请指出图所示机构简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束,并计算自由度。

请指出图所示机构简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束,并计算自由度。,第1张

解题步骤和图如下。

1、可活动构件=8 ,低副=11,高副=1。

2、局部自由度:“圈”处

3、复合铰链:10处

4、虚约束:5处

5、代入公式算:自由度=38-211-1=1

因此,该机构能正常运动。

根据机械原理,机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目(亦即为了使机构的位置得以确定,必须给定的独立的广义坐标的数目),称为机构自由度(degree of freedom of mechanism),其数目常以F表示。

参考资料自由度_百度百科

自由构件n=6 低副PL=8 高副PH=1

F=3n-2PL-PH=36-28-1=1

不存在复合铰链与虚约束 在滚子地方存在局部自由度

1、定义

例如,在下图中,由于滚子(左图)是圆形的,滚子的作用只是把滑动摩擦转换为滚动摩擦,它的转动与否并不影响其它构件的运动,因此,假想的将滚子和推杆焊接起来(右图)并不影响机构的运动,故该机构中活动构件的个数n应为2而不是3,机构的自由度也应是1,即

F=3n-2PL-PH=3×2-2×2 - 1 =1

2、去除局部自由度应采取的措施:

(1)设想将滚子与安装滚子的构件焊成一体,预先排除局部自由度,再计算机构自由度。如上图:

n=2 Pl=2 Ph=1 F=32-22-1=1。

(2)直接从机构自由度计算公式中减去局部自由度的数目F'即有自由度计算公式。

F=3n-2PL-PH-F'

∴ n=3 Pl=3 Ph=1 F=3n-2PL-PH-F'=33-23-1-1=1

注意:局部自由度处通常是带有滚子的地方。

局部自由度

参考资料:

百度百科-局部自由度

虚约束:

在机构中,有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束作用,特把这类约束称为虚约束在计算机构的自由度时应将这类虚约束除去

作用:

1)可以增强机构的运动连贯性

2)增强系统刚度,如图:

3)保证系统有确定的运动,如下图:

4个低副。划圈地方也是复合铰链。左图中的虚约束在计算自由度时,要么去掉,要么增加虚约束数。如果用去掉的办法算,就是4个低副。

自由度=3×3-2×4=1

如果用增加虚约束数的办法算,就是6个低副。自由度=4×3-2×6+1(虚约束数量)=1

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