江苏大学机械原理ppt第一章机构结构分析

1、1 内容：内容：l机构的组成要素及机机构的组成要素及机构运动简图构运动简图 目的：目的：q对机构进行分析与综合对机构进行分析与综合第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-1 内容及目的内容及目的l机构自由度及机构具机构自由度及机构具有确定运动的条件有确定运动的条件l机构的组成原理及结机构的组成原理及结构分类构分类q判断机构是否可动、是否判断机构是否可动、是否作确定的运动作确定的运动q1）提供构思机构的方法）提供构思机构的方法 2）对机构按结构归类以便）对机构按结构归类以便于进行机构运动和力分析于进行机构运动和力分析22-2 2-2 机构的组成机构的组成第第2 2章章 机构的结构分析机构

2、的结构分析1 1、构件、构件/ /linklink 独立的运动单元称为构件。独立的制造单元称为独立的运动单元称为构件。独立的制造单元称为零件。构件可以是单零件的构件，也可以是多零件的零件。构件可以是单零件的构件，也可以是多零件的构件（多个零件刚性地连接而成）构件（多个零件刚性地连接而成） 。 内燃机连杆内燃机连杆自行车轮自行车轮2-2 2-2 机构的组成机构的组成32 2、运动副运动副/ /Kinematic pair第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析 两个构件直接接触而组成的可动连接称为两个构件直接接触而组成的可动连接称为运动副。运动副。2-2 2-2 机构的组成机构的组成4第第2

3、 2章章 机构的结构分析机构的结构分析l每个运动副由两个构件组成。每个运动副由两个构件组成。l构件上能够参加接触而构成运构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素动副的表面称为运动副元素/pairing element 。l两构件可能具有的独立相对运两构件可能具有的独立相对运动数目称为构件自由度。动数目称为构件自由度。在三维空间，自由构件的自在三维空间，自由构件的自由度有由度有6个个运动副自由度运动副自由度f6运动副约束数运动副约束数s = 6- f(x , y，z)yxz构件构件2 2构件构件1 12-2 2-2 机构的组成机构的组成5 5第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析

4、l在二维平面内，自由构件的自在二维平面内，自由构件的自由度有由度有3个个运动副自由度运动副自由度f3运动副约束数运动副约束数s = 3- f(x , y)yxo构件构件2 2构件构件1 12-2 2-2 机构的组成机构的组成6按空间约束按空间约束/ /constraint数目分类数目分类运动副类型运动副类型第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析此运动副此运动副s=2，f=4。为为级副。级副。约束数目约束数目12345运动副类型运动副类型I 级副级副Class III 级副级副Class IIIII级副级副Class IIIIV级副级副Class IVV级副级副Class V2-2 2-2

5、 机构的组成机构的组成7低副低副/lower pair 面接触的运动副；面接触的运动副；第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析按运动副元素接触情况分类：按运动副元素接触情况分类：高副高副/higher pair 点、线接触的运动副点、线接触的运动副2-2 2-2 机构的组成机构的组成8点高副点高副/sphere-plane pair 球面与平面球面与平面线高副线高副/revolute-prism pair圆柱面与平面圆柱面与平面螺旋副螺旋副/helical pair两螺旋面两螺旋面球面副球面副/spherical pair两球面两球面球销副球销副/slotted pair带圆柱球面与带槽

6、球面带圆柱球面与带槽球面平面副平面副/flat pair两平面两平面圆柱副圆柱副/cylindric pair 两圆柱面两圆柱面第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析空间运动副按运动副元素分类：空间运动副按运动副元素分类：2-2 2-2 机构的组成机构的组成9第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析平面运动副按接触元素及相对运动形式分类：平面运动副按接触元素及相对运动形式分类：两构件之间只能相对转动两构件之间只能相对转动转动副转动副/revolute pair ；两构件之间只能相对直线移动两构件之间只能相对直线移动移动副移动副/sliding pair；点或线接触点或线接触平面高副平

7、面高副两构件之间能相绕接触点对转动两构件之间能相绕接触点对转动和沿切线方向。和沿切线方向。面接触面接触平面低副平面低副2-2 2-2 机构的组成机构的组成10形封闭副形封闭副/sphere-plane pair 借助结构形状封闭借助结构形状封闭力封闭副力封闭副/revolute-prism pair借助重力、弹簧借助重力、弹簧力、气液力封闭力、气液力封闭第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析按运动副元素保持接触的方法分类：按运动副元素保持接触的方法分类：2-2 2-2 机构的组成机构的组成11第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析运动副类型汇总运动副类型汇总平面低副平面低副2-2

8、2-2 机构的组成机构的组成122-2 2-2 机构的组成机构的组成133 3、运动链运动链/ /Kinematic Chain第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析开链开链闭链闭链构件通过运动副相联而构成的相对可动的系统构件通过运动副相联而构成的相对可动的系统2-2 2-2 机构的组成机构的组成14将运动链中某将运动链中某1个构个构件固定，运动链就成件固定，运动链就成了机构。了机构。机构有三类构件：机构有三类构件：机架机架/frame/fix link相对固定不动的构件相对固定不动的构件原动件原动件/driving link按给定的运动规律独立运动的构件按给定的运动规律独立运动的构件从

