第2章-平面機構(gòu)的運動簡圖及其自由度(編輯修改稿)
2024-09-11 23:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 相機快門機構(gòu)的自由度。 解：該機構(gòu)的構(gòu)件總數(shù) N=6,活動構(gòu)件數(shù) n=5,6個轉(zhuǎn)動副、一個移動副，沒有高副。由此可得機構(gòu)的自由度數(shù)為： F=3n2PLPH=3*52*70=1 試計算圖示牛頭刨床工作機構(gòu)的自由度 解：該機構(gòu)的構(gòu)件總數(shù) N=7,活動構(gòu)件數(shù) n=6,5個轉(zhuǎn)動副、 3個移動副， 1個高副。由此可得機構(gòu)的自由度數(shù)為： F=3n2PLPH=3*62*81=1 2. 機構(gòu)具有確定運動的條件 ? 機構(gòu)的自由度也是機構(gòu)相對機架所具有的獨立運動的數(shù)目 。 ? 在機構(gòu)中，當(dāng)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)確定之后，從動件的運動規(guī)律完全取決于原動件的運動規(guī)律。通常一個原動件只能給定一種獨立運動規(guī)律，那么在一個機構(gòu)中，應(yīng)該給定幾個原動件，才能使其具有確定運動？ ? 如 圖 a所示為五構(gòu)件運動鏈。其自由度為： F=3n－ 2PL－ PH=3 4－ 2 5－ 0=2 ? 若給定一個原動件 (構(gòu)件 1)的角位移規(guī)律為 φ1=φ1(t)，此時構(gòu)件 4的運動并不能確定。 ? 說明 當(dāng)原動件數(shù)少于機構(gòu)的自由度時，其運動是不確定的。 ? 又如 圖 b所示四構(gòu)件機構(gòu) ， 其自由度為： F=3n－ 2PL－ PH=3 3－ 2 4－ 0=1 ? 設(shè)構(gòu)件 1為原動件， φ1為其獨立轉(zhuǎn)動的參變量，那么每給定一個的值 φ1 ，構(gòu)件 3便隨之有一個確定的相對位置。說明該機構(gòu)具有確定的相對運動。若在該機構(gòu)中同時給定構(gòu)件 1和構(gòu)件 3作為原動件，這時構(gòu)件 2勢必既要處于由原動件 1的參變量 φ1所決定的位置，又要隨構(gòu)件 3的獨立運動規(guī)律而運動，顯然是不可能的。 ? 說明： 當(dāng)原動件數(shù)多于機構(gòu)的自由度時，機構(gòu)的運動難以確定。 ?桁架在機構(gòu)分析中作為一個構(gòu)件 (結(jié)構(gòu)體 )來對待 。 ? 綜上所述可知， 機構(gòu)具有確定運動的條件是 ： 機構(gòu)的自由度 F0且等于原動件數(shù)。 如圖所示 靜定的桁架 （圖a）和 超靜定的桁架 （圖b） ，自由度分別為 0和－ 1 ，即各構(gòu)件之間不可能運動。 ? 由兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)而成的鉸鏈稱為 復(fù)合鉸鏈 。 如圖所示 。 ? 由 K個構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈相聯(lián)接時構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)為 (K1)個 。計算自由度時要特別注意 “ 復(fù)合鉸鏈 ” 。 二 、 計算平面機構(gòu)自由度時應(yīng)注意的事項 1. 復(fù)合鉸鏈 圖 a所示的機構(gòu)的自由度計算為： n= PL=7(PL≠6)、 PH=0， 則 F=3n－ 2PL－ PH=3 5－ 2 7－ 0=1。 1. 復(fù)合鉸鏈 由兩個以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成的重合轉(zhuǎn)動副稱為復(fù)合鉸鏈。由 m個構(gòu)件匯集而成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)當(dāng)包含（ m1）個轉(zhuǎn)動副。 ?鋸床機構(gòu) F=3n2PLPH 3*72*6=9？ 3*72*10=1 錯誤 計算平面機構(gòu)自由度 鋼板剪切機 O123BAO45C16? 不影響機構(gòu)中其它構(gòu)件相對運動的自由度稱為 局部自由度 。如右圖所示 。 ? 在計算機構(gòu)的自由度時，局部自由度不應(yīng)計入 。 ? 圖 a所示的凸輪機構(gòu)中，自由度計算為： n= PL=2(PL≠ 3)、 PH=1，則 F=3n－ 2PL－ PH=3 2－ 2 2－ 1=1。 局部自由度 2. 局部自由度 F=3n2PLPH= 3*32*(2+1)1=2 F=3n2PLPH= 3*22*21=1 錯誤 正確 ? 一般在高副接觸處，若有滾子存在，則 滾子繞自身軸線轉(zhuǎn)動的自由度屬于局部自由度 ，采用滾子結(jié)構(gòu)的目的在于將高副間的滑動摩擦轉(zhuǎn)換為滾動摩擦，以減輕摩擦和磨損。 3. 虛約束 ? 對機構(gòu)的運動不起獨立限制作用的約束稱為 虛約束 。 如平行四邊形機構(gòu)；如 圖 a所示為機車車輪聯(lián)動機構(gòu) ， 圖 b為其機構(gòu)運動簡圖 。 ? 計算機構(gòu)自由度時 ， 應(yīng)將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件連同它所帶入的運動副一起除去不計 。 虛約束 ? 不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。如圖所示的平行四邊形機構(gòu)中，加上一個構(gòu)件 5，便形成具有一個虛約束的平行四邊形機構(gòu)。 ? 對于上圖 a所示的機構(gòu)可就看成是圖 c所示的機構(gòu) ， 此時 n=3(而不是 n=4))、 PL= PH=0， 則 F=3n－ 2PL－ PH=3 3－ 2 4－ 0=1。 ? 平面機構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)于下列情況中： ⑴ 兩構(gòu)件間形成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副 (如下圖所示 ) 在此情況下 ， 計算機構(gòu)自由度時 ，
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