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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5 B r$ s! J0 A
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冗余約束
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冗余約束(redundant constraint,,虛約束)指在機(jī)構(gòu)中,有些運(yùn)動(dòng)副所帶入的約束對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起重復(fù)約束作用,。根據(jù)幾何條件的不同,,可分為4類:# `5 e# ~6 G; J, F6 J5 F
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1)兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副。典型情況:+ o! L* y( q2 I( ^3 v5 X' \
①兩構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成移動(dòng)副,,且各移動(dòng)副導(dǎo)路中心線平行或重合,,則只能算作一個(gè)移動(dòng)副,其余的都是冗余約束,;5 _* p, k+ y% ~; _
②兩構(gòu)件在多處配合組成轉(zhuǎn)動(dòng)副,,且各轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合,則只能算作一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,,其余的都是冗余約束,;0 R+ O* F" m' V* q
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(gè)高副,,其余的都是冗余約束。
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2016-2-22 11:20 上傳
2 m* @/ V& {: |+ d4 j2)如果將機(jī)構(gòu)的某個(gè)運(yùn)動(dòng)副拆開,,機(jī)構(gòu)被拆開的兩部分在原連接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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,。$ Y T# ~2 J7 |3 l8 @* @
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2016-2-22 11:28 上傳
9 U6 R I }0 N' X$ v3)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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。6 T% P8 `5 y& B, t4 P- P
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2016-2-22 11:29 上傳
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4)機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)不起作用的對(duì)稱部分也是冗余約束。如圖輪系即屬此類,。& } p7 s P4 f
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2016-2-22 11:29 上傳
5 j/ k: m" O# L( i6 @8 E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(shí)應(yīng)去除冗余約束。
5 a( c) r" k! {* c如圖機(jī)構(gòu)自由度:F=3×6-(2×8+1)=1! A* t6 `8 g/ E& h: K
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2016-2-22 11:29 上傳
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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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