機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算-4-1

平面(píngmiàn)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算--虛約束聊城大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院授課教師：朱顏全國高校(gāoxiào)微課教學(xué)比賽--機(jī)械原理精品資料授課(shòukè)內(nèi)容本微課學(xué)習(xí)(xuéxí)要求和內(nèi)容虛約束的定義虛約束的形式虛約束的應(yīng)用能準(zhǔn)確識別虛約束，并正確處理。熟練平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法和步驟。授課目的及要求精品資料【解】n=

6PL

=PH

=09F=3n-2PL

-PH

=3×6-2×9-0=0154326AGFEDCB7思考：計(jì)算火車(huǒchē)輪機(jī)構(gòu)的自由度結(jié)果正確嗎？計(jì)算結(jié)果肯定(kěndìng)不對！精品資料提出(tíchū)問題問題出在哪？精品資料虛約束(yuēshù)154326AGFEDCB7分析(fēnxī)：精品資料D4D3154326AGFECB7虛約束(yuēshù)的定義機(jī)構(gòu)(jīgòu)中不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。分析：精品資料BFD15326AGEC74【解】n=5PL

=7F=3n-2PL-PH=1PH=0=3×5-2×7-0

計(jì)算(jìsuàn)具有虛約束機(jī)構(gòu)的自由度時，將機(jī)構(gòu)中引入虛約束的運(yùn)動副或運(yùn)動鏈部分去除。虛約束(yuēshù)的處理去5、6構(gòu)件等效？精品資料附加的構(gòu)件4和其兩端的轉(zhuǎn)動副E、F提供(tígōng)的自由度F31221即引入了一個虛約束去掉虛約束F3n2PLPH332411234ABDFEC注意：存在虛約束(yuēshù)的幾何條件是AB＝CD＝EF(1)聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合平行四邊形機(jī)構(gòu)虛約束常見形式精品資料(2)當(dāng)兩構(gòu)件組成多個(duōɡè)移動副，且其導(dǎo)路互相平行或重合時，則只有一個移動副起約束作用，其余都是虛約束。帶虛約束(yuēshù)的凸輪機(jī)構(gòu)虛約束常見形式精品資料帶虛約束(yuēshù)的曲軸(3)當(dāng)兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動(zhuàndòng)副，且軸線互相重合時，則只有一個轉(zhuǎn)動(zhuàndòng)副起作用，其余轉(zhuǎn)動(zhuàndòng)副都是虛約束。虛約束常見形式精品資料(4)法線始終(shǐzhōng)重合的高副虛約束常見(chánɡjiàn)形式等寬凸輪精品資料n1n1n2n2BAn1n1n2n2注意：法線不重合時，構(gòu)成(gòuchéng)復(fù)合高副,變成實(shí)際約束！虛約束常見(chánɡjiàn)形式相當(dāng)轉(zhuǎn)動副相當(dāng)于移動副精品資料帶虛約束(yuēshù)的行星輪系(5)機(jī)構(gòu)中對傳遞運(yùn)動(yùndòng)不起獨(dú)立作用的對稱部分虛約束常見形式精品資料1B342A行星輪2和2以及(yǐjí)轉(zhuǎn)動副D、C和4個平面高副提供的自由度F3222142即引入了兩個虛約束。未去掉虛約束時F3n2pLpH3525161去掉(qùdiào)虛約束F3n2pLpH33231211234ADBC22虛約束常見形式精品資料作用：⑴改善構(gòu)件的受力情況或平衡慣性力，如多個行星輪。⑵增加結(jié)構(gòu)剛度，如軸與軸承(zhóuchéng)。⑶提高運(yùn)動可靠性和工作的穩(wěn)定性，如火車輪。影響：有虛約束的機(jī)構(gòu)，其相關(guān)尺寸的制造精度(jīnɡdù)要求高，增大了制造成本。機(jī)構(gòu)中的虛約束數(shù)越多，制造難度也就越大。虛約束的應(yīng)用精品資料B2I9C3A1J6H87DE4FG5活動(huódòng)構(gòu)件數(shù)A1B2C3J6G5H89IFn9復(fù)合(fùhé)鉸鏈虛約束運(yùn)動副D1處

去除局部自由度和虛約束局部自由度F3n2pLPH

362713

1滾子3、87ED42個轉(zhuǎn)動副桿9和運(yùn)動副F、I引入一個虛約束綜合例題分析:計(jì)算包裝機(jī)送紙機(jī)構(gòu)的自由度

【解】n=6PL

=7PH=3精品資料機(jī)構(gòu)(jīgòu)自由度的計(jì)算步驟識別(shíbié)復(fù)合鉸鏈，準(zhǔn)確計(jì)算運(yùn)動副數(shù)目。識別(shíbié)局部自由度并去除。識別(shíbié)虛約束并去除。準(zhǔn)確計(jì)算活動構(gòu)件數(shù)，代入公式計(jì)算。精品資料例題(lìtí)分析例計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出(zhǐchū)復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。復(fù)合鉸鏈虛約束局部自由度精品資料例計(jì)算圖所示機(jī)構(gòu)的自由度(若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈(jiǎoliàn)、虛約束請標(biāo)出）。7AC12B3DEFG