20xx9-第1章-平面機(jī)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(jiǎn)介】 1 機(jī)構(gòu)自由度舉例： 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 二、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，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(jī)構(gòu) F 原動(dòng)件數(shù) ，約束過多，在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞 (C) F 原動(dòng)件數(shù) ，各構(gòu)件 無確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) (d) 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 結(jié)論： 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件： 機(jī)構(gòu)自由度 0 原動(dòng)件數(shù) ＝ 機(jī)構(gòu)自由度數(shù) 要求一定要記住 總結(jié) ： F = 0不動(dòng)； F 原動(dòng)件數(shù)，運(yùn)動(dòng)不確定； F 原動(dòng)件數(shù)，破壞 當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為 1時(shí)，只需有一個(gè)原動(dòng)件； 當(dāng)機(jī)構(gòu)的自由度為 2時(shí)，則需有兩個(gè)原動(dòng)件。 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 K=4； n=3； pL=4； pH =0 F=3 3－ 2 4－ 0=1 有一個(gè)機(jī)架、自由度 F ? 0、 原動(dòng)件數(shù)目＝機(jī)構(gòu)自由度數(shù)目 有確定運(yùn)動(dòng) Ｆ ＝原動(dòng)件 → 機(jī)構(gòu)有確定運(yùn)動(dòng) 例 : 判斷結(jié)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng) (F = 0不動(dòng)；多于原動(dòng)件不確定 ； 少于原動(dòng)件破壞） 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng) (1) 復(fù)合鉸鏈 (2) 局部自由度 (3) 虛約束 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 三、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng) (1) 復(fù)合鉸鏈 — 計(jì)算在內(nèi) ? m個(gè)構(gòu)件 (m2)在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副 ? m1個(gè)低副 m個(gè)構(gòu)件 , m1個(gè)鉸鏈 1 2 3 1 2 3 第 1章 平面機(jī)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(fù) 合 鉸鏈 5 6 0 ＝ 3 錯(cuò) 復(fù)合鉸鏈例題 5 7 0 ＝ 1 對(duì) 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 例 16 試判定圖示圓盤鋸機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)。 解： 該機(jī)構(gòu)共有 7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，n=7。 A、 B、 C、 D是三構(gòu)件匯交的復(fù)合鉸鏈，各為兩個(gè)回轉(zhuǎn)副，故 PL=10， PH=0 。 于是： Ｆ =3 72 10=１ Ｆ 與主動(dòng)件個(gè)數(shù)相等，機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)。 該機(jī)構(gòu)主動(dòng)件 8勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤鋸片中心Ｅ將確定地沿直線EE‘移動(dòng)。 復(fù) 復(fù) 復(fù) 復(fù) 圓盤鋸機(jī)構(gòu) 第 1章 平面機(jī)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(cuò) 對(duì) —排除 (2) 局部自由度 ? 定義： 機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的 獨(dú)立的局部運(yùn)動(dòng) , 不影響 機(jī)構(gòu) 輸出運(yùn)動(dòng) 的自由度 ? 局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合： 滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r添加的滾子、軸承中的滾珠 ? 解決的方法： 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視作一個(gè)構(gòu)件 動(dòng)畫 局部 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 ? 定義：不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞 的 重復(fù)約束 ? 在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下， 某些運(yùn)動(dòng)副所引入的約束可能與其它運(yùn)動(dòng)副所起的限制作用一致 ，這種不起獨(dú)立限制作用的運(yùn)動(dòng)副叫 虛約束 ? 處理方法： 計(jì)算自由度時(shí)，將虛約束（或虛約束構(gòu)件及其所帶入的運(yùn)動(dòng)副）去掉 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 1 2 3 F＝ 3n－ 2PL－ PH ＝ 3? － 2? － 2 3 1＝ 1 錯(cuò) 2 2 1 ＝ 1 對(duì) — 排除 之一為虛約束 (3) 虛約束 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 虛約束經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合 A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí) B 兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持不變時(shí) C 聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合時(shí) D 機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 A 兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副時(shí) 認(rèn)為兩個(gè)構(gòu)件只形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)副 ? 兩構(gòu)件組合成多個(gè) 轉(zhuǎn)動(dòng)副 ，且其 軸線重合 ? 兩構(gòu)件組合成多個(gè) 移動(dòng)副 ，其 導(dǎo)路平行或重合 ? 兩構(gòu)件組合成若干個(gè) 高副 ，但接觸點(diǎn)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(dòng)畫 第 1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度 B 兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變時(shí) ? 在這兩個(gè)例子中，加與不加紅色構(gòu)件效果完全一樣 ，為虛約束 ? 計(jì)算時(shí)應(yīng)將 構(gòu)件 AB及其 引入的約束去掉來計(jì)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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