3. 组成平面低副的两构件之间,有()个相对自由度,相互受到()个约束边缘构件范围。

运动链的自由度计算
&&课程内容
1.3.1 运动链的自由度计算
1. 运动链自由度的概念:
&&& 确定运动链中各构件相对于其中某一构件的位置所需的独立参变量的数目称为运动链的自由度。
2. 自由度的计算
&&& 运动链的自由度取决于活动构件的数目、联接各构件的运动副的类型和数目。
(1〕运动链自由度计算的一般公式
&&& 设一个运动链中共有N个构件,当取其中一个构件相对固定作为机架时,则其余活动构件的数目为n=N-1。在用运动副将所有构件联接起来前,这些活动构件具有6n个自由度。
&&& 当用个1级副、个2级副、个3级副、个4级副和个5级副联接成运动链后,这些运动副共引入了个约束。
&&& 由于每引入一个约束构件就失去了一个自由度,故整个运动链相对于机架的自由度数为
&&&& (1.1)
&&& 该式为运动链自由度计算的一般公式。
(2〕含有公共约束的运动链自由度计算公式。
&&& 在工程实际中,常常遇到一些运动链,由于其运动副结构和布置的特殊性,所有构件常同时受到某些共同的约束,这些约束称为公共约束。
&&& 对于具有q个公共约束的运动链,其自由度计算公式应改写为
 &&&&&&&&&&
& q:公共约束数,其可取之值为0,1,2,3,4 。
& k:运动副的级别,其取值范围为(q+1〕~5 。
(3〕平面运动链自由度的计算公式
在右图所示的平面运动链中,由于所以构件中均不能沿Z轴移动,也不能绕X和Y轴移动,故平面运动链具有的公共约束数q=3。将q=3代入式(1.2),可得平面运动链的自由度计算公式为&&&&&&&
即&&&&&&&&&&&&&
该式表明:平面运动链中只有4级副和5级副。通常平面运动链中的4级副为平面高副(如齿轮副和凸轮副),5级副为平面低副(转动副和移动副)。
例1:下图所示为由两个圆锥齿轮和机架所组成的运动链,请你计算该运动链的自由度数目。
请指出活动构件数n:
判断有无公共约束并指出公共约束q=
0& 1& 2& 3&& 4&&& &
运动副的种类和数目:构件1与机架组成转动副,构件1与2组成平面高副,构件2与机架组成转动副,故该运动链的自由度数为
&&&&&&&&&&&
例2:试计算如图所示运动链的自由度。
活动构件数n=&&
平面低副数=&
平面高副数=
故该运动链的自由度您所在位置: &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
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平面机构的基础知识 如绪论所述,机构是一个构件系统,为了传递运动和力,机构各构件之间应具有确定的相对运动。但任意拼凑的构件系统不一定能发生相对运动;即使能够运动,也不一定具有确定的相对运动。讨论机构满足什么条件构件间才具有确定的相对运动,对于分析现有机构或设计新机构都是很重要的。 所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构,否则称为空间机构。目前工程中常见的机构大多属于平面机构,因此,本章只讨论平面机构。
平面机构的运动副及其分类 一个作平面运动的自由构件具有三个独立运动。如下图所示,在XOy坐标系中,构件S可随其上任一点A沿x轴、y轴方向移动和绕A点转动。这种相对于参考系构件所具有的独立运动称为构件的自由度。所以一个作平面运动的自由构件有三个自由度。
机构是由许多构件组成的。机构的每个构件都以一定的方式与某些构件相互联接。这种联接不是固定联接,而是能产生一定相对运动的联接。这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副。构件组成运动副后,其独立运动受到约束,自由度便随之减少。 两构件组成的运动副,不外乎通过点、线或面的接触来实现。按照接触特性,通常把运动副分为低副和高到两类。 1.低副 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。平面机构中的低副有转动到和移动到两种。 (1)转动到若组成运动副的两构件只能在一个平面向相对转动,这种运动副称为转动副,。或称铰链,如下左图所示。
(2)移动副若组成运动副的两个构件只能沿某一轴线相对移动,这种运动副称为移动副,如下右图所示。
两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
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机构的组成§3-2 机构运动简图§3-3
平面机构的自由度机械设计基础§3-1
机构的组成?作平面运动的自由式构件(如图所示)则只有三个自由度,这三个自由度可以用三个独立的参数x、y和角度θ表示。构件的自由度——构件所具有的独立运动数目。约束——对构件的独立运动所加的限制。一、运动副机械设计基础?定义:运动副是使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的,构件组成运动副后,其独立运动受到约束,自由度便随之减少。分析:1、构成机构的两个基本要素是构件和运动副。2、运动副的基本特征是:①具有一定的接触形式,并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素;②能产生一定形式的相对运动。?分类(3种):1、按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。运动副、约束、自由度三者之间的关系机械设计基础2、运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、螺旋副和球面副等。3、如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动,则称为平面运动副;如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动,则称为空间运动副。(一)低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。转动副和移动副都属于低副。⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件,则该转动副又称为固定铰链,否则称为活动铰链。机械设计基础转动副机械设计基础转动副的表示方法机械设计基础(2)移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副,移动副及其简图符号表示如下图所示。移动副移动副的表示方法机械设计基础(二)高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。如图所示。用简图表示高副时,应将两构件接触处的几何形状绘出。对于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副,可按规定的简图表示。机械设计基础一个低副引入2个约束,保留了1个自由度。一个高副只引入1个约束,保留了2个自由度。机械设计基础二、运动链?定义:两个以上构件通过运动副连接而构成的可动系统。?分类(首尾两构件是否相连接):1播放器加载中,请稍候...
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