此题活动构件有两个杆和两个滑块,也就是4个活动构件, 低副数是四个转动副和两个移动副,共计6个,高副数是0,这样计算出来的自由度是0,这与实际不符。
分析发现:如果保留任意一个滑块,则另一个滑块的运动轨迹与连接此块的杆的端点的运动轨迹是重合的,这就说明了这个块是个虚约束,计算自由度时应不算。去掉一个滑块后,这样该机构的活动构件n=3, 低副PL=4,高副PH=0
自由度 F=3×3-2×4-0=1。
自由度数为1。如图:
平面机构自由度数的计算公式为
F=3n-2P1-Ph
式中n为一个平面机构中活动构件数(机架作为参考坐标系不计算在内),每个活动构件有3个自由度,即沿X、Y轴的独立移动和绕Z轴的独立转动θz。
(1)“车辆”,是指机动车和非机动车。
(2)“机动车”,是指以动力装置驱动或者牵引,上道路行驶的供人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆。
(3)“非机动车”,是指以人力或者畜力驱动,上道路行驶的交通工具,以及虽有动力装置驱动但设计最高时速、空车质量、外形尺寸符合有关国家标准的残疾人机动轮椅车、电动自行车等交通工具。
机构自由度计算是机构具有的独立运动的数目。设平面的坐标系为xoy,则这三个公共约束为绕x轴和y轴的转动及沿z轴方向的移动,组成机构的运动副只有转动副,移动副和平面高副三种类型。
机构自由度计算注意事项
复合铰链表示构件1与构件23组成两个转动副,当两个转动副的轴线间距离缩小到零时,两轴线重合,局部自由度在机构中如某构件的运动,并不影响整个机构的运动,这种与整个机构运动无关的自由度称为局部自由度。
实际上滚子绕其自身轴线的自由转动是局部自由度应除去不计,虚约束在运动副引入的约束中,有些约束对机构自由度的影响是重复的,这些在机构中与其它约束重复而不起限制运动作用的约束称虚约束。
图中机构的自由度为1,求解过程如下:
(1)确定机构中除基架外的构件的数量和副的数量;
(2)确定高副和低副;
(3)判断是否有局部自由度和虚约束;
(4)根据机构自由度计算公式,将高副、低副、局部自由度和虚约束等等代入,即可求得机构的自由度等于1。
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