2自由度计算作业

常见错误：•1、不预先指出应该注意的事项•2、虽说明有复合铰链，但未具体指出在哪里。2.4aABCDEFGHIJ解：(a)左右为对称结构，设左侧为虚约束。(c)滑块7与机架8间为移动副。F=3n-2PL-Ph=37-210=1ABCDEFGHIJRedundntconstraint12345678(b)E为杆4、5、6的复合铰链。2-4bABCDEFGHIJK解：(1)重复结构，构成虚约束。123456ABCDEFGHIJKRedundantconstraint(2)去掉以上构件后，C仍为构件2、3、4的复铰。(3)滑块5与机架6之间为移动副。F=3n-2PL-Ph=35-27=12-5aABCDEFGLMNO解：(a)两个滚子有局部自由度。ABCDEFGLMNO12345678(b)滚子D与凸轮1之间只能算一个高副。F=3n-2PL-Ph=37-29-2=12-5bBDA(1)构件BC焊接在齿轮2上.(2)A为齿轮1、构件3、机架5构成的复合铰链.1BCDA2345F=3n-2PL-Ph=34-25-1=1常见错误：认为B是复合铰链，而不认为A是复合铰链。计算结果碰巧是正确的。所以，在计算自由度之前应清楚地指出所有注意事项！！F=3n-2PL-Ph=34-25-1=11BCDA23452-6a：ABCDE解：C为构件2、3、4的复合铰链。C处有两个转动副和两个移动副。ABCDE12356784F=3n-2PL-Ph=37-210=1注意：E不是复合铰链！ABCDE12356784有人将构件6和7视为多余构件。ABCDE12356784不能将输出构件视为多余构件！2-6bABCDAB=CDBC=ADABCD12345123456杆4与机架间组成移动副，所以杆4仅作平动。当构件尺寸任意时，构件2作平面复杂运动，因此，构件2和构件4之间有相对转动。因此，应该有构件6，并且构件4和6之间有转动副，如右图所示。F=3n-2PL-Ph=3×5–2×7=1ABCDAB=CDBC=ADABCD12345123456由于AB＝CD且BC＝AD，所以构件2作平动。因此，滑块也仅仅作平动。因此，构件4与滑块之间无相对转动。所以，在实际中，构件4与滑块可焊接成一个构件，如左图所示。F=3n-2PL-Ph=3×5–2×7=1ABCDAB=CDBC=ADABCD12345123456另一种解释：由于两个移动副的约束，构件2只能作平动，因此构件2上的C点作圆周运动，C与D两点间的距离为常数。故构件3以及转动副C和D构成一个虚约束。ABCDAB=CDBC=AD12345ABCDAB=CDBC=AD12354F=3n-2PL-Ph=3×3–2×4=1不宜认为“构件4是虚约束”ABCDAB=CDBC=AD12345ABCDAB=CDBC=AD12354F=3n-2PL-Ph=3×3–2×4=1Fig.2-47：计算下图机构自由度。解：滚子为局部自由度。F=3n-2PL-Ph=38-211-1=1685743219Fig.2-49：计算图示机构自由度。CamDriveInner-meshedRatchetMechanismCylindricalGearDriveOuter-meshedCylindricalGearDriveCamDriveInner-meshedRatchetMechanismCylindricalGearDriveOuter-meshedCylindricalGearDrive解：(1)上下为对称结构，存在虚约束，去掉下面那个行星轮。(2)左机架孔有复合铰链。F=3n-2PL-Ph=34-24-2=212345Fig.2-50：计算图示机构自由度。F=3n-2PL-Ph=36-28-1=1解：(1)弹簧不算一构件。(2)滚子为局部自由度。(3)滑杆6与机架7间有两个平行的移动副，其中一个为虚约束。2134567Fig.2-51：计算图示机构自由度。解：(a)A为杆6、7、8的复合铰链。(b)滚子为局部自由度。(c)凸轮与大齿轮为同一构件.F=3n-2PL-Ph=39-212-2=112345768910AFig.2-54：计算下图机构自由度。解：(a)两个滚子为局部自由度。(b)顶杆2与机架间有一虚约束。(c)顶杆4与机架间有一虚约束。F=3n-2PL-Ph=35-26-2=1124356Fig.2-55：计算图示机构自由度。解:(1)该机构有7个活动构件(2)A为构件1、6、8的复合铰链。(3)C为构件4、5、7的复合铰链。(4)D为构件1、2、4的复合铰链。(5)F为构件3、5、6的复合铰链。F=3n-2PL-Ph=37-210=1ABEF12354678CDFig.4-8：计算图示机构自由度。ABCF1234561ωF=3n-2PL-Ph=35-27=1ABCF1234561ω