陶麗花
摘 要:本文論述了在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí),經(jīng)常會(huì)遇到特殊的比較復(fù)雜的機(jī)構(gòu),在這種情況下,活動(dòng)構(gòu)件數(shù)量的統(tǒng)計(jì)方式和方法,以便更好地解決平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:平面機(jī)構(gòu);活動(dòng)構(gòu)件;自由度數(shù)
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.214
1 引言
機(jī)構(gòu)為人為構(gòu)件的組合,且都具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng),其條件為自由度數(shù)等于原動(dòng)件的個(gè)數(shù),因此自由度的計(jì)算為一個(gè)很重要的知識(shí)點(diǎn),在高職高專機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)過(guò)程中遇到了一種情況就是書中沒(méi)有的知識(shí)點(diǎn),但是在練習(xí)題的計(jì)算過(guò)程中卻要用到這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的情況,如計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)量的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題,為了更好的對(duì)平面機(jī)構(gòu)的自由度進(jìn)行計(jì)算,下面就詳細(xì)闡述活動(dòng)構(gòu)件數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。
2 平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算
對(duì)于一個(gè)平面機(jī)構(gòu)中含有n個(gè)活構(gòu)件,在平面機(jī)構(gòu)之中的自由度共3n個(gè),引入一個(gè)低副自由度減少2個(gè),引入一個(gè)高副自由度減少1個(gè)。低副和高副分別用PL和PH表示,平面機(jī)構(gòu)自由度用F來(lái)表示,則F=3n-2PL-PH
3 活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)量統(tǒng)計(jì)
3.1 不含高副的平面機(jī)構(gòu)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)
對(duì)于一個(gè)由N個(gè)構(gòu)件組成的平面機(jī)構(gòu),有一個(gè)構(gòu)件一定是機(jī)架,自由度為零,其余則全為活動(dòng)構(gòu)件,所以此機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=N-1。
3.2 存在凸輪機(jī)構(gòu)或齒輪機(jī)構(gòu)高副傳動(dòng)
(1)如圖1所示含有凸輪機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu),此平面機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=7,其中構(gòu)件k雖為單獨(dú)活動(dòng)構(gòu)件,但是卻與GK桿構(gòu)成一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件,即滾子與頂桿看成一體。其余活動(dòng)構(gòu)件為構(gòu)件EF、CD、AB、BC、CG和凸輪O。
(2)如圖2所示含有齒輪機(jī)構(gòu)的平面機(jī)構(gòu),此平面機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為n=6,其中軸3與齒輪B同軸,所以看成一體,即為一個(gè)構(gòu)件,其余活動(dòng)構(gòu)件為構(gòu)件2、4、5、6、7。
3.3 即有凸輪機(jī)構(gòu)又有齒輪機(jī)構(gòu)
如圖3所示,此平面機(jī)構(gòu)為內(nèi)燃機(jī)的平面機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,機(jī)構(gòu)中即有凸輪機(jī)構(gòu),又有齒輪機(jī)構(gòu),此機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件n=5,其中凸輪與齒輪B同軸轉(zhuǎn)動(dòng),所以統(tǒng)計(jì)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)量時(shí)算為一個(gè)構(gòu)件,同理,齒輪A與構(gòu)件3同軸轉(zhuǎn)運(yùn),在統(tǒng)計(jì)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)量仍舊算一個(gè)構(gòu)件,其余活動(dòng)構(gòu)件為構(gòu)件1、 圖3引入齒輪凸輪的內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)2、8,所以此機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為5。
4 結(jié)論
綜上所述,我們?cè)谟?jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí),應(yīng)考慮好機(jī)構(gòu)中含有凸輪、齒輪機(jī)構(gòu)及兩種機(jī)構(gòu)都含有時(shí)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題,也為以后統(tǒng)計(jì)更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)量打下一個(gè)良好的基礎(chǔ),以更好地解決自由度的計(jì)算問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
[1]王良斌,王保華.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京郵電大學(xué)出版社,2012.
[2]龐興華.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008.
[3]馬璇,尹向高.邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)[J].2004,21(01).
[4]王永勝,車?yán)?淺析平面機(jī)構(gòu)自由度的求法[J].2008,21(03).