第二章结构分析精要.ppt

改进方案 (2) (1) 改进方案 (4) (3) 改进方案 (5) (6) 改进方案 (7) 例 2：如图所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。 A D E C H G F I B K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n=8；Pl=11； Ph=1 F= 3n- 2Pl - Ph=3×8- 2× 11-1=1 局部自由度 虚约束 复合铰链 A D E C H G F I B K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 例 3： 计算图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。 5 A C 1 B 3 D E F G H I 2 4 6 7 局部自由度 虚约束 n=6；Pl=8； Ph=1 F= 3n- 2Pl - Ph= 3×6- 2× 8-1=1 5 A C 1 B 3 D E F G H I 2 4 6 7 此处不是复合铰链 例4： 如图所示, 已知HG=IJ，且相互平行；GL=JK，且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。 C 1 12 A B E D F 2 3 4 5 6 11 9 10 8 G H I J K L 7 n=11，Pl=16， Ph=1 F= 3n- 2Pl - Ph=3×11- 2× 16-1=0??? 局部自由度 n=8；Pl=11； Ph=1 F= 3n- 2Pl - Ph=3×8- 2× 11-1=1 虚约束 复合铰链 C 1 12 A B E D F 2 3 4 5 6 11 9 10 8 G H I J K L 7 8 本章结束 * * * 二、机构自由度的意义及机构具有确定运动的条件 机构具有确定运动的条件：机构原动件数目（独立运动件数）等于机构的自由度数。 计算下列机构的自由度： n=2, n=3, Pl=3, Ph=0 F = 3n－2Pl－Ph = 3×2-2×3 = 0 Pl=5, F = 3n－2Pl－Ph = 3×3-2×5 = -1 Ph=0 F = 3n－2Pl－Ph = 3×1-2×2=-1 n=3, Pl=4, Ph=0 F = 3n－2Pl－Ph = 3×3-2×4 = 1 n=4, Pl=5, Ph=0 F = 3n－2Ph－Ph = 3×4-2×5 = 2 结论： n=2, Pl=3, Ph=0 F=3n－2Pl－Ph =3×2-2×3=0 n=3, Pl=5, Ph=0 F=3n－2Pl－Ph =3×3-2×5=-1 1) 若机构自由度Ｆ≤０，则机构不能动； n=3, Pl=4, Ph=0 F=3n－2Pl－Ph =3×3-2×4=1 n=4, Pl=5, Ph=0 F=3n－2Pl－Ph =3×4-2×5=2 2) 若Ｆ０且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的； 4) 若Ｆ0，而原动件数F，则构件间不能运动或产生破坏。 3) 若Ｆ0，而原动件数F，则构件间的运动是不确定的； 结论——机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数等于机构的自由度数。 三、计算机构自由度时应注意的事项 复合铰链 由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。 3 1 8 2 4 5 6 7 F = 3n-2pl-ph = 3×7-2×6-0 = 9 ??? 由m个构件构成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。 3 1 2 3 2 1 F = 3n-2pl-ph = 3×7-2×10-0 = 1 3 1 8 2 4 5 6 7 2. 局部自由度 处理方式：在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。 不影响机构整体运动的自由度，称为局部自由度。 F = 3n-2pl-ph = 3×3-2×3-1 = 2 F = 3n-2pl-ph = 3×2-2×2-1 = 1 3. 虚约束 3 1 D C 2 4 B A C B 3 1 1 D M N 2 4 5 A F=3n-2pl-ph=3×3-2×4=1 F=3n-2pl-ph=3×4-2×6=0 ??? F=3×1-2×2=-1 3 1 D C 2 4 B A C B 3 1 1 D M N 2 4 A N M 在机构中，有些约束所起的限制作用可能是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。 处理方式：应在计算结果中加上虚约束数，或先将产生虚约束的构件和运动副去掉，然后再进行计算。 F=3n-2pl-ph=3×4-2×6=0 3 1 D C M