空间机构的自由度计算_第1页
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2.5.2空间机构的自由度计算像平面机构自由度计算公式的推导过程一样，空间机构的自由度=所有运动部件的自由度-所有运动副引入的约束数，公式为：F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1其中：n是有效成分的数量；P1、P2、P3、P4和P5分别是1-5个运动对的数量。示例1(a)(b)图2.5.2-1图(a)显示了自动驾驶仪控制装置中的空间四杆机构。在活塞2相对于气缸移动之后，摇杆4通过连杆3固定旋转。部件1和2形成圆柱副，部件2和3与部件4和1分别形成旋转副，部件3和4形成球面副，运动示意图如图(b)所示。尝试计算机构的自由度。解决方案：n=3，P5=2，P4=1，P3=1F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P=63-52-41-31=1。案例2图(a)显示了飞机起落架的收起机构。成员1是主要元素。构件1、2、2和3分别形成3级球对。构件1、4和3以及4分别形成5级移动对和旋转对。运动图如图(B)所示。尝试计算机构的自由度，判断其运动是否确定。解决方案：n=3，P5=2，P3=2F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P=63-52-32=1。计算结果表明，需要确定两个执行机构的运动。事实上，该机构可以通过在一个致动器的驱动下移动来确定。上述问题发生在哪里？(a)(b)图2.5.2-2构件2的两端分别与构件1和3形成球对，使得构件2能够绕其自身轴线旋转，并且该旋转(自由度)对整个机构的运动没有影响。与平面凸轮机构中滚子的转动相比，它被称为局部自由度。图2.5.2-3还有两种方法来处理局部自由度：(1)修改自由度计算公式：F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1-k，其中：K为局部自由度。实施例2中机构的自由度应如下：f=6n-5P 5-4P 4-3P 3-2P 2-P1-k=63-52-32-1=1有明确的运动。(2)改变机构设计中运动副的类型在例2中，构件2一端的球副可以设计成球销副，如图2.5.2-3所示，这样就消除了构件2绕其自身轴线旋转的局部自由度。该机制的自由度应为：f=6n-5P 5-4P 4-3P 3-2P 2-P1=63-52-41-31=1有明确的运动。由
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