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發(fā)表于 2016-2-22 11:30:16
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【20160222】機(jī)械原理|機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析" g; f* e {: W/ Y9 s) _; b
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冗余約束8 {: |) d, Z; E4 l
( U' W% Q$ C7 M, E% w6 A冗余約束(redundant constraint,虛約束)指在機(jī)構(gòu)中,有些運(yùn)動副所帶入的約束對機(jī)構(gòu)運(yùn)動起重復(fù)約束作用。根據(jù)幾何條件的不同,可分為4類:8 @6 P/ a t9 n* x
3 A' e. s. j- ]& z. ?1)兩個構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成多個運(yùn)動副。典型情況:
5 U7 r7 \3 q; y0 H/ G①兩構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成移動副,且各移動副導(dǎo)路中心線平行或重合,則只能算作一個移動副,其余的都是冗余約束;1 z& T5 u5 I% q3 K
②兩構(gòu)件在多處配合組成轉(zhuǎn)動副,且各轉(zhuǎn)動副軸線重合,則只能算作一個轉(zhuǎn)動副,其余的都是冗余約束;9 p( @8 i2 f2 W4 r& w1 m
③兩構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成平面高副,且各接觸點(diǎn)出的公法線重合或接觸點(diǎn)的距離始終保持不變,則只能算作一個高副,其余的都是冗余約束。
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2016-2-22 11:20 上傳
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2)如果將機(jī)構(gòu)的某個運(yùn)動副拆開,機(jī)構(gòu)被拆開的兩部分在原連接點(diǎn)的運(yùn)動軌跡仍相互重合,則產(chǎn)生冗余約束。如圖的橢圓儀機(jī)構(gòu)即屬此類。$ e S& ~" C4 e( B
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3)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中,如果某兩構(gòu)件上兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變,那么若將此兩點(diǎn)以構(gòu)件相連,則由此而引入的約束必為冗余約束。, t" @& b1 Y6 n2 c6 K, d# S) u. ]- T+ B
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9 E5 y' }( j! J, W5 [7 w4)機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動不起作用的對稱部分也是冗余約束。如圖輪系即屬此類。
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' i, q7 e0 ? N9 j$ l注:都是在特定的幾何條件下出現(xiàn)的,如果幾何條件不滿足,就是有效約束了。機(jī)械設(shè)計(jì)中冗余約束往往是根據(jù)實(shí)際需要采用的,如增強(qiáng)支承剛度,或改善受力,或傳遞較大功率等,只是計(jì)算自由度時應(yīng)去除冗余約束。
G* t+ k z( V v9 A3 v3 ]( L如圖機(jī)構(gòu)自由度:F=3×6-(2×8+1)=1: ^1 \3 w! u/ M2 q
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公共約束與冗余約束統(tǒng)稱過約束(overconstraint),含有過約束的機(jī)構(gòu)稱為過約束機(jī)構(gòu)(overconstraint mechanism)。
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