3-2 计算题图3-1所示各机构(或运动链)的自由度。
并判断其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束?如有,请指出。
(b)
(d)
(g)
题图3-1
答:
(a )064===H L p ,p ,n ,0624323=⨯-⨯=-=L p n F 。
因为 0=F ,所以不能成为机构。
(b )143===H L p ,p ,n ,01423323=-⨯-⨯=--=H L p p n F 。
因为0=F ,所以不能成为机构。
(c )032===H L p ,p ,n ,0322323=⨯-⨯=-=L p n F 。
因为0=F ,所以不能成为机构。
(d )01410===H L p ,p ,n ,214210323=⨯-⨯=-=L p n F 。
因为 2F ==原动件数,所以能成为机构。
(e )075===H L p ,p ,n ,123=--=H L p p n F 。
D 处有一个复合铰链。
(f )186===H L p ,p ,n , 32362811L H F n p p =--=⨯-⨯-=,I 处有一个局部自由度;B 或C 处的移动副为虚约束;I 处的两个高副之一为虚约束。
(g ) 滚子B 和M 为局部自由度,没有复合铰链和虚约束,因此9=n ,12=L P ,2=H P ,于是该运动链的自由度为:121229323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 。
由于该运动链的自由度等于原动件数目,因此具有确定的运动。
3-3 题图3-2所示为一回转式三缸内燃发动机的机构简图。
其中A 、B 、C 处三个活塞,它们依次点火推动从动件绕O 2转动。
(1) 计算机构的自由度。
并指出存在的复合铰链、局部自由度或冗余约束。
(2) 说明该发动机是由哪种四杆机构组成的。
题图3-2
解:机构的自由度为1。
O 1处有复合铰链。
曲柄滑块机构。
无局部自由度和冗余约束。
注:O 1O 2有一个杆。
3-6 试计算题图3-4所示两种8杆机构的自由度,并进行ADAMS 模型运动仿真。
题图3-4
解:两个机构的自由度都为1。
3-7 现要设计一个可调两侧车轮距离的月球探测车,其主体机构拟采用如题图3-5所示的平面六边形机构ABCDEF 。
通过控制安装在铰链A 、B 、C 、D 、E 、F 处的若干电机来改变六边形的形状,达到调整2和5构件之间的距离(即两侧车轮的距离)的目的。
请问,至少需要安装多少个电机才能使该六边形机构具有可控制的形状?为什么?
题图3-5
解:至少需要安装3个电机才能使得六边形机构ABCDEF 具有可控制的形状。
首先选取构件6(其他构件也可以)作为机架,则该六边形机构具有5个活动构件,6个转动副,所以机构的自由度为:362532345=⨯-⨯=--=p p n F 。
3-10 试通过杆组分析来说明题图3-7所示各机构的组成原理。
a) b)
题图3-7。