机械设计设计 基础础5-3 平面机构的自由度 球面高副柱面高副 运动动副元素以点或线线接触的运动动副称为为高副。内容回顾顾 运动动副元素以面接触的运动动副称为为低副。球面低副移动动副转动转动 副内容回顾顾 运动链动链 与机构 开式运动链动链闭闭式运动链动链机构内容回顾顾 5-3 平面机构的自由度 5-3 平面机构的自由度1、 机构自由度的定义义2、 平面机构自由度的计计算3、 计计算机构自由度的意义义 第五章 平面运动动机构1、平面机构自由度的定义义(1)自由度(degree of freedom) 与约约束 机构具有的独立运动动的数目称为为自由度。xy对对构件运动动的限制作用称为为约约束。5-3 平面机构的自由度 O转动转动 副 移动动副 5-3 平面机构的自由度 5-3 平面机构的自由度 对对于具有n个活动动构件的平面机构，若各构件之间间共构成了PL个低副和PH个高副，则则它们们共引入(2PL+PH)个约约束。机构的自由度F显显然应为应为 :F=3n( 2PL+PH )=3n2PLPH2、自由度的计计算公式5-3 平面机构的自由度 5-3 平面机构的自由度 n=2, PL=3, PH=0 F=3n2PLPH=32 - 23=0n=3, PL=4, PH=0 F=3n2PLPH=33 - 24=11)若自由度，则构则构 件组组合不能运动运动 ；5-3 平面机构的自由度 n=2, PL=3, PH=0 F=3n2PLPH=32 - 23=03、机构自由度的意义义2)若F 0且与原动动件数相等，则则机构各构件间间的相对对运动动是确定的。因此，机构具有确定运动动的条件是：机构的原动动件数等于机构的自由度数；5-3 平面机构构的自由度 5-3 平面机构的自由度 n=4, PL=5, PH=0 F=3n2PLPH=34 - 25=25-3 平面机构的自由度 4）若F 0，而原动动件数 F，则则构件间间不能运动动或产产生破坏。3)若F 0，而原动动件数 F，则则构件间间的运动动是不确定的，其运动规动规 律遵循最小阻力定律；5-3 平面机构的自由度 例 图图示牛头头刨床设计设计 方案草图图。设计设计 思路为为：动动力由曲柄1输输入，通过过滑块块2使摆动导摆动导 杆 3 作往复摆动摆动，并带动带动 滑枕4作往复移动动 ，已达到刨削加工目的。试试问问：图图示的构件组组合是否能达到此目的？ 5-3 平面机构的自由度 解：首先计计算设计设计 方案草图图的自由度改进进措施(课课后作业业)：1、增加一个低副和一个活动动构件；2、用一个高副代替低副。即表示如果按此方案设计设计 机构，机构是不能 运动动的。必须须修改，以达到设计设计 目的。5-3 平面机构的自由度 原方案5-3 平面机构的自由度 改进进方案小 结结 5-3 平面机构的自由度1、 机构自由度的定义义2、 平面机构自由度的计计算3、 计计算机构自由度的意义义 课课后作业业：牛头头刨床的设计设计 改进进