機械設(shè)計基礎(chǔ)第1章平面機構(gòu)的自由度和速度分析(已修改)
2025-01-19 19:37 本頁面
【正文】 第 1章 平面機構(gòu)的自由度和速度分析 167。 1－ 3 平面機構(gòu)的自由度 學(xué)習(xí)要點： ?要求： 掌握平面機構(gòu)自由度的計算方法，明確平面機構(gòu)具有確定運動的條件。 ?重點及難點： 自由度計算，虛約束 ?機構(gòu)各構(gòu)件間應(yīng)具有 確定的 相對運動。不產(chǎn)生相對運動或無規(guī)則亂運動的一堆構(gòu)件難以用來傳遞運動。為使組合起來的構(gòu)件 能產(chǎn)生運動 并具有 運動確定性 ，研究機構(gòu)自由度和機構(gòu)具有確定運動的條件。 一、平面機構(gòu)自由度計算公式 作平面運動的剛體在空間的位置需三個獨立參數(shù) （ x， y, θ ）才能唯一確定 。 y x θ (x , y) ∴ 單個 自由構(gòu)件 的自由度為 3 一、平面機構(gòu)自由度計算公式 y x 1 2 θ x y 1 2 運動副 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、平面機構(gòu)自由度計算公式 活動構(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) 計算公式： F=3n－ (2PL+Ph) 舉例 平面機構(gòu)中 每個低副引入兩個約束 ，使構(gòu)件失去兩個自由度；每個高副引入一個約束 ，使構(gòu)件失去一個自由度； K個構(gòu)件 活動構(gòu)件數(shù) n=K1；用運動副連接之前，活動構(gòu)件的自由度總數(shù)為 3n；低副數(shù) PL； 高副數(shù) Ph 一、平面機構(gòu)自由度計算公式 機構(gòu)的自由度 機構(gòu)相對機架具有獨立運動的數(shù)目。 F取決于 活動構(gòu)件數(shù) 、 運動副性質(zhì) 和 個數(shù) 。 前述可知：從動件不能獨立運動 ， 原動件才能獨立運動 。 一個原動件只能提供一個獨立運動 。 ∴ 機構(gòu)具有 確定 運動的條件為： 自由度＝原動件數(shù) 例題： ① 計算曲柄滑塊機構(gòu)的自由度。 S3 1 2 3 解：活動構(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計算圖 18顎式破碎機主體機構(gòu)的自由度。 例題： ③ 計算五桿鉸鏈機構(gòu)的自由度 解：活動構(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 計算圖 19活塞泵的自由度 解：活動構(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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