機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算文庫(kù).ppt

第2章 機(jī)器的組成及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要素, 2.1 機(jī)器的組成及其設(shè)計(jì)方法 2.2 機(jī)構(gòu)、構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副 2.3 平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,活塞泵的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,曲柄、連桿、齒扇、 齒條活塞、機(jī)架。 曲柄為原動(dòng)件， 其余為從動(dòng)件， 當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 活塞在汽缸中往復(fù)移動(dòng)。,F=3n-2pL-ph=3x4-2x5-1=1,3、顎式破碎機(jī),顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)圖分析,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,一、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 二、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度 三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題 1復(fù)合鉸鏈 2局部自由度 3、虛約束,一、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 因?yàn)橐粋€(gè)原動(dòng)件只能提供一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)，所以， 機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)，既機(jī)構(gòu)有多少個(gè)自由度，就應(yīng)該給機(jī)構(gòu)多少個(gè)原動(dòng)件。 自由度=原動(dòng)件數(shù),二、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度 （設(shè)n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，PL個(gè)低副，PH個(gè)高副） F=3n-2PL-PH,2.4 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算,（移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）,3.5,F=3n-2pl-ph=3x3-2x4=1,四桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度,舉例 2 內(nèi)燃機(jī),F=3n2PL-PH=3X5-2X6-1X2=1,例 二桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算,n=1 pL=1 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,三桿自由度計(jì)算,n=2 pL=3 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =0,原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度,（F=0，不是機(jī)構(gòu) 是剛性桁架 ）,凸輪機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算,n=2 pL=2 ph=1 F=3n-(2pL+ph)=1,四桿機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pL+ph) =1,原動(dòng)件數(shù)=機(jī)構(gòu)自由度,原動(dòng)件數(shù)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定（任意亂動(dòng)）,鉸鏈五桿機(jī)構(gòu),n=4 pL=5 ph=0 F=3n-(2pL+ph)=2,五桿機(jī)構(gòu)2個(gè)原動(dòng)件,小結(jié)： 運(yùn)動(dòng)鏈的自由度F 與原動(dòng)件數(shù)目的關(guān)系： 自由度F0 結(jié)構(gòu)（不是機(jī)構(gòu)） 自由度F0 時(shí)，F(xiàn)原動(dòng)件數(shù)目(運(yùn)動(dòng)不相容，破壞了機(jī)構(gòu)) F=原動(dòng)件數(shù)目（運(yùn)動(dòng)確定) F原動(dòng)件數(shù)目（運(yùn)動(dòng)不確定),機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)，既機(jī)構(gòu)有多少個(gè)自由度，就應(yīng)該給機(jī)構(gòu)多少個(gè)原動(dòng)件。,三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題,1復(fù)合鉸鏈,三個(gè)或三個(gè)以上構(gòu)件在同一處構(gòu)成共軸線轉(zhuǎn)動(dòng)副的鉸鏈，我們稱為復(fù)合鉸鏈。,若有m個(gè)構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈，則 復(fù)合鉸鏈處的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)應(yīng)為（m-1）個(gè)。,2個(gè)低副,三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題,2局部自由度,機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件具有局部的、不影響其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度，同時(shí)與輸出運(yùn)動(dòng)無關(guān)的自由度我們稱為局部自由度。,滾子作用：滑動(dòng)摩擦 滾動(dòng)摩擦,三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題,左圖：n=2，PL=2，Ph1， F=3x2-2x2-1=1 如右圖凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)為： n=3，PL=3，Ph1， F=3x3-2x3-1=2，是錯(cuò)誤的。,2局部自由度,對(duì)于含有局部自由度的機(jī)構(gòu)在計(jì)算自由度時(shí)，不考慮局部自由度。,局部自由度， “焊死”處理,三、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題,（3）虛約束：,在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束。,平行四邊形機(jī)構(gòu),在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)將虛約束去除。,（3）虛約束：,平行四邊形機(jī)構(gòu),3、虛約束：,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構(gòu)件在連接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)軌跡相重合，,虛約束消除平行四邊形運(yùn)動(dòng)不確定性,3、虛約束：,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構(gòu)件在連接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)軌跡相重合，,（2）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離始終不變，將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副連接會(huì)帶進(jìn)虛約束。,n=3 pL=4 ph=0 F=3n-(2pl+ph)=1,3、虛約束：,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構(gòu)件在連接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)軌跡相重合，,（2）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離始終不變，將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副連接會(huì)帶進(jìn)虛約束。,（3）兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)方向一致的運(yùn)動(dòng)副,虛約束經(jīng)常出現(xiàn)在以下幾種情況中：,（1）兩連接構(gòu)件在連接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)軌跡相重合，,（2）兩構(gòu)件某兩點(diǎn)間的距離始終不變，將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副連接會(huì)帶進(jìn)虛約束。,（3）兩構(gòu)件組成多個(gè)移動(dòng)方向一致的運(yùn)動(dòng)副 或兩構(gòu)件組成多個(gè)軸線重合的移動(dòng)副,（4）與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的對(duì)稱部分，如多個(gè)行星輪,虛約束改善受力,1、雷達(dá)旋轉(zhuǎn)裝置,2、和面機(jī),F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,F=3n-2pl-ph =3x3-2x4=1,舉例 6,F=3n-2pl-ph =3x5-2x7=1,F=3n-2pl-ph =3x4-2x5-