平面机构自由度计算-例题
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平面机构(运动链)自由度计算辅导运动链是指假设干个构件通过运动副连接而成的系统。
运动链自由度计算要紧解决的问题是:一、运动链的可动性;二、运动链运动的确信性,即运动链成为机构的条件。
一、平面机构(运动链)自由度:㈠、计算公式:F=3n-2P L-P H⑴式中:F—机构(运动链)自由度;n—机构(运动链)中的运动构件数;P L—机构(运动链)中低副数,包括移动副和转动副;P H—机构(运动链)中的高副数。
㈡、公式用途:运动链类型:⑴、固定运动链:组成运动链的构件之间没有相对运动。
如桥梁、钢结构支架等。
⑵、可动运动链:①、运动不确信的可动运动链:运动链可动,但运动链中构件的运动不能确信。
②、具有确信运动的运动链及机构。
运动链中构件的具有确信性。
一、判别运动链可否运动(运动链可动性分析):⑴、当F﹥0 运动链能运动,即运动链是可动的。
⑵、当F≦0 运动链不动,即运动链为固定运动链。
例:判别下面运动链的可动性:图示:n=3,P L=4,P H=1 。
F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-1=0运动链不可动。
图示:n=4,P L=5,P H=1 。
F=3n-2P L-P H =3×4-2×5-1=1﹥0运动链可动。
二、判别运动链是不是成为机构:运动链的运动确信性分析。
⑴、当F≦0 运动链不可动,此种运动链不能成为机构;⑵、当F﹥0 运动链可动:①、假设F﹥原动件数,运动链不能成为机构;②、假设F=原动件数,运动链运动确信,运动链成为机构;③、假设F﹤原动件数,运动链不能成为机构。
结论:运动链成为机构的条件:F﹥0,且F等于机构原动件数。
㈢、机构自由度计算时应注意的问题:一、复合铰链及其处置方式:⑴、概念:复合铰链:多个构件(含固定件)在同一处形成两个或两个以上转动副,该处成为复合铰链。
⑵、处置方式:P L=m-1,m为该处构件数(含固定件)。
⑶、常见形式:①、②、③、④、例:计算下面运动链自由度,说明要使运动链成为机构需要几个原动件。
1. 计算齿轮机构的自由度.解:由于B. C 副中之一为虚约束,计算机构自由度时,应将 C 副去除。
即如下图所示:该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F2..机构具有确定运动的条件是什么如果不能满足这一条件,将会产生什么结果机构在滚子B 处有一个局部自由度,应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F定轴轮系ABC1234图2-22ABCDGEHF当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构,则机构可动:N=4, PL=5, Ph=1;F=⨯-⨯-=自由度3425113. 计算机构的自由度.1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=自由度3425112)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=自由度312113)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=自由度33241第一章平面机构的运动简图及自由度一、判断题(认为正确的,在括号内画√,反之画×)1.机构是由两个以上构件组成的。
()2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。
()3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。
()4.转动副限制了构件的转动自由度。
()5.固定构件(机架)是机构不可缺少的组成部分。
()个构件在一处铰接,则构成4个转动副。
()7.机构的运动不确定,就是指机构不能具有相对运动。
()8.虚约束对机构的运动不起作用。
()二、选择题1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的()应相同。
A.构件数、运动副的类型及数目B.构件的运动尺寸C.机架和原动件D. A 和B 和C2.下面对机构虚约束的描述中,不正确的是()。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。
计算题(共33题)一、平面机构运动简图和自由度(11题)1、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度F=3n-2P l-P H=3×7-2×9-1×2=1 ∵F>0,且机构自由度等于机构原动件数∴机构运动确定。
2、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度F=3n-2P l-P H=3×7-2×9-1=2∵F>0,且机构自由度等于机构原动件数∴机构运动确定。
3、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度F=3n-2P l-P H=3×5-2×7=1第1页,共22页第2页,共22页∵ F >0,且机构自由度等于机构原动件数∴ 机构运动确定。
4、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度 F=3n-2P l -P H =3×4-2×5-1=1∵ F >0,且机构自由度等于机构原动件数∴ 机构运动确定。
5、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度 F=3n-2P l -P H =3×3-2×3-2=1∵ F >0,且机构自由度等于机构原动件数∴ 机构运动确定。
第3页,共22页6、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度 F=3n-2P l -P H =3 ∵ F >0 ∴ 机构运动确定。
7、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度 F=3n-2P l -P H =3×5-2×7=1∵ F >0 ∴ 机构运动确定。
8答:机构自由度 F=3n-2P l -P H =3×8-2×11-1=1∵ F >0 ∴ 机构运动确定。
第4页,共22页9、计算图示机构的自由度,判定机构运动是否确定。
答:机构自由度 F=3n-2P l -P H =3×4-2×4-2=2∵ F >0 ∴ 机构运动确定。
平面机构(运动链)自由度计算辅导运动链是指若干个构件通过运动副连接而成的系统。
运动链自由度计算主要解决的问题是:1、运动链的可动性;2、运动链运动的确定性,即运动链成为机构的条件。
一、平面机构(运动链)自由度:㈠、计算公式:F=3n-2P L-P H⑴式中:F—机构(运动链)自由度;n—机构(运动链)中的运动构件数;P L—机构(运动链)中低副数,包括移动副和转动副; P H—机构(运动链)中的高副数。
㈡、公式用途:运动链类型:⑴、固定运动链:组成运动链的构件之间没有相对运动。
如桥梁、钢结构支架等。
⑵、可动运动链:①、运动不确定的可动运动链:运动链可动,但运动链中构件的运动不能确定。
②、具有确定运动的运动链及机构。
运动链中构件的具有确定性。
1、判别运动链能否运动(运动链可动性分析):⑴、当F﹥0 运动链能运动,即运动链是可动的。
⑵、当F≦0 运动链不动,即运动链为固定运动链。
例:判别下面运动链的可动性:图示:n=3,P L=4,P H=1 。
F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-1=0运动链不可动。
图示:n=4,P L=5,P H=1 。
F=3n-2P L-P H =3×4-2×5-1=1﹥0运动链可动。
2、判别运动链是否成为机构:运动链的运动确定性分析。
⑴、当F≦0 运动链不可动,此种运动链不能成为机构;⑵、当F﹥0 运动链可动:①、若F﹥原动件数,运动链不能成为机构;②、若F=原动件数,运动链运动确定,运动链成为机构;③、若F﹤原动件数,运动链不能成为机构。
结论:运动链成为机构的条件:F﹥0,且F等于机构原动件数。
㈢、机构自由度计算时应注意的问题:1、复合铰链及其处理方法:⑴、概念:复合铰链:多个构件(含固定件)在同一处形成两个或两个以上转动副,该处成为复合铰链。
⑵、处理方法:P L=m-1,m为该处构件数(含固定件)。
⑶、常见形式:①、②、③、④、例:计算下面运动链自由度,说明要使运动链成为机构需要几个原动件。