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正文內(nèi)容

平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析(編輯修改稿)

2025-02-17 15:14 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度 低副約束數(shù) 高副約束數(shù) 3 n 2 PL 1 Ph 平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式: F=3n2 Pl Ph 活動(dòng)構(gòu)件數(shù) 低副數(shù) 高副數(shù) 解:活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n = 3 低副數(shù) Pl= 4 F=3n - 2Pl - Ph =3 3 - 2 4 =1 高副數(shù) Ph= 0 例題 計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的自由度 。 S3 1 2 3 F=3n(2 Pl + Ph)=3n2Pl Ph 0 =0 0 可以運(yùn)動(dòng),可能成為機(jī)構(gòu)。 不能運(yùn)動(dòng),為桁架結(jié)構(gòu)。 不能運(yùn)動(dòng),為超靜定結(jié)構(gòu)。 ◆ 問(wèn)題: 當(dāng)運(yùn)動(dòng)鏈滿足什么條件才能具有確定運(yùn)動(dòng)而成為機(jī)構(gòu) ? A B C F=3n2Pl –Ph =3?22?3–0=0 F=3n2Pl –Ph =3?32?4–0=1 給定 一個(gè) 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù) , 其余構(gòu)件有確定運(yùn)動(dòng) 。 二、運(yùn)動(dòng)鏈具有確定運(yùn)動(dòng)而成為機(jī)構(gòu)的條件 ? 3)原動(dòng)件數(shù)應(yīng)等于運(yùn)動(dòng)鏈的自由度數(shù) (自由度=原動(dòng)數(shù)) 。 2)運(yùn)動(dòng)鏈自由度數(shù)應(yīng)大于零 ( F 0) 1)運(yùn)動(dòng)鏈有機(jī)架; F=3n2Pl –Ph =3?42?5–0=2 給定一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù) , 機(jī)構(gòu)沒(méi)有確定運(yùn)動(dòng) 。 給定 兩個(gè) 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù) , 機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng) 。 給定一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)后機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)效果 例題分析 1 3 4 5 2 F O 6 C B D E A 計(jì)算圖示 顎式破碎機(jī) 的自由度 n = Pl = Ph = 0 F=3n2PlPh =3?52?7–0 =1 計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度,并判斷其運(yùn)動(dòng)是否確定。 n = Pl = Ph = 0 n = Pl = Ph = 1 F = 3n -( 2Pl + Ph ) =3 5 -( 2 7 + 0) = 1 F = 3n -( 2Pl + Ph ) =3 4 -( 2 5 + 1 ) = 1 ★ 復(fù)合鉸鏈 ( Compound hinges) —— 兩個(gè)以上構(gòu)件同在一處以 轉(zhuǎn)動(dòng)副 相聯(lián)接 。 三 、 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度應(yīng)注意的事項(xiàng) m個(gè)構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈聯(lián)接所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為 (m1)個(gè) 。 注意:復(fù)合鉸鏈只存在于轉(zhuǎn)動(dòng)副中。 n = 7 F=3n2PlPh =3?72?10–0 =1 Pl = 10 Ph = 0 例 試計(jì)算圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)的自由度。 ★ 局部自由度 F′( Passive DOF) —— 構(gòu)件所具有的與其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的局部運(yùn)動(dòng)。 n = Pl = Ph = 1 F=3n2PlPh =3?32?3–1 =2 局部自由度一般存在于高副中。 ?注意: 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí) , 應(yīng)將局部自由度除去不計(jì) 。 去除局部自由度應(yīng)采取的措施: ( 1)設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件焊成一體,預(yù)先排除局部自由度,再計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度 —— 剛化法 。 ( 2)直接從機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式中減去局部自由度的數(shù)目 F'。 n = Pl = Ph = 1 、 F′=1 F=3n2PlPhF′ =3?32?3–11 =1 n = Pl = Ph = 1 F=3n2PlPh =3?22?2–1 =1 ★ 虛約束 P′( Redundant constraints) —— 為改善構(gòu)件的受力狀態(tài)、剛度、強(qiáng)度等所引入的約束,不起獨(dú)立的約束作用。 F=3n2 pl – ph =3 3 2 40=1 F=3n2 pl – ph =3 4 2 60=0 機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) 分析: E3和 E5點(diǎn)的軌跡重合 , 引入一個(gè)虛約束 正確計(jì)算: F=3n2Pl – Ph + P′ =3 4 2 60+1=1 ?注意: 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí) , 應(yīng)將 虛約束 除去不計(jì)。 去除虛約束應(yīng)采取的措施: ( 1) 不預(yù)先排除虛約束 , 將因虛約束而減少的自由度 P′再加上 。 即: F=3n 2Pl Ph + P′ ( 2) 預(yù)先排除虛約束 , 即將引起虛約束的附加構(gòu)件和與此構(gòu)件相關(guān)的運(yùn)動(dòng)副去除 。 自由度計(jì)算公式仍為 F=3n 2Pl Ph ? 虛約束常出現(xiàn)的情況: 1. 如果轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的是兩構(gòu)件上運(yùn)動(dòng) 軌跡相重合 的點(diǎn) , 則該聯(lián)接引入 1個(gè)虛約束 。 F=3n2 pl – ph =3 4
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