什么是机构的自由度（什么叫机构的自由度）

本文目录

• 什么叫机构的自由度
• 什么是机构的自由度
• 机构自由度计算是什么
• 求解机构的自由度
• 机械中自由度的定义是什么
• 何谓机构的自由度
• 自由度的定义
• 机构自由度的意义是什么如果原动件数目与自由度数目不符，将产生什

什么叫机构的自由度

就是在运动的构件的数目，比如铰链四杆机构就是有三个活动构件(一个是机架是不动的)。

拓展资料：

构件是系统中实际存在的可更换部分，它实现特定的功能，符合一套接口标准并实现一组接口。构件代表系统中的一部分物理实施，包括软件代码(源代码、二进制代码或可执行代码)或其等价物(如脚本或命令文件)。在图中，构件表示为一个带有标签的矩形。

在工程实际中，各种机械与结构得到广泛应用。组成机械与结构的零、构件，在工程力学中统称为构件。

什么是机构的自由度

一个杆件（刚体）在平面可以由其上任一点A的坐标x和y，以及通过A点的垂线AB与横坐标轴的夹角等3个参数来决定，因此杆件具有3个自由度。

【计算公式】F=3n－（2PL +Ph ) n:活动构件数，PL：低副约束数Ph:高副约束数。

计算平面机构自由度的注意事项：

复合铰链－－两个以上的构件在同一处以转动副相联。复合铰链处理方法：如有K个构件在同一处形成复合铰链，则其转动副的数目为（k-1）个。

局部自由度：构件局部运动所产生的自由度，它仅仅局限于该构件本身，而不影响其他构件的运动。局部自由度常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦变为滚动磨擦所增加的滚子处。处理方法：在计算自由度时，从机构自由度计算公式中将局部自由度减去。

虚约束－－对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由度时应去掉虚约束。虚约束都是在一定的几何条件下出现的。常见有以下几种情况：

两构件联接前后，联接点的轨迹重合。如：平行四边形机构，火车轮，椭圆仪。

机构自由度计算是什么

机构自由度计算是机构具有的独立运动的数目。设平面的坐标系为xoy，则这三个公共约束为绕x轴和y轴的转动及沿z轴方向的移动，组成机构的运动副只有转动副，移动副和平面高副三种类型。

机构自由度计算注意事项

复合铰链表示构件1与构件23组成两个转动副，当两个转动副的轴线间距离缩小到零时，两轴线重合，局部自由度在机构中如某构件的运动，并不影响整个机构的运动，这种与整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。

实际上滚子绕其自身轴线的自由转动是局部自由度应除去不计，虚约束在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，这些在机构中与其它约束重复而不起限制运动作用的约束称虚约束。

求解机构的自由度

1、定义 在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。在计算机构自由度时, 应将机构中的局部自由度除去不计。 例如，在图a中，由于滚子是圆形的，它的转动与否动并不影响其它构件的运动，因此，假想的将滚子和推杆焊接起来（图b）并不影响机构的运动，故该机构中活动构件的个数n应为2而不是3，机构的自由度也应是1，即 F=3n-2PL-PH=3×2－2×2 - 1 =1 2、去除局部自由度应采取的措施： （1）设想将滚子与安装滚子的构件焊成一体，预先排除局部自由度，再计算机构自由度。如上图b)： n=3 Pl=2 Ph=1 F=3*2-2*2-1=1。 （2）直接从机构自由度计算公式中减去局部自由度的数目F＇即有自由度计算公式。 F=3n-2PL-PH-F’ ∴ n=3 Pl=3 Ph=1 F=3n-2PL-PH-F’=3*3-2*3-1-1=1 注意：局部自由度处通常是带有滚子的地方。 局部自由度 英文：Partial ****dom

机械中自由度的定义是什么

　　自由度的定义：根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目，称为机构自由度，其数目常以F表示。 　　自由度简介： 　　1、如果一个构件组合体的自由度大于零，构件组合体就可以成为一个机构，即表明各构件间可有相对运动，如果构件组合体的自由度等于零，则构件组合体将是一个结构，即已退化为一个构件； 　　2、机构自由度包含有平面机构自由度和空间机构自由度，一个原动件只能提供一个独立参数； 　　3、平面机构自由度，一个杆件在平面可以由其上任一点A的坐标x和y，以及通过A点的垂线AB与横坐标轴的夹角等3个参数来决定，因此杆件具有三个自由度； 　　4、空间机构自由度，一个杆件，在空间上完全没有约束，那么这个杆件可以在三个正交方向上平动，还可以以三个正交方向为轴进行转动，那么这个杆件就有6个自由度。

何谓机构的自由度

在物理学中，“自由度”是一个重要的概念，它描述了一个体系所能取得的不同状态数量。机构是由若干个构件组成的系统，机构的自由度是指机构能够****的最小独立数，它是机构运动时可变坐标的数目。

机构的自由度通常通过分析机构中构件之间的连接方式和关系来确定。例如，独立转动副的自由度为1，它只能绕一个轴旋转；平面平移副的自由度为2，它可以在平面内进行任意平移；球面副的自由度为3，可以进行任意方向的旋转。当机构中构件连接方式相同时，其自由度可以通过数学计算确定。

机构的自由度数目可以影响机构的运动能力。例如，如果机构自由度不足，就不能够实现某些特定的运动方式，因为机构运动的自由度数目不能满足运动的需求。一些机械设计中常见的运动形式，如平面连杆机构的旋转运动或直线运动、曲柄摇杆机构的往复运动等，都需要机构具有特定的自由度才能够稳定运动。

因此，在机构设计和优化过程中，对机构的自由度的合理评估和控制是十分重要的，它可以为机构的功能特性提供重要的参考和保证。

自由度的定义

自由度的定义如下：维基百科将自由度描述为当以样本的统计量来估计总体的参数时，样本中独立或能自由变化的数据的个数称为该统计量的自由度。

自由度是根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目（亦即为了使机构的位置得以确定，必须给定的独立的广义坐标的数目），其数目常以F表示。

统计学上，自由度是指当以样本的统计量来估计总体的参数时，样本中独立或能自由变化的数据的个数，称为该统计量的自由度。一般来说，自由度等于独立变量减掉其衍生量数。举例来说，变异数的定义是样本减平均值(一个由样本决定的衍生量)，因此对N个随机样本而言，其自由度为N-1。

热力学中相平衡条件下自由度的定义。定义：一个平衡系统中，在不引起旧相消失或新相产生的条件下，可以独立改变的强度（如温度、压力和组成）称为自由度，自由度的数目称为自由度数，用“f”表示。

力学术语自由度，指完整地描述一个力学系统的运动所需要的独立变数的个数。

机构自由度的意义是什么如果原动件数目与自由度数目不符，将产生什

机构自由度是机构所具有的独立运动的数目。

原动件》自由度，无法运动，可能崩坏；原动件《自由度，运动不唯一。

当原动件的数目=自由度数，机构有确定的运动；

当原动件的数目》自由度数，机构无法运动，机构损坏；

当原动件的数目《自由度数，机构无确定的运动。

作用

使机构具有确定运动时所必须给定的独立运动数目。平面铰链四杆机构，当构件2按给定的角位移规律θ2＝θ2（t）运动时，其余各构件的运动就随之确定，因而该机构的自由度数为1。构件2是机构中接受外界独立运动的构件，称为机构的主动件，其余构件称为从动件。欲使机构具有确定运动，应使机构的主动件数等于其自由度数。

以上内容参考：百度百科-机构自由度