機械原理-第2章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析(編輯修改稿)
2025-10-23 00:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為 3 y x 1 2 S 1 2 x y 1 2 R=2, F=1 R=2, F=1 R=1, F=2 θ 經(jīng)運動副相聯(lián)后 ， 由于有約束 ， 構(gòu)件自由度會有變化： y x y x 1 2 S 1 2 x y 1 2 R=2, F=1 R=2, F=1 R=1, F=2 θ 自由構(gòu)件的自由度數(shù) 移動副 1（ x） + 2（ y， θ ） = 3 高 副 2（ x,θ ） + 1（ y） = 3 回轉(zhuǎn)副 1（ θ ） + 2（ x， y） = 3 運動副 自由度數(shù) 約束數(shù) 假設(shè)平面機構(gòu)有 n個 活動構(gòu)件 ： 3n個自由度 有 Pl個低副和 Ph個高副： 平面自由構(gòu)件： 3個自由度 平面低副： 引入 2個約束 平面高副： 引入 1個約束 引入 (2 Pl +Ph)約束 分析： 一、平面機構(gòu)自由度的計算公式 ? 平面機構(gòu)的自由度 機構(gòu)的自由度 —— 機構(gòu)具有確定運動所必須給定的獨立運動的數(shù)目 。 機構(gòu)自由度數(shù) F 構(gòu)件總自由度 低副約束數(shù) 高副約束數(shù) 3 n 2 PL 1 Ph 平面機構(gòu)的自由度計算公式： F=3n2 Pl Ph 活動構(gòu)件數(shù) 低副數(shù) 高副數(shù) 解：活動構(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 計算曲柄滑塊機構(gòu)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(gòu)。 不能運動，為桁架結(jié)構(gòu)。 不能運動，為超靜定結(jié)構(gòu)。 ◆ 問題： 當(dāng)運動鏈滿足什么條件才能具有確定運動而成為機構(gòu) ？ A B C F=3n2Pl –Ph =3?22?3–0=0 F=3n2Pl –Ph =3?32?4–0=1 給定 一個 獨立運動參數(shù) ， 其余構(gòu)件有確定運動 。 二、運動鏈具有確定運動而成為機構(gòu)的條件 ? 3）原動件數(shù)應(yīng)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(yīng)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(gòu)沒有確定運動 。 給定 兩個 獨立運動參數(shù) ， 機構(gòu)有確定運動 。 給定一個獨立運動后機構(gòu)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(gòu)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 機構(gòu)運動簡圖的繪制 ? 步驟 : 1)進行運動結(jié)構(gòu)分析 原動件 傳動部分 工作部分 2)沿著傳動路線確定構(gòu)件數(shù)及運動副數(shù) 3)選擇視圖和比例尺 4)按運動路線畫簡圖 5)檢查 ? 如不嚴(yán)格按比例繪制 ,則為示意圖 ★ 復(fù)合鉸鏈 （ Compound hinges） —— 兩個以上構(gòu)件同在一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接 。 167。 26 機構(gòu)自由度計算的注意事項 m個構(gòu)件以復(fù)合鉸鏈聯(lián)接所構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)為 (m1)個 。 注意：復(fù)合鉸鏈只存在于轉(zhuǎn)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(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)件運動無關(guān)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(gòu)自由度時 , 應(yīng)將局部自由度除去不計 。 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，再計算機構(gòu)自由度 —— 剛化法 。 （ 2）直接從機構(gòu)自由度計算公式中減去局部自由度的
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