平面机构的自由度和速度分析

平面机构的自由度和速度分析的思维导图，内容有自由度、运动副、机构中构件分类、机构运动简图、平面机构自由度计算公式、计算平面机构自由度的注意事项、速度瞬心，一起学习。

平面机构的自由度和速度分析

• 自由度
  • 独立运动的数目称为自由度
  • 一个做平面运动的自由构件具有三个自由度
• 运动副
  • 两构件直接接触并能产生相对运动的连接，称为运动副。
  • 构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度随之减少
  • 两构件组成运动副，其接触不外乎点线
  • 低副
    • 两构件通过面接触，组成的运动副称为低副。
    • 转动副：两构件只能在平面内相对运动
    • 移动副：两构件只能沿某一方向做相对直线移动
  • 高副
    • 两构件通过点或线接触所组成的运动副称为高副
• 机构中构件分类
  • 固定构件（机架）：用来支撑活动构件（运动构件）的构件
  • 原动件（主动件）：运动规律以知的活动构件。
  • 它的运动是由外界输入的，又称输入构件
  • 从动件：除原动件运动而运动的其余运动构件。
  • 其中输出预期运动的，从动件称为输出构件，其他从动件则起传递运动的作用。
  • 任何机构必有一个构件被相对的看作固定构件
• 机构运动简图
  • 转动副的表示：用圆圈表示转动副，其圆心代表相对转动轴线。
  • 表示移动副时：重点是反映出两条线之间的相对直线移动方向，即移动负的导入方向
  • 高副：应当画出两个件接触处的曲线轮廓
  • 绘制方法
    • 看构件：数字表示构件编号
    • 运动副：大写字母表示运动副
• 平面机构自由度计算公式
  • 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度
  • 低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度
  • 机构：机架＋原动件＋从动件（驱动件，输出构件）
  • 运动副的约束最多为2，最少为1
  • 机构自由度以F表示,活动建构树为n=K-1(除去固定构件)
  • 自由度数目-(低副数＋高副数)
  • F=3n-2pl-ph
  • 机构的自由度是机构相对机架具有独立运动的数目
  • 机构具有确定运动的条件是：机构自由度F>0且F=原动件个数。
• 计算平面机构自由度的注意事项
  • 复合铰链
    • 两个以上构件同时在一处用转动副相连接就构成复合铰链
  • 局部自由度
    • 输出构件运动无关的自由度，计算时应予以排除。
  • 虚约束
    • 重复而对机构运动不起限制作用的约束，称为虚约束或消极约束。计算时应当除去不计。
    • 虚约束的判断：两构件之间组成导路方向平行的多个移动副时，只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束
• 速度瞬心
  • 相对运动可看作让某一重合点的转动，该重合点称为速度，瞬心或损失回转中心，简称瞬心。
  • 瞬心是该两刚体上绝对速度相同的重合点（简称同速点
  • ）
  • 两个刚体都是运动的，其瞬心是相对瞬心。
  • 两缸体之一是静止的，其瞬心是绝对瞬心。
  • N=K(K-1)/2(包含机架)
  • 做相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个顺序位于同一直线上