自由度是什么如何确定（机械设计基础-自由度的计算）

第一章、平面机构自由度和速度分析

1.1、机构的组成

考点1、常见概念

1、构件和零件的定义

零件：制造的单元体，任何机器都是由许多零件组成。

构件：运动的单元体，由一个或者若干个零件固连在一起的独立运动的整体。

2、机构和机器

机构=机架+原动件+从动件

机器：根据某种使用要求设计的执行机械运动的装置

3、部件：独立的装配单元。

考点2、运动副

1、运动副相关概念

运动副：两个构件，直接接触并且具有相对运动的连接称为运动副。

约束；运动副对构件的独立运动所加的限制，运动副每引入一个约束，构件就会失去一个自由度。

2、运功副的分类

表1.1

3、运动链称为机构的条件：运动链必须含有机架。

1.2、机构运动简图

表1.2

续表1.2

1.3、平面机构自由度计算

考点一、自由度相关概念

1、自由度：机构的具有确定运动所必需要的独立运动参数为机构自由度。

2、自由度计算公式：

F=3n-2pl-2ph n：活动构件数 pl：低副数 ph：高副数

3、机构具有运动的条件：自由度=原动件数。

4、复合铰链

m个构件在同一处以转动副连接时，则构成复合铰链，其转动副数目为m-1个，如图1.1，C处为复合铰链。

5、局部自由度：某些构件所产生的局部自由度并不影响其他构件的运动（多出现在加装滚子情况如图1.2，通常将滚子和与其相连的构件焊接在一起）。

6、虚约束：为了改善构件的受力，，传动较大的功率，或者某种特殊需求。常用虚约束类型：

考点二、自由度计算

1、自由度计算的做题步骤：

（1）观察机构是否存在局部自由度（图中画焊接符号去除局部自由度）。

（2）观察机构是否存在虚约束（除去虚约束时，与其连接的约束副一同去掉）。

（3）观察机构是否存在复合铰链连接

（4）书写自由度计算公式

（自由度计算习题1）如图1.3所示机构，计算机构自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束必须指出。