機械原理機構(gòu)自由度計算.ppt

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重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,活動構(gòu)件數(shù)n,計算公式：F=3n－(2PL+Ph),要求：記住上述公式，并能熟練應(yīng)用。,構(gòu)件總自由度,低副約束數(shù),高副約束數(shù),3n,2PL,1Ph,例題①計算曲柄滑塊機構(gòu)的自由度。,解：活動構(gòu)件數(shù)n=,3,低副數(shù)PL=,4,F=3n－2PL－PH=33－24=1,高副數(shù)PH=,0,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,例題②計算五桿鉸鏈機構(gòu)的自由度,解：活動構(gòu)件數(shù)n=,4,低副數(shù)PL=,5,F=3n－2PL－PH=34－25=2,高副數(shù)PH=,0,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,例題③計算圖示凸輪機構(gòu)的自由度。,解：活動構(gòu)件數(shù)n=,2,低副數(shù)PL=,2,F=3n－2PL－PH=32－22－1=1,高副數(shù)PH=,1,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,2－6自由度計算中的特殊問題,例題④計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度。,解：活動構(gòu)件數(shù)n=,7,低副數(shù)PL=,6,F=3n－2PL－PH,高副數(shù)PH=0,=37－26－0,=9,計算結(jié)果肯定不對！構(gòu)件數(shù)不會錯，肯定是低副數(shù)目搞錯了！,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,1.復(fù)合鉸鏈－－兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。,計算：m個構(gòu)件,,有m－1轉(zhuǎn)動副。,兩個低副,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,上例：在B、C、D、E四處應(yīng)各有2個運動副。,例題④重新計算圖示圓盤鋸機構(gòu)的自由度。,解：活動構(gòu)件數(shù)n=7,低副數(shù)PL=,10,F=3n－2PL－PH=37－210－0=1,圓盤鋸機構(gòu),重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,⑥計算圖示兩種凸輪機構(gòu)的自由度。,解：n=,3，,PL=,3，,F=3n－2PL－PH=33－23－1=2,PH=1,對于右邊的機構(gòu)，有：F=32－22－1=1,事實上，兩個機構(gòu)的運動相同，且F=1,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,2.局部自由度,或計算時去掉滾子和鉸鏈：F=32－22－1=1,定義：構(gòu)件局部運動所產(chǎn)生的自由度。,出現(xiàn)在加裝滾子的場合，計算時應(yīng)去掉。,滾子的作用：滑動摩擦?滾動摩擦。,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,解：n=,4，,PL=,6，,F=3n－2PL－PH=34－26=0,PH=0,3.虛約束(formalconstraint)－－對機構(gòu)的運動實際不起作用的約束。計算自由度時應(yīng)去掉虛約束。,,∵FE＝AB＝CD，故增加構(gòu)件4前后E點的軌跡都是圓弧，。增加的約束不起作用，應(yīng)去掉構(gòu)件4。,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,重新計算：n=3,PL=4,PH=0,F=3n－2PL－PH=33－24=1,特別注意：此例存在虛約束的幾何條件是：,,,,,1,2,3,4,A,B,C,D,E,F,,平行虛約束,應(yīng)用,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,出現(xiàn)虛約束的場合：1.兩構(gòu)件聯(lián)接前后，聯(lián)接點的軌跡重合，,2.兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，且導(dǎo)路平行。,,,,重慶大學(xué)專用作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,4.運動時，兩構(gòu)件上的兩點距離始終不變。,3.兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，且同軸。,5.對運動不起作用的對稱部分。如多個行星輪。,,,,,,,,