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第3讲 自由度计算注意事项第3讲 自由度计算注意事项2.6 计算平面机构自由度时应注意的问题计算图中圆盘锯机构的自由度解：活动构件数n=7 低副数 PL=6 高副数 PH=0F=3n 2PL PH =37 26 0 =9计算结果肯定不对！ 1、复合铰链两个以上的构件在同一处以转动副相联，如图所示。计算时：m个构件, 有m1转动副。上例中：在B、C、D、E四处应各有2个运动副。所以圆盘锯机构的自由度计算为：解：活动构件数n=7 低副数 PL=10F=3n 2PL PH =37 2100=1计算图中两种滚子凸轮机构的自由度。解：左边机构n=3，PL=3，PH=1F=3n2PLPH =33231=2对于右边的机构，有： F=32 22 1=1事实上，两个机构的运动相同，且F=1 2、局部自由度定义：构件局部运动所产生的自由度。出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp（局部自由度）本例中局部自由度 Fp=1F=3n2PLPHFP =332311=1或计算时去掉滚子和铰链： F=32221=1滚子的作用：滑动摩擦变为滚动摩擦。计算图中平行四边形机构的自由度，已知：AB、CD、EF互相平行。解：n=4，PL=6，PH=0F=3n2PLPH =3426 =0计算结果肯定不正确！3、虚约束 对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。 FEAB CD ，故增加构件4前后E点的轨迹都是圆弧。增加的约束不起作用，应去掉构件4。如图227所示。重新计算：n=3, PL=4, PH=0F=3n2PLPH =3324=1特别注意：此例存在虚约束的几何条件是：AB、CD、EF平行且相等。 出现虚约束的场合：1)、两构件联接前后，联接点的轨迹重合，如图2-28所示平行四边形机构，椭圆仪，火车轮等。2)、两构件构成多个移动副，且导路平行，如图2-29。3)、两构件构成多个转动副，且同轴，如图2-30。4)、运动时，两构件上的两点距离始终不变，如图2-31。5)、对运动不起作用的对称部分。如 多个行星轮，如图2-32。6)、两构件构成高副，两处接触，且法线重合。如图2-33等宽凸轮。注意：法线不重合时，变成实际约束！如图2-34。注意：各种出现虚约束的场合都必须满足一定几何条件的!虚约束的作用：1)、改善构件的受力情况，如多个行星轮。2)、增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。3)、使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。例：计算图235包装机送纸机构的自由度。分析：复合铰链: 位置D ，2个低副局部自由度2个虚约束1
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