20xx9-第1章-平面機構(gòu)的自由度和速度分析(編輯修改稿)
2025-08-31 08:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1 機構(gòu)自由度舉例： 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 二、機構(gòu)具有確定運動的條件 F =3n－ 2pl－ ph = 3? 3－ 2? 5－ 0= 1 F =3n－ 2pl－ ph = 3? 2－ 2? 3－ 0=0 F = 0，構(gòu)件之間無相對運動，剛性桁架 B C A B C A D E F =3n－ 2pl－ ph = 3? 3－ 2? 4－ 0= 1 F =3n－ 2pl－ ph = 3? 4－ 2? 5－ 0= 2 F 0， 由于約束過多，已成為超靜定桁架了，也不能成為機構(gòu) F 原動件數(shù) ，約束過多，在機構(gòu)的薄弱處遭到破壞 (C) F 原動件數(shù) ，各構(gòu)件 無確定的相對運動 (d) 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 結(jié)論： 機構(gòu)具有確定運動的條件： 機構(gòu)自由度 0 原動件數(shù) ＝ 機構(gòu)自由度數(shù) 要求一定要記住 總結(jié) ： F = 0不動； F 原動件數(shù)，運動不確定； F 原動件數(shù)，破壞 當機構(gòu)的自由度為 1時，只需有一個原動件； 當機構(gòu)的自由度為 2時，則需有兩個原動件。 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 K=4； n=3； pL=4； pH =0 F=3 3－ 2 4－ 0=1 有一個機架、自由度 F ? 0、 原動件數(shù)目＝機構(gòu)自由度數(shù)目 有確定運動 Ｆ ＝原動件 → 機構(gòu)有確定運動 例 : 判斷結(jié)構(gòu)是否具有確定運動 (F = 0不動；多于原動件不確定 ； 少于原動件破壞） 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 三、計算平面機構(gòu)自由度的注意事項 (1) 復合鉸鏈 (2) 局部自由度 (3) 虛約束 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 三、計算平面機構(gòu)自由度的注意事項 (1) 復合鉸鏈 — 計算在內(nèi) ? m個構(gòu)件 (m2)在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動副 ? m1個低副 m個構(gòu)件 , m1個鉸鏈 1 2 3 1 2 3 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 4 1 2 3 5 6 F ＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － F ＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 4 1 2 3 5 6 復 合 鉸鏈 5 6 0 ＝ 3 錯 復合鉸鏈例題 5 7 0 ＝ 1 對 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 例 16 試判定圖示圓盤鋸機構(gòu)是否具有確定運動。 解： 該機構(gòu)共有 7個活動構(gòu)件，n=7。 A、 B、 C、 D是三構(gòu)件匯交的復合鉸鏈，各為兩個回轉(zhuǎn)副，故 PL=10， PH=0 。 于是： Ｆ =3 72 10=１ Ｆ 與主動件個數(shù)相等，機構(gòu)具有確定運動。 該機構(gòu)主動件 8勻速轉(zhuǎn)動時，圓盤鋸片中心Ｅ將確定地沿直線EE‘移動。 復 復 復 復 圓盤鋸機構(gòu) 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 F＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 3 3 1 ＝ 2 F＝ 3n－ 2pl－ ph ＝ 3? － 2? － 2 2 1＝ 1 錯 對 —排除 (2) 局部自由度 ? 定義： 機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的 獨立的局部運動 , 不影響 機構(gòu) 輸出運動 的自由度 ? 局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場合： 滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦時添加的滾子、軸承中的滾珠 ? 解決的方法： 計算機構(gòu)自由度時，設想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個構(gòu)件 動畫 局部 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 ? 定義：不影響機構(gòu)運動傳遞 的 重復約束 ? 在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下， 某些運動副所引入的約束可能與其它運動副所起的限制作用一致 ，這種不起獨立限制作用的運動副叫 虛約束 ? 處理方法： 計算自由度時，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其所帶入的運動副）去掉 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 1 2 3 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 2 3 1＝ 1 錯 2 2 1 ＝ 1 對 — 排除 之一為虛約束 (3) 虛約束 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合 A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個運動副時 B 兩構(gòu)件某兩點之間的距離在運動過程中始終保持不變時 C 聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合時 D 機構(gòu)中對運動不起作用的對稱部分 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個運動副時 認為兩個構(gòu)件只形成一個運動副 ? 兩構(gòu)件組合成多個 轉(zhuǎn)動副 ，且其 軸線重合 ? 兩構(gòu)件組合成多個 移動副 ，其 導路平行或重合 ? 兩構(gòu)件組合成若干個 高副 ，但接觸點之間的 距離為常數(shù) 1 2 3 1 2 3 ? 目的： 為了改善構(gòu)件的受力情況 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 2 2 1＝ 1 動畫 第 1章 平面機構(gòu)的自由度 B 兩構(gòu)件某兩點之間的距離在運動中保持不變時 ? 在這兩個例子中，加與不加紅色構(gòu)件效果完全一樣 ，為虛約束 ? 計算時應將 構(gòu)件 AB及其 引入的約束去掉來計算 4 1 2 3 5 1 2 3 4 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 3 4 0F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 4 6 0 ＝ 0 B
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