Question

关于自由度的计算问题

希望分别说出活动件个数，转动副以及移动副和虚约束个数，还有具体的计算过程

Answer 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。