第1章 平面机构的自由度和速度分析教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“教案平面机构的自由度”。
第1章 平面机构的自由度和速度分析
平面机构——所有构件在相互平行的平面内运动的机构
§1-1 运动副及其分类
构件的自由度——构件所具有的独立运动数目。
作平面运动的构件(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。如图所示
约束——对构件的独立运动所加的限制。
运动副——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。
由运动副的定义可知：构成机构的两个基本要素是构件和运动副。
按运动副元素接触形式可将运动副分为低副和高副。1.低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。
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。如图所示
⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，如图所示
2.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
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，不在本书讨论范围
§1-2 平面机构运动简图
实际构件外形结构很复杂，为了使问题简化仅用线条和符号来表示构件和运动副
机构运动简图——并按一定的比例尺定出各运动副的位置，再用规定的运动副符号和简单的线条或几何图形表示机构各构件间相对运动关系的一种简化图形。
运动简图中构件和运动副的表示方法如图所示 画阴影线的构件表示机架
构件的表示方法如图所示
任何机构都包含机架、原动件和从动件3个部分。⑴ 机架——是用来支承活动构件的构件。
⑵ 原动件——是运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的，又称为输入构件。
⑶ 从动件——是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。相对于机架有确定的相对运动。
从动件的运动规律取决于原动件的运动规律和机构的结构。当机构的结构确定之后，从动件的运动规律完全取决于原动件的运动规律。
§1-3 平面机构的自由度
一、平面机构自由度计算公式
作平面运动的自由构件有三个自由度。当两构件组成运动副后，它们的相对运动就受到限制（约束），自由度随之减少。
不同类型的运动副引入的约束不同，保留的自由度也不同。平面机构中 每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度，保留一个自由度。 每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度，保留两个自由度。
在机构中，若共有K个构件，除去机架外，其活动构件数为n=K-1。显然，这些活动构件在未组成运动副之前，其自由度总数为3n，当它们用PL个低副和PH个高副联接组成机构后，因为每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，所以，总共引入(2PL+PH)个约束。故整个机构的自由度应为活动构件的自由度总数与全部运动副引入的约束总数之差，用F 表示，即
F=3n-2PL-PH
(1-1)
由上式可知：机构自由度F取决于活动构件的件数与运动副的性质（高副或低副）和个数。
机构的自由度——指机构所具有的独立运动数目。
从动件不能有独立运动，只有原动件才有独立运动，每个原动件具有一个独立运动，故机构的自由度数应当与原动件数相等
例题：
二、计算平面机构自由度时应注意的事项
1，复合铰链
由两个以上的构件在同一处以转动副相联就构成复合铰链。由三个构件汇交成的复合铰链如图所示。
由K个构件以复合铰链相联接时构成的转动副数为(K-1)个。计算自由度时要特别注意“复合铰链”。
例题：
2，局部自由度
不影响机构中其它构件相对运动的自由度称为局部自由度。如右图所示。
在计算机构的自由度时，要排除这个局部自由度。
例题：
3，虚约束
有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构的运动不起独立限制作用，这种约束称为虚约束。
计算机构自由度时，应将产生虚约束的构件连同它所带入的运动副一起除去不计。如图所示
例题：
