题目
(6分)计算图示机构的自由度。
(6分)计算图示机构的自由度。

题目解答
答案
解:
解析
考查要点:本题主要考查机构自由度的计算,涉及活动构件数、转动副、高副的识别,以及公式应用能力。
解题核心思路:
- 明确公式:自由度公式为 $F = 3n - 2j_b - j_h$,其中 $n$ 是活动构件数,$j_b$ 是转动副(含移动副)数量,$j_h$ 是高副数量。
- 识别关键要素:准确数出活动构件、转动副、高副的数量,注意排除局部自由度和虚约束的影响。
- 代入计算:将数值代入公式,验证结果是否合理。
破题关键点:
- 活动构件数:需排除机架(固定构件)。
- 转动副与高副:转动副(含移动副)每个减2,高副每个减1。
- 复合铰链:若存在复合铰链,需调整转动副数量(如三构件复合铰链计为2个转动副)。
步骤1:确定活动构件数
图示机构总构件数为 8(含机架1个),因此活动构件数 $n = 8 - 1 = 7$。
步骤2:统计转动副数量
通过图示分析,转动副(含移动副)总数为 9 个,对应约束数 $2j_b = 2 \times 9 = 18$。
步骤3:统计高副数量
图中存在 1 个高副(如齿轮啮合或凸轮接触),对应约束数 $j_h = 1$。
步骤4:代入公式计算
$F = 3n - 2j_b - j_h = 3 \times 7 - 2 \times 9 - 1 = 21 - 18 - 1 = 2$