平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-02-21 15:14:05 本頁(yè)面
【正文】 2 60=0 正確計(jì)算： ● 將因虛約束而減少的自由度再加上。 F=3n2 Pl – Ph + P′ =3 4 2 60+1=1 ● 不計(jì)引起虛約束的附加構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副數(shù)。 F=3n2 Pl – Ph =3 3 2 40=1 ▲ 兩構(gòu)件在幾處接觸而構(gòu)成移動(dòng)副且導(dǎo)路互相平行或重合 。 ▲ 兩個(gè)構(gòu)件組成在幾處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副且各轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線是重合的 。 只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副起約束作用 ,其它各處均為虛約束 。 2. 兩構(gòu)件在幾處接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副 4. 某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)部分或重復(fù)部分所帶入的約束為虛約束 。 3. 若兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變 ，也將帶入 1個(gè)虛約束 。 5. 若兩構(gòu)件在多處相接觸構(gòu)成平面高副 ， 且各接觸點(diǎn)處的公法線 重合 ,則只能算一個(gè)平面高副 。 若公法線方向 不重合 ， 將提供各 2個(gè)約束 。 有一處為虛約束 此兩種情況沒(méi)有虛約束 小結(jié) ◆ 復(fù)合鉸鏈 ◆ 局部自由度 ◆ 虛約束 存在于轉(zhuǎn)動(dòng)副處 正確處理方法： 復(fù)合鉸鏈處有 m個(gè)構(gòu)件則有 (m1)個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副 常發(fā)生在為減小高副磨損而將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦所增加的滾子處 。 正確處理方法： 計(jì)算自由度時(shí)將局部自由度減去 。 存在于特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下 。 正確處理方法： 將引起虛約束的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副除去不計(jì) 。 例 1 試審查圖示簡(jiǎn)易沖床的設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖是否合理 ？ 為什么 ？ 如不合理 ， 請(qǐng)繪出正確的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 。 典型例題分析 可將機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖修改為 F=3n – 2Pl – Ph=3 3 2 41=0 F=3n – 2Pl – Ph=3 4 2 51=1 例 2 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度 ， DE//FG//HI,DH//EI,如有復(fù)合鉸鏈 、 局部自由度和虛約束 ， 需明確指出 。 畫(huà)箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件 。 解：分析 局部自由度 1個(gè)虛約束 復(fù)合鉸鏈 1個(gè)虛約束 n = 8 F=3n2PlPh =3?82?11–1 =1 Pl = 11 Ph = 1 折疊傘機(jī)構(gòu) 折疊椅機(jī)構(gòu) 氣窗開(kāi)啟機(jī)構(gòu) 翻斗車(chē)機(jī)構(gòu) 思考 14 速度 瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析上的應(yīng)用 一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的目的 ? 位移 、 軌跡分析 A C B E D HE HD ① 確定機(jī)構(gòu)的位置 （ 位形 ） ， 繪制機(jī)構(gòu)位置圖 。 ② 確定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)空間 ， 判斷是否發(fā)生干涉 。 ③ 確定構(gòu)件 (活塞 )行程 ， 找出上下極限 位置 。 ④ 確定點(diǎn)的軌跡（連桿曲線）。 ? 速度分析 ① 通過(guò)分析 ， 了解從動(dòng)件的速度變化規(guī)律是否滿(mǎn)足工作要求 。 如牛頭刨床； ② 為加速度分析作準(zhǔn)備 。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法 ● 圖解法 ● 解析法 速度瞬心法 矢量方程圖解法 ?速度瞬心 (瞬心 ): 兩個(gè)互相作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛體（ 構(gòu)件 ） 上絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn) 。 —— 兩構(gòu)件的 瞬時(shí)等速重合點(diǎn) 二、速度瞬心 (Instantaneous Center of Velocity—— ICV) 1 2 A2(A1) B2(B1) P21 VA2A1 VB2B1 ?相對(duì)瞬心 － 重合點(diǎn)絕對(duì)速度不為零 。 ?絕對(duì)瞬心 － 重合點(diǎn)絕對(duì)速度為零 。 瞬心的表示 —— 構(gòu)件 i 和 j 的瞬心用 Pij表示。 特點(diǎn)： ① 該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件 。 ② 絕對(duì)速度相同 ， 相對(duì)速度為零 。 ③ 相對(duì)回轉(zhuǎn)中心 。 三、機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目 ∵ 每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心 ∴ 根據(jù)排列組合有 若機(jī)構(gòu)中有 N個(gè) 構(gòu)件 （ 包括機(jī)架 ） ， 則 ? ? 2)1(!2!2!2 ??????NNNNCKN四、機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定 ? 1）以 轉(zhuǎn)動(dòng)副 相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心 1 2 P12 —— 轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心。 2）以 移動(dòng)副 相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心 —— 移動(dòng)副導(dǎo)路的垂直方向上的無(wú)窮遠(yuǎn)處。 1 2 P12 ∞ 直接接觸 3） 以 平面高副 相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心 ?當(dāng)兩高副元素作 純滾動(dòng) 時(shí) —— 瞬心在接觸點(diǎn)上。 t 1 2 n n t ?當(dāng)兩高副元素之間 既有相對(duì)滾動(dòng) ，又有相對(duì)滑動(dòng) 時(shí) —— 瞬心在過(guò)接觸點(diǎn)的公法線 nn 上 ，具體位置需要根據(jù)其它條件確定 。 V12 1 2 P12 2. 不直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心位置確定 —— 三心定理 三心定理 ——(Kennedy’s theory) 三個(gè)彼此作平面平行運(yùn)
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