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机构自由度的计算例子
发布时间:2022-09-29 11:16:38 来源:雷火官方网站入口 作者:雷火电竞平台入口

  机构自由度的计算是机构的结构分析的重要内容。任何一个机构设计好以后需要做的第一件事情就是计算机构的自由度。

  公式本身简单只需要数出活动构件的数目n低副的数目pl高副的数目ph,则自由度就很容易计算了。

  使用该公式有一个前提就是要先判断出一些特殊情况复合铰链局部自由度和虚约束在把这些情况都弄清楚后再用上述公式计算才可以得到正确的结果。

  下面举一个例子说明机构自由度的计算方法。计算图示机构的自由度并判断该机构是否具有确定运动。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请直接在题图中标出。

  拿到该机构以后第一步就是找到凸轮M发现推杆DB尖端有一个滚子此滚子就是局部自由度。局部自由度几乎永远出现在滚子推杆的凸轮机构中。对于该局部自由度处理方法是把该滚子B与BD杆焊接在一起成为一个整体。

  接着考察虚约束。虚约束中最常见的就是某一个构件和机架之间有导路重合或者平行的移动副。这里FH构件就在F,G,H三个地方有三个移动副与机架相联而这三个移动副导路重合。此时只有一个起作用其它的就是虚约束。对于虚约束只保留其中一个其它的全部拿掉。

  最后考虑复合铰链。复合铰链出现在转动副的地方如果在转动副处有2个以上的构件相联则该铰链就是复合铰链。从上图可以看出J点有三个构件IJ,KJ,JL相连所以J是复合铰链。对于复合铰链在计算转动副的数目时在此处留心即可注意这里的转动副数目等于相连的构件数目减1.

  综上所述把局部自由度虚约束复合铰链表示出来的结果见下图

  由于该机构有一个原动件原动件的数目 自由度的数目所以该机构有确定的运动。

  同样先判断局部自由度。它总是出现自凸轮机构处如果从动件有滚子那么滚子就是局部自由度。所以这里B处是局部自由度。

  接着判断虚约束。同样先看导路重合的移动副。这里H, I 处时杆件HJ与机架之间的两个移动副其中一个是虚约束。

  除此以外关注在凸轮边上的一个式子这个式子给出了与铰链K连接的几条线段的几何关系。机构运动简图本来只应该有图形的如果出现了一些异常的等式一定要高度警惕这几乎就意味着一种特殊虚约束的出现。从这个等式可以发现即便没有LK滑块M的运动不会改变。所以连杆LK以及转动副L和K都是虚约束要拿掉。

  最后关注复合铰链。它总是出现在杆件云集的转动副处。从图中可以看出铰链E点连接3根杆件所以它是复合铰链。

  综上所述标识局部自由度复合铰链虚约束后的机构运动简图如下。

  把滚子B和BC杆焊接在一起则此处BD和BC是一个铰链连接有一个转动副去掉H处的移动副以消除虚约束D点有2个转动副。

  另外一般机构自由度计算的结果都会是1有时候是2. 而出现3以上的数字情况不多见。如果计算的结果是自由度为2以上的数字一般要仔细检查看是否有遗漏或者误判。

  学习于宋博士博客!机构自由度的计算是机构的结构分析的重要内容。任何一个机构设计好以后,需要做的第一件事情就是计算机构的自由度。   机构自由度的计算公式是   公式本身简单,只需要数出活动构件的数目n,低副的数目pl,高副的数目ph,则自由度就很容易计算了。   使用该公式有一个前提,就是要先判断出一些特殊情况:复合铰链,局部自由度和虚约束,在把

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