教案平面机构的自由度.doc
平面机构的自由度【教学目的】1、掌握运动链成为机构的条件。2、熟练掌握机构自由度的计算方法。能自如地运用自由度计算公式计算机构自由度，尤其是平面机构的自由度。【教学内容】1、引出自由度的概念，明确自由度和约束的关系；2、推导自由度计算公式，并加以举例说明；3、学会利用公式计算平面机构的自由度。【教学重点和难点】1、机构自由度的计算【教学方法】1、课堂以讲授为主，结合实物文件进行分析讲解。2、注重师生交流，提倡师生互动，上课时细心观察学生的反应，课间与学生交谈，了解学生的掌握情况，根据反馈的信息，适当地调整授课内容和方法等。【教学内容】1、 概念：平面机构的自由度机构具有确定运动的独立运动参数称为机构的自由度。2、自由度的引入构件的独立运动称为自由度。一个作平面运动的自由构件具有3个独立的运动，见图1。图1 平面自由度即沿x轴、y轴移动及绕垂直于xoy面的轴线的转动。构件组成运动副后，其运动就受到了约束，其自由度数随之减少，不同类型的运动副带来的约束不同。如图2移动副中，限制了2相对1沿垂直于导路的移动及相对限制转动，引入两个约束。如图3中转动副限制了2相限制1沿x轴y轴移动，引入两个约束。如图4高副中，限制了2相对1沿法线轴的移动，引入一个约束。图4 高副及表示符号3 自由度公式的推导如设平面机构共有n个活动构件（不包括机架），当此机构的各构件尚未通过运动副联接时，显然它们共有3n个自由度。当两构件构成运动副之后，它们的运动就将受到约束，其自由度将减少，假设各构件间共构成了个低副和个高副，自由度减少的数目等于运动副引入的约束（）。于是，该机构的自由度应为 （1）4 自由度的计算图5 平面四连杆机构 图6 平面五连杆机构（1）三个活动构件，四个低副，零个高副。（2）四个活动构件，五个低副，零个高副总结：平面机构自由度的计算是教学中的重点和难点，计算自由度时需要找准活动构件的个数，注意低副和高副的约束，然后进行计算。
