缺点是：传动效率低；当构件数目多时，累计运动误差较大； 高速运转时不平衡动载荷较大，且难于消除。 二、平面四杆机构及铰链四杆机构： 平面连杆机构中，以四个构件呈杆状组成的为平面四杆机构。全部用转动副连接的平面四杆 机构称为铰链四杆机构。 三、平面四杆机构可分为两类： 1.全转动副的平面四杆机构，称为铰链四杆机构；