题目
试计算图 2 — 29 所示机构的自由度,并判断机构是否具有确定的运动(图中绘有箭头的构件为原动件)。若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,需分别指出。(c)
试计算图 2 — 29 所示机构的自由度,并判断机构是否具有确定的运动(图中绘有箭头的构件为原动件)。若含有复合铰链、局部自由度和虚约束,需分别指出。(c)
题目解答
答案
F=3n-(2PL+PH)=3×7-(2×10+0)=1 其中: C 处为复合铰链 F=1>0, 且等于原动件个数,故该机构具有确定的运动。
解析
考查要点:本题主要考查机构自由度的计算及机构运动确定性的判断,需掌握Gruebler公式的应用,并能识别复合铰链、局部自由度和虚约束。
解题核心思路:
- 确定活动构件数$n$;
- 统计低副数$P_L$和高副数$P_H$;
- 代入公式$F = 3n - (2P_L + P_H)$计算自由度;
- 判断是否存在复合铰链(多个构件共用同一转动轴心);
- 比较自由度$F$与原动件数,若$F = \text{原动件数}$,则机构具有确定运动。
破题关键:
- 复合铰链的识别直接影响低副数的计算;
- 公式中需注意低副的约束数为2,高副的约束数为1。
步骤1:确定活动构件数$n$
图中包含7个活动构件(原动件及各连杆、滑块等)。
步骤2:统计低副数$P_L$和高副数$P_H$
- 低副:转动副和移动副共10个;
- 高副:无齿轮啮合等高副,故$P_H = 0$。
步骤3:计算自由度$F$
代入公式:
$F = 3n - (2P_L + P_H) = 3 \times 7 - (2 \times 10 + 0) = 21 - 20 = 1$
步骤4:识别特殊要素
- 复合铰链:C处为复合铰链(三个构件共用同一转动轴心,实际贡献2个低副);
- 局部自由度:无;
- 虚约束:无。
步骤5:判断运动确定性
自由度$F = 1$,原动件数为1,满足$F = \text{原动件数}$,因此机构具有确定的运动。