機(jī)械原理第二章結(jié)構(gòu)分析(完整版)
【正文】 處理方式： 應(yīng)在計(jì)算結(jié)果中加上虛約束數(shù)，或先將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副去掉，然后再進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度： n=2, n=3, Pl=3, Ph=0 F = 3n－ 2Pl－ Ph = 3 22 3 = 0 Pl=5, F = 3n－ 2Pl－ Ph = 3 32 5 = 1 Ph=0 F39。 3) 保證運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置 —— 準(zhǔn)確性 選擇適當(dāng)?shù)?比例尺 ，根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸定出各運(yùn)動(dòng)副之間的相對(duì)位置，然后用規(guī)定的符號(hào)畫出各類運(yùn)動(dòng)副，并將同一構(gòu)件上的運(yùn)動(dòng)副符號(hào)用簡(jiǎn)單線條連接起來 —— 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 機(jī)構(gòu) 是由 運(yùn)動(dòng)副 逐一聯(lián)接各個(gè) 構(gòu)件 組成的。 研究目的之三 ： 研究機(jī)構(gòu)的組成原理 。 1 2 3 4 1 2 3 4 另有 空間機(jī)構(gòu) 概念。 由三個(gè)零件組成的構(gòu)件 構(gòu)件 零件 1 零件 2 零件 3 內(nèi) 燃 機(jī) 中 連 桿 內(nèi) 燃 機(jī) 中 連 桿 連桿體 連桿蓋 螺栓 墊片 螺母 軸瓦 軸瓦 曲 軸 2. 運(yùn)動(dòng)副 特點(diǎn)： ( 1 ) 運(yùn)動(dòng)副是一種 聯(lián)接 ； 運(yùn)動(dòng)副元素 ：兩構(gòu)件上參加接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分。 —— 這樣繪制出能夠 準(zhǔn)確 表達(dá)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的 最簡(jiǎn)明 圖形就稱為 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 。 什么是獨(dú)立運(yùn)動(dòng) ? 什么是 機(jī)構(gòu)的 獨(dú)立運(yùn)動(dòng) ? l4 l1 l2 l3 w1 j1 j2 j3 什么是 機(jī)構(gòu)的自由度 ? ★ 機(jī)構(gòu)的自由度 = 機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目 b. 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算式 ★ 平面機(jī)構(gòu)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目為：所有 活動(dòng)構(gòu)件 的 自由狀態(tài) 下自由度的和減去所有運(yùn)動(dòng)副引入 約束數(shù)目 的和。 3 1 2 3 2 1 F = 3n2plph = 3 72 100 = 1 3 1 8 2 4 5 6 7 2. 局部自由度 處理方式： 在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)當(dāng)舍棄不計(jì) 。 虛約束對(duì)機(jī)構(gòu)工作性能的影響： 常見的虛約束有以下幾種情況 : 1) 當(dāng)兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)副，且其導(dǎo)路互相平行或重合時(shí)，則只有一個(gè)移動(dòng)副起約束作用，其余都是虛約束。 3 2 1 C B 3 1 1 D M N 2 4 5 A a. 使受力狀態(tài)更合理； b. 使機(jī)構(gòu)平衡； c. 考慮機(jī)構(gòu)在特殊位置的運(yùn)動(dòng)． 使用虛約束時(shí)要注意什么問題 ? 保證滿足虛約束存在的幾何條件，在機(jī)械設(shè)計(jì)中使用虛約束時(shí)，機(jī)械制造的精度要提高。 二、基本桿組的類型 F=3n2Pl=0 n=2Pl /3 最簡(jiǎn)單的平面基本桿組是由兩個(gè)構(gòu)件三個(gè)低副組成的桿組，稱之為 Ⅱ 級(jí)桿組。 2) 從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的地方開始拆桿組 。 試問圖示的構(gòu)件組合是否能達(dá)到此目的？ 如果不能，該如何修改？ 1 2 3 4 解：首先計(jì)算設(shè)計(jì)方案草圖的自由度 改進(jìn)措施： 1. 增加一個(gè)低副和一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件； 2. 用一個(gè)高副代替低副。 C 1 12 A B E D F 2 3 4 5 6 11 9 10 8 G H I J K L 7 n=11， Pl=16， Ph=1 F= 3n 2Pl Ph=3 11 2 161=0??? 局部自由度 n=8； Pl=11； Ph=1 F= 3n 2Pl Ph=3 8 2 111=1 虛約束 復(fù)合鉸鏈 C 1 12 A B E D F 2
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