機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第1章平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析(已修改)
2025-01-19 19:37 本頁(yè)面
【正文】 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析 167。 1－ 3 平面機(jī)構(gòu)的自由度 學(xué)習(xí)要點(diǎn)： ?要求： 掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法，明確平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。 ?重點(diǎn)及難點(diǎn)： 自由度計(jì)算，虛約束 ?機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間應(yīng)具有 確定的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或無(wú)規(guī)則亂運(yùn)動(dòng)的一堆構(gòu)件難以用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。為使組合起來(lái)的構(gòu)件 能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng) 并具有 運(yùn)動(dòng)確定性 ，研究機(jī)構(gòu)自由度和機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。 一、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 作平面運(yùn)動(dòng)的剛體在空間的位置需三個(gè)獨(dú)立參數(shù) （ x， y, θ ）才能唯一確定 。 y x θ (x , y) ∴ 單個(gè) 自由構(gòu)件 的自由度為 3 一、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 y x 1 2 θ x y 1 2 運(yùn)動(dòng)副 自由度數(shù) 約束數(shù) 自由構(gòu)件的自由度數(shù) 回轉(zhuǎn)副 1（ θ ） + 2（ x， y） 3 移動(dòng)副 1（ x） + 2（ y， θ ） 3 高副 2（ x,θ ） + 1（ y） 3 構(gòu)件的自由度 =3約束數(shù) =自由構(gòu)件的自由度 約束數(shù) S y x 1 2 一、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n 構(gòu)件總自由度 低副約束數(shù) 3 n 2 PL 1 Ph 推廣到一般： 高副約束數(shù) 計(jì)算公式： F=3n－ (2PL+Ph) 舉例 平面機(jī)構(gòu)中 每個(gè)低副引入兩個(gè)約束 ，使構(gòu)件失去兩個(gè)自由度；每個(gè)高副引入一個(gè)約束 ，使構(gòu)件失去一個(gè)自由度； K個(gè)構(gòu)件 活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=K1；用運(yùn)動(dòng)副連接之前，活動(dòng)構(gòu)件的自由度總數(shù)為 3n；低副數(shù) PL； 高副數(shù) Ph 一、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式 機(jī)構(gòu)的自由度 機(jī)構(gòu)相對(duì)機(jī)架具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。 F取決于 活動(dòng)構(gòu)件數(shù) 、 運(yùn)動(dòng)副性質(zhì) 和 個(gè)數(shù) 。 前述可知：從動(dòng)件不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng) ， 原動(dòng)件才能獨(dú)立運(yùn)動(dòng) 。 一個(gè)原動(dòng)件只能提供一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng) 。 ∴ 機(jī)構(gòu)具有 確定 運(yùn)動(dòng)的條件為： 自由度＝原動(dòng)件數(shù) 例題： ① 計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度。 S3 1 2 3 解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n= 低副數(shù) PL= F=3n － 2PL － PH =3 3 － 2 4 =1 0 3 4； 高副數(shù) PH= ②計(jì)算圖 18顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的自由度。 例題： ③ 計(jì)算五桿鉸鏈機(jī)構(gòu)的自由度 解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n= 4 低副數(shù) PL= 5 F=3n － 2PL － PH =3 4 － 2 5 =2 高副數(shù) PH= 0 ④ 計(jì)算圖 19活塞泵的自由度 解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=4；低副數(shù) PL=5；高副數(shù) PH=1 F=3n － 2PL － PH =3 4 － 2 51=1 1 2 3 4 θ
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