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1、2.5.2精品文档空间机构的自由度计算同平面机构自由度计算公式推导过程一样，空间机构的自由度 = 所有活动构件自由度 - 所有运动 副引入的约束数，其公式为:F=6n-5P -4P -3P -2P -P5 4 3 2式中：n 为活动构件数； P 、P 、P 、P 、P 分别为 11 2 3 4 5例 题 一15 级运动副的个数。图(a)所示为自动驾驶仪操纵装置内的空间四杆机构。活塞 2 相对气缸运动后通过连杆 3 使摇杆 4 作定轴转动。构件 1、2 组成圆柱副，构件 2、3 和构件 4、1 分别组成转动副，构件 3、4 组成球面副，其运动示意图如图(b)所示。试计算该机构的(a)(b)图 2
2、.5.2-1自由度。解： n=3， P =2， P =1， P =15 4 3F=6n-5P -4P -3P -2P -P5 4 3 2=63-52-41-31=1.例 题 二精品文档精品文档(a) (b)图 2.5.2-2图(a)所示为某飞机起落架的收放机构。构件 1 为原动件，构件 1、2 和 2、3 分别组成 3 级球副，构件 1、4 和 3、4分别组成 5 级移动副和转动副，其运动示意图如图(b)所示。试计算该机构的自由 度并判断其运动是否确定。解： n=3， P =2， P =25 3F=6n-5P -4P -3P -2P -P5 4 3 2=63-52-32=1.计算结果表明需要
3、2 个原动件机构的运动才能得以确定。而实际上该机构在 1 个原动件的带动下运动就能确定了。上述问题出现在何处？构件 2 的两端同构件 1、3 分别组成球副，这样使得构件 2 可以绕自身轴线转动，而这个转动（自由 度）对整个机构的运动没有影响，对比平面凸轮机构中滚子的转动一样，称为局部自由度。精品文档精品文档对于局部自由度也有两种处理方法:. 修正自由度计算公式： F=6n-5P -4P -3P -2P -P -k5 4 3 2 1部自由度数。这样例题 2 的机构的自由度应为：F=6n-5P -4P -3P -2P -P -k=63-52-32-1=15 4 3 2 1具有确定的运动。式中：k 为局. 机构设计时改变运动副类型在例题 2 中，可以将构件 2 一端的球副设计变成球销副，如图 2.5.2-3 所示，这样就消除了构件 2 绕自身轴线 转动的局部自由度。这时机构的自由度应为：图 2.5.2-3F=6n-5P -4P -3P -2P -P =63-52-41-31=15 4 3 2 1具有确定的运动。由此可以看出，空间机构中同样可能存在有局部自由度、虚约束等问题，在计算机构自由度时应加 以注意判断，进行正确的处理。精品文档