文档介绍：平面机构虚约束的分析
机构是由若干构件组成的,是实现机械预期运动的装置,这些“预期运动”都是在原动件的驱动下实现的,而其原动件的数目必须等于它的自由度。由此可见,准确计算机构的自由度对于正确分析和设计机构至关重要。在各种实际机构中,为了改善构件的受力情况,增加机构的刚度,或保证机构运动的顺利,往往要多增加一些构件与运动副(1)这些运动副中往往包括虚约束。
在计算平面机构自由度时,最常用的公式是契贝舍夫公式,简称契氏公式(2):
W=3n-2PL-PH
现计算下图所示机构的自由度:
可知,n=4, PL=6, PH=0, 所以W=3*4-2*6=0
显然答案是错误的,原动件个数是1。这是因为该机构中出现了虚约束。所谓虚约束,笔者认为就是指不产生约束的约束,也即是所引入的构件由于几何尺寸满足一定的规律,不会对所在机构产生约束。
(3):
(1)如果将机构的某个运动副拆开,机构被拆开的两部分在原联接点的运动轨迹仍相互重合,则产生虚约束。
(2)在机构运动过程中,,若将此两点以构件相连,则因此而引入的约束必为虚约束。
(3)如果两构件在几处接触而构成移动副,且各接触处两构件的相对运动方向一致;或者两构件在几处配合而构成转动副,且各配合处的轴线重合,则只应考患一处运动副引入的约束,其他各处为虚约束。
(4)机构中对运动不起作用的对称部分亦是虚约束。
笔者认为,在分析机构是否含有虚约束时,最好的方法是先分析该构件的功能,特别是“可疑”构件的作用,然后试着去掉该构件,看该机构还能否实现所期待的功能,因为引入虚约束的目的是为了改善构件的受力情况,增加机构的刚度,或保证机构运动的顺利,且不影响机构的运动规律。例如以上机构的虚约束的作用是约束下