第一章:平面机构中的自由度及速度分析
1.1:机构的构成解析
重点一:常见定义和概念
一、构件与零件的界定
零件:作为制造的基础单元,任何机器均由多个零件组合而成。
构件:是运动的单元,由一个或多个零件固定连接,形成能够独立运动的整体。
二、机构与机器的区别
机构构成:机架、原动件、从动件共同构成一个完整的工作机制。
机器:是根据特定功能或使用需求设计的执行机械运动的装置。
三、部件:作为独立的装配单元。
重点二:运动副的相关知识
一、运动副的基本概念
运动副:当两个构件直接接触并产生相对运动时,它们之间的连接即被称为运动副。
约束:运动副对构件的独立运动施加的限制,每增加一个约束,构件的自由度即会减少。
二、运动副的分类(见表1.1)
三、运动链成为机构的条件:必须包含机架。
1.2:机构运动简图的表示
表1.2及续表(此处省略具体内容,仅提供表格形式)
1.3:平面机构自由度的计算
重点一:自由度的相关概念及计算方式
一、自由度的定义:机构具有确定运动所需的独立运动参数即为自由度。
二、自由度的计算公式:F=3n-2pl-2ph,其中n为活动构件数,pl为低副数,ph为高副数。
三、机构能够运动的条件:自由度等于原动件的数量。
四、复合铰链的说明
当m个构件在同一点通过转动副连接时,便构成复合铰链,其转动副的数量为m-1个。如图1.1中C处所示。
五、局部自由度的理解
某些构件产生的局部自由度不会影响其他构件的运动,如在加装滚子的情况下(如图1.2),通常将滚子和与其相连的构件焊接在一起。
六、虚约束的介绍
重点二:自由度的具体计算步骤
一、计算自由度的步骤流程:
(1) 检查机构是否存在局部自由度;
(2) 判断机构是否存在虚约束;
(3) 确认机构中是否有复合铰链的连接;
(4) 书写并应用自由度计算公式。以图1.3所示的机构为例,计算其自由度,并指出是否存在复合铰链、局部自由度或虚约束。