平面機構的自由度和速度分析(編輯修改稿)
2025-02-17 15:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 度 低副約束數(shù) 高副約束數(shù) 3 n 2 PL 1 Ph 平面機構的自由度計算公式： F=3n2 Pl Ph 活動構件數(shù) 低副數(shù) 高副數(shù) 解：活動構件數(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 計算曲柄滑塊機構的自由度 。 S3 1 2 3 F=3n(2 Pl + Ph)=3n2Pl Ph 0 =0 0 可以運動，可能成為機構。 不能運動，為桁架結構。 不能運動，為超靜定結構。 ◆ 問題： 當運動鏈滿足什么條件才能具有確定運動而成為機構 ？ A B C F=3n2Pl –Ph =3?22?3–0=0 F=3n2Pl –Ph =3?32?4–0=1 給定 一個 獨立運動參數(shù) ， 其余構件有確定運動 。 二、運動鏈具有確定運動而成為機構的條件 ? 3）原動件數(shù)應等于運動鏈的自由度數(shù) （自由度＝原動數(shù)） 。 2）運動鏈自由度數(shù)應大于零 （ F 0） 1）運動鏈有機架； F=3n2Pl –Ph =3?42?5–0=2 給定一個獨立運動參數(shù) ， 機構沒有確定運動 。 給定 兩個 獨立運動參數(shù) ， 機構有確定運動 。 給定一個獨立運動后機構的運動效果 例題分析 1 3 4 5 2 F O 6 C B D E A 計算圖示 顎式破碎機 的自由度 n = Pl = Ph = 0 F=3n2PlPh =3?52?7–0 =1 計算下列機構的自由度，并判斷其運動是否確定。 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 ★ 復合鉸鏈 （ Compound hinges） —— 兩個以上構件同在一處以 轉動副 相聯(lián)接 。 三 、 計算機構自由度應注意的事項 m個構件以復合鉸鏈聯(lián)接所構成的轉動副數(shù)為 (m1)個 。 注意：復合鉸鏈只存在于轉動副中。 n = 7 F=3n2PlPh =3?72?10–0 =1 Pl = 10 Ph = 0 例 試計算圖示圓盤鋸機構的自由度。 ★ 局部自由度 F′（ Passive DOF） —— 構件所具有的與其他構件運動無關的局部運動。 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： 計算機構自由度時 , 應將局部自由度除去不計 。 去除局部自由度應采取的措施： （ 1）設想將滾子與安裝滾子的構件焊成一體，預先排除局部自由度，再計算機構自由度 —— 剛化法 。 （ 2）直接從機構自由度計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） —— 為改善構件的受力狀態(tài)、剛度、強度等所引入的約束，不起獨立的約束作用。 F=3n2 pl – ph =3 3 2 40=1 F=3n2 pl – ph =3 4 2 60=0 機車車輪聯(lián)動機構 分析： E3和 E5點的軌跡重合 ， 引入一個虛約束 正確計算： F=3n2Pl – Ph + P′ =3 4 2 60+1=1 ?注意： 計算機構自由度時 , 應將 虛約束 除去不計。 去除虛約束應采取的措施： （ 1） 不預先排除虛約束 ， 將因虛約束而減少的自由度 P′再加上 。 即： F=3n 2Pl Ph + P′ （ 2） 預先排除虛約束 ， 即將引起虛約束的附加構件和與此構件相關的運動副去除 。 自由度計算公式仍為 F=3n 2Pl Ph ? 虛約束常出現(xiàn)的情況： 1. 如果轉動副聯(lián)接的是兩構件上運動 軌跡相重合 的點 ， 則該聯(lián)接引入 1個虛約束 。 F=3n2 pl – ph =3 4
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