机构自由度的计算.ppt

特殊结构（三）——— 虚约束定义: 不产生实际约束效果的重复约束处理方法：排除判断虚约束是难点虚约束出现的几种情况判断方法：分三大类

机构中虚约束常发生的几种情况 (一) 两构件间构成多个运动副

2 1

F＝3n－2PL－PH ＝3 2 －2 3 －1 ＝- 1

Ø移动副导路平行或重合 Ø转动副轴线重合 Ø平面高副接触点共法线

错

F＝3n－2PL－PH ＝3 2 －2 2 －1 ＝1 对

此两种情况没有虚约束

两个构件一起找

机构中虚约束常发生的几种情况 (二) 两构件上某两点间的距离在运动过程中始终不变，用一个构件两个运动副去联接则构成虚约束

2 1 5 4 3

平行四边形结构

虚

判断方法：有没平行四边形结构，去除一杆和两个转动副

F＝3n－2PL－PH ＝3 3 －2 4 －0 ＝ 1

机构中虚约束常发生的几种情况 (三) 对传递运动不起独立作用的对称部分

3 2 1 2

虚虚

F＝3n－2PL－PH ＝3 3－2 3 －2 ＝1

压榨机机构

计算机构自由度——小结两构件构成多个运动副 Ø移动副导路平行或重合 Ø转动副轴线重合或平行两个构件一起找 ◆ 虚约束 Ø平面高副接触点共法线平行四边形结构对传递运动不起独立作用的对称部分 ◆局部自由度滚子处理方法：将局部自由度减去。存在于转动副处，一处一处找 ◆ 复合铰链处理方法：复合铰链处有m个构件则有 (m-1)个转动副

练习题

例1

n=5 Pl=7 Ph=0

解：F=3n-2 pl – ph =3×5 - 2×7-0=1

此机构具有确定的相对运动

例2

▲两构件在几处接触而构成移动副且导路互相平行或重合。只有一个运动副起约束作用,其它各处均为虚约束;

例3

例4

局部自由度复合铰链

虚约束

n=8

Pl=11

Ph=1

F=1

例5

5 4

局

3 2 1

虚

F＝3n－2PL－PH ＝3 6－2 8－ 1 ＝1

例6 2 1 3

复

6 5 4

局

虚

F＝3n－2PL－PH ＝3 7 －2 9 －1 ＝2

例7

10 C

3）内燃机机构 F ＝ 3n－(2pl＋ph)

8 ,9 3 7 D B 18 4 A 1

＝3×5 －2×6 －2 ＝1

例8

F＝3n－2PL－PH ＝3 8 －2 11 － 1 ＝1

例9

解得:ｎ＝8,局部自由度1个ＰL＝11, ＰＨ＝1，虚约束1个,复合铰链1个。

虚

局复

∴Ｆ＝3ｎ－2ＰＬ－ＰＨ＝3×8－2×11－1＝1 ∵原动件数＝1 ∴机构有确定运动