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1、維普資訊http://www.cqvip.com第20卷第8期重慶工學院學報2006年8月Vo1．2ONo．8JournalofChongqingInstituteofTechnologyAug．2006【機械工程】平面機構中虛約束問題的探討’田靜云(陜西理工學院機械工程學院，陜西漢中723003)DiscussionsonProblemsofVirtualRestraintinPlanarMechanismTIANJing—yun(CollegeofMechanicalEngineering，S
2、haanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723003，Ctfina)Abstract：Virtualrestraintinplanarmechanismbringsaboutmanyproblemstomachiningandmechanismmovementanalysis．Accordingtodefinitionofvirtualrestraint，thispaperanalysesseveralformsandneces—saryandsufficient
3、conditionsoftheexistenceofvirtualrestraintsinmechanism，andpresentstheproceduresforthejud~'nentofvirtualrestraintandthecalculatingmethodsforthenumberofvirtualrestraints．Keywords：mechanism；virtualrestraint；existentcondition；analysisprocedure中始終保持不變，用雙轉動
4、副桿將此2點相聯(lián)，則此雙轉動0引言副桿可能給機構中引入一個虛約束．如在圖1b)中的EF和圖2中的AB上．機構中虛約束的存在，會對機構中零部件的尺寸、制造、安裝等問題提出較高的要求．但在各種實際機械中，為了改善構件的受力情況，增加機構的剛度，保證機械順利通過某些特殊位置等目的，虛約束往往是大量存在的．在機構學中，把虛約束定義為：在機構中，不起獨立限圖1平行四邊形機構制作用的重復約束．在計算機構自由度時，虛約束應該剔除不計．2)在機構中，如果用轉動副聯(lián)接的是2構件上運動軌跡相重合的點，則該聯(lián)接可能帶入
5、一個虛約束．如在圖2中1機構中虛約束產生的必要條件【1]的C(D)和圖3中的C上．1)機構中，若2構件上某2點之間的距離在運動過程·收稿日期：2006—04—20；修回日期：2006—05—10基金項目：陜西省重點學科“機械設計與理論”研究項目(200106)．作者簡介：田靜云(1975一)，女，陜西興平人，碩士研究生，講師，主要從事機械傳動的研究維普資訊http://www.cqvip.com42重慶工學院學報點為圓心，以=AB為半徑的圓，即EF桿及轉動副E，F(xiàn)的存在，并沒有改變機構的運動，所以
6、是虛約束．圖2的橢圓儀機構中存在虛約束的特定幾何條件是：CB=BD=AB，且CAD=9f．在此機構中，A，兩點的距離始終不變，構件CD上各點(除點外)的軌跡均為橢圓，而其上點c(D)的軌跡為沿Y()的直線，與滑塊上的C(D)的軌跡重合．則AB，C，D有一處為虛約束．圖2橢圓儀機構圖3行星輪系機構圖3的行星輪系機構中有虛約束的幾何特定條件是：3)在機構中，2個構件直接接觸而構成多個運動副，OA=AB=AC．在這個行星輪系中，當滿足0,4=AB=AC就可能引入了虛約束，具體有3種情況：①2構件在多處接
7、時，齒輪2上C點的運動軌跡就是一條過0點的鉛垂線．觸構成移動副，且各移動副導路中心線平行或重合，則只而桿3上C點的運動軌跡也是過0點的鉛垂線．圖3中卻能算作一個移動副，其余的就是虛約束(如圖4)；②2個構用鉸鏈把構件2，3在c點鉸接，則轉動副C引入了一個虛件在多處配合組成轉動副，且各轉動副軸線重合，只能算約束3．作一個轉動副，其余的是虛約束(如圖5)；③2構件在多處不同的機構中有虛約束存在的特定幾何條件是不一相接觸而構成平面高副，且各接觸點處的公法線重合或接樣的，但只要不滿足其特定的幾何條件，此時
8、的虛約束就觸點的距離始終保持不變，只算做一個高副，其余為虛約變成實際有效的約束，就會對機構的運動有所限制．判定束(如圖6)．機構中是否有虛約束存在，必須綜合考慮上述的虛約束應4)在機構中，對機構運動傳遞不起作用的對稱部分所滿足的充分必要條件．引入的約束，也是虛約束(如圖7)．例1¨J行星輪系機構中，系桿不引入虛約束．如圖8a)所示行星輪系，系桿引入的2個運動副0，0具有虛約束D的特征．若將其去掉(圖8b)所示)，構件1，3上的2點0，0，問的距離在機構運動時始終保持不變，運動軌跡與
