连杆自由度的计算毕业论文

如果构件1与构件7之间有一个转动副，

Fn=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1

A（B）处为复合铰链，有2个转动副

C处包括2个转动副，1个移动副

构件5大齿轮有两个高副

7为机架

（如果构件1一直保持水平{大齿轮中心与机架7的高度保持距离不变}，是不是可以假设构件1与构件7是焊死的）

其他假设

（因为大齿轮、小齿轮、齿条模数相同，有没有可能小齿轮与齿条啮合）

（小齿轮大齿轮同时与齿条啮合发生，是否会引起损伤）

注：如有错误或问题请指正，如果问题已解决，是否能将答案告知？

变式为：

（1）

（2）

图片有些模糊

乱讲，几个刚片都不知道

6个构件，A,B,C均为复合铰链，一共7个低副，齿轮一个高副，齿轮和齿条之间为两个高副，则自由度为1

机械原理考试在即，这一次我们没有来得及在课堂上做系统复习，只好通过博客的形式对机械原理做了一个简要的小结，并给出了几道典型计算题的详细求解过程。这些典型计算题来自于我校早些年的机械原理期末考试试题。其中主要包括：自由度的计算，连杆机构的设计，凸轮机构的计算，齿轮机构的计算，轮系传动比的计算几大块。机构自由度的计算是每年的必考题。因为它自身的地位的确很重要。我们设计完一套机构以后，首先需要做的第一件事情就是计算其自由度，从而可以知道它能不能运动，然后根据自由度的数目也明白，需要几个原动件才可以使得该机构有确定的运动。一般的机构都是一个自由度，因为现在比较流行一个电机驱动一套机构，至于不同机构之间运动的协调实际上是通过对电机进行PLC编程来控制的。对于机构自由度计算的考察，主要就是考察虚约束，局部自由度和复合铰链的判断，在保证判断正确以后，再代公式计算应该是一件相对简单的事情。连杆机构在现代机械中用得很多，其设计问题千变万化，一般都是根据已知条件，逐个去满足它。在实际问题中，我们一般会优先满足那些重要的条件，而接着满足次要的条件。但这并不意味着所有条件必然都可以得到满足。当发生冲突时，我们可能会舍弃一些相对不那么重要的条件，或者我们可能会重新提要求。此外，实践问题中，很多时候满足给定条件的解是无限多的，此时我们会从其中挑出相对较优的方案出来。至于什么叫最优，这就涉及到整台机器的其它要求问题。在考试中，已知行程速比系数进行机构设计是很常见的问题。在用图解法进行设计时，我们通常先把已知的尺寸全部绘制出来，然后再满足行程速比系数以及其它条件，最后一般要么是确定某一个固定铰链的位置，要么是确定杆长。当然，最后的问题总是确定杆长。

科学是相关要素间的关联关系，机械机构自由度公式是机械机构数综合的重要理论的一部分。70年代笔者在哈市某国营万人大厂工作时，厂党委十分重视革新和发明，提高质量，增加产量。特别是机械的创新与发明，按功能需要去设计机械机构中，一个重要课题是机构自由度的计算和校核，当时以 契贝谢夫（Цебышев）二维（平面）机构自由度计算公式：W=3(n-1)-2P2 -P1; 式中n-1 是机构的活动构件数，P2,加有两个约束条件的运动副数。P1只加有一个约束条件的运动副数。这是俄国机械科学家 契贝谢夫提出来的计算公式。 计算起来较繁杂。能不能有我们自己的公式问世呢？计算略微简单些呢？ 自由度也是一种约束与活动度的数量关联关系，能不能从其中要素（约束数）间找出其规律性的东西呢？， 现象往往是启发人们认识和认知的窗口，能从现象中和现象的背后看破问题和问题的交汇点是人们认识提高和升华的体现。 当看到架子工为何用三角构型中能使架子稳定，三角形构架具有稳定性，四连杆机构具有一个自由度，，三连杆是稳定构架，自由度为零，四连杆是有唯一运动（一个自由度）的机构，从三点约束自由度为零和四点约束自由度为1的功能异同点中找出其关联的共同性：3/3余数为零：4/3余数为1，再看其余机构是否也有其关联特性，实践各种例证是检验认识正确与否的尺度。请看如下例证：F= n-3N; 即n/3=N…F     规律是客观存在的，不是发明出来的，规律的发现是有心人在各种现象中看到现象的结构要素及量值关联而发现的。 从此就有了我自己的 机构自由度计算公式：F=n-3N, n为有效约束数目，N为有效约束数的3的商数。被称为自由度的计算余数法则 牛顿发现了力和物体的运动的惯性定律。其实 惯性定律 不仅是力和物体运动的属性和规律也存在于其它方面。 一种机械机构或机械装置自由度表 达了其功用 和 功能要求 。 自由度为1的机械机构：主要用来将一个输入运动转变为另一个所需要求的输出运动。 自由度为0的机械机构，是将机构转变为不可动结构形式的过程，如变异机构的锁扣，桁架，钢结构等 自由度为-1的机构：主要用于带有预负荷内力或一施加内力的装置设计上 。 自由度为2的机构：用于差动机构或装置，及浮动施加力能输出的机构设计中，或将两种输入运动或力能合成为一个所需的运动输出设计中。 保证A,B同步运动，机构设计不正确在于有效约束为8/3,,其余数为2，自由度为2必然失去唯一同步运动的可能行；保证AB同步运动，机构设计正确的理论是有效约束数为4,4/3,余数为1，所以其机构设计正确。 设计理论是优势设计的引擎和保证。 本计算公式曾作为【平面机构数综合雏议】论文刊登在全国第四届机构创造发明学术会议论文选集第9页中。 当初90年代笔者所在企业不景气无力出席学术会议，由我的同学带论文参加会议，据同学说当时受到不少机械科学专家教授的赞誉。 本人将把几十年对机构学的专研和爱好，再度提升水平，和升华理论程度，让机构型数综合以及机构构成学添加理论基础和应用成果。 有的教授和专家说：我们咋想不到这个关联关系呢，这也就点破了问题的实质， 企业工程师的技术是企业的第一资源，是不脱离需要实际，不脱离制造和工艺实际，是实际需要和兴趣造就了企业工程师的能力性。和其它行业的状况不同。 特别是面对市场需要企业机械工程师要以自己的技术优势赢得市场急需 。拉瓦尔是瑞典企业工程师他研发的拉瓦尔管为后来的超音速飞行器打下了理论和结构基础。 重视企业机械工程技术人员应该是我们的共识，本人虽年过古稀，在机械机构上有所偏爱。利用余生将把机械运动链研究提高到一个新高度，除了瓦特运动链，和斯蒂芬逊运动链外我将要搞出我们自己的运动链型，及机构创新学，成为机械行业的发展，让机械设计为企业发展做出应有的贡献！