自由与约束

11 ((aa)) 22 33
((bb)) 8
虚约B束及其出2 现的六E 种情C况
B
2
C
A
•1两构件间两个或以上3 同轴1转动副
• 4F
D 平A 行移动4副, F
5
AB• CD BC AD BE AF 共法线高副。 CD
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3
D
• 两 杆将构此件两运点动用时转其动上副两联点接距，离…保F持不变，若用一
5
B
A
C
B
A
C
A
A1
B
1
B
2
2
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C
C
A
A1
B
1
B3
C
3
2
2
6
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3. 机械自由度(DOF)及计算公式：自由与约束
DOF= 3N-2PL-Ph
1 22 机构具有确定运动的条件：原动件数=自由度数 1 33 计算机构自由度时需注意的问题
复合铰链 局部自由度
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• 机 处 行方构 通向运过移动转动时动，构 副…件 增上 加某 一A点 滑轨 块Dn迹 使为 其O直 沿线原1直，B 线若轨在n 迹此B平点
• 机构中结构对称部分3
1
A2
2
CE
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4
39
AB=BC=BD
关于虚约束： (1) 可以提高机构刚度，改善受力条件，应用广 泛。
(2) 计算自由度时可以取消虚约束 并不意味着实际 机器中也可以取消虚约束。
F=3N-2Pl=0
Pl=(3/2)N
基本杆组
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杆组的级别与机构的级别 II级杆组
Group name RRR
RRP
1B
A
2
3
RPR B2
1 A
PRP
3
A4
12
Schematic diagram
B1 2A
C
A1B 2
3
Inner pair Ｂ 201O9/1u2t/e9r pairs Ｃ，Ａ
A1B 2
3
Revolute B Ａ,
Sliding pair
B2
1 A
B2
1 A
Sliding pair Ａ,
Revolute B
4
2 A1
3
Revolute A Sliding pair 1-132 Sliding pair 2-4
3E
A
B
A
1
D
2
C
4
F
1
D
(a)
E D
1
3
A 2B
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spatial cam pair
2
运动链与机构
3
2 1
4
2
1
3
4
3
2
1
4
5
6
闭链
23
1
4
2
1
34
2
5
1
4
3
开链
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3
平面机构与空间机构
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4
2. 机构运动简图
构件与运动副的符号 ，会认会画
什么是机构的运动尺寸？ 绘制步骤
G
ω1
5
E
C
B
3
4
2
A
F
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(3) 所有的虚约束的出现都必须满足一定的几何条件， 否则就是实约束。
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4. 机构的组成原理与结构分析
高副低代
1个平面高副 =1个构件 +2 个低副=1个约束
机构的组成原理
机构=基本机构 + 从动件系统
机架,驱动件及其联接两者之 间的运动副
所有其它构件和 运动副
从动件系统的自由度=0.
Planar kinematic pair: revolute pair
sliding pair
planar gear pair
planar cam pair.
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Spatial kinematic pair: screw pair
spherical pair
spatial gear pair
III级杆组
E
23
F
B
4
C
(b)
C
4
F
E3
C
A
2B 4
1
D
F
(c)
E
D
3
1 2C
A
B
4 (e)
F
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机构结构分析 杆组拆分
拆分以前先进行高副低代，并将虚约束、局部自由 度等取消。
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