9、动件从动件/driven link 随原动件运动而运动的构件随原动件运动而运动的构件4 4、机构机构/ /Mechanism第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析Kinematic ChainMechanism2-2 2-2 机构的组成机构的组成2-2-3 3 机构运动简图机构运动简图/ /Kinematic Diagram第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析 用以表示机构运动传递用以表示机构运动传递情况的简化图形。情况的简化图形。 机构各部分运动取决于：机构各部分运动取决于： 原动件运动规律原动件运动规律 运动副类型运动副类型 构件运动尺寸构件运动尺寸 与构件外形、断面尺寸、与

10、构件外形、断面尺寸、零件数目及固连方式等无关。零件数目及固连方式等无关。2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图16第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析构件的运动与构件的运动与外形无关，而与运动副的外形无关，而与运动副的类型和相对位置有关类型和相对位置有关。2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图172-2-3 3 机构运动简图机构运动简图/ /Kinematic Diagram第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析机构运动简图画法：机构运动简图画法：选择合适的视图平面。选择合适的视图平面。按一定的比例尺定出运动副位置；位置用字母表按一定的比例尺定出运动副位置；位置用字母表示

11、。示。按规定符号画出运动副；用简单线条或规定画法按规定符号画出运动副；用简单线条或规定画法画出构件；构件用数字标号。画出构件；构件用数字标号。从原动件开始画；原动件从原动件开始画；原动件的运动方向用箭头表示。的运动方向用箭头表示。不按比例绘制的机构运动不按比例绘制的机构运动简图也称为机构示意图。简图也称为机构示意图。2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图18常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析在机架上的电动机在机架上的电动机某些常用机构有其规定的表示法。例如：某些常用机构有其规定的表示法。例如：2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图19常用运动副

12、的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析带传动带传动2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图20常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析链传动链传动2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图21常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析外啮合圆柱齿轮传动外啮合圆柱齿轮传动2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图22常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析内啮合圆柱齿轮传动内啮合圆柱齿轮传动2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图23齿轮齿条传动齿轮齿条传动常

13、用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图24常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图25常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析圆柱蜗杆蜗轮传动圆柱蜗杆蜗轮传动2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图26凸轮机构凸轮机构常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图27常用运动副的符号常用运动副的符号第

14、第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析棘轮机构棘轮机构2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图28常用运动副的符号常用运动副的符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析槽轮机构槽轮机构2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图29杆、轴构件杆、轴构件固定构件固定构件同一构件同一构件一般构件符号一般构件符号第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图30三副构件三副构件 两副构件两副构件 第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析一般构件符号一般构件符号Ternary linkBinary link2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图

15、31第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析尺寸比例尺：尺寸比例尺： l =实际长度实际长度 / 图上长度图上长度l = lAB /AB =0.02m/10mm =0.002m/mmABAB2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图322- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图332- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图342- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图35AOFCBDEl=1mm/1mm例例2-12-1：颚式破碎机颚式破碎机第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析1o oA A与机架与机架6 6组组成转动副成转动副与连杆与连杆2 2组组成转动副成转动副2- 2-3 3

16、机构运动简图机构运动简图3637例例2-22-2：第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图38 例：例：小型冲床小型冲床第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图39第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图40例：例：第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-3 3 机构运动简图机构运动简图41确定运动：任一瞬时各构件有唯一的位置。确定运动：任一瞬时各构件有唯一的位置。第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-4 2-4 机构具有确定运动的条

17、件机构具有确定运动的条件12341运动确定运动确定123415运动不确定412341运动确定运动确定外界给定的独立运动参数外界给定的独立运动参数2- 2-4 4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件 一个机构能否具有确定运动，与给定的独一个机构能否具有确定运动，与给定的独立运动参数的数目有关。立运动参数的数目有关。第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析机构作确定运动所需的独机构作确定运动所需的独立参数数目称为机构的自由度。立参数数目称为机构的自由度。机构具有确定运动的条件是：机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等于机构的自由度。机构的原动件数目应等于机构的自由度。1234

18、14123412- 2-4 4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件43若：若：q原动件数原动件数F 机构破坏机构破坏q机构自由度机构自由度F=0 不能动不能动123412第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-4 2-4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件12341 12- 2-4 4 机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件44 平面机构自由度计算公式：平面机构自由度计算公式：活动构件数活动构件数n低副数低副数pl高副数高副数ph第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-5 2-5 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算共有自由度共有自由度共引入约束共

19、引入约束3n2plphF=3n -（2pl +ph ）（空间机构自由度计算不要求）（空间机构自由度计算不要求）2- 2-5 5 机构自由度计算机构自由度计算45例例2 2-3-3: :计算内燃机的自由度。计算内燃机的自由度。F=3n2plph =36273 =1 第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析解：解：n=6 pl=7ph=32- 2-5 5 机构自由度计算机构自由度计算46 平面机构自由度计算公式：平面机构自由度计算公式：活动构件数活动构件数n低副数低副数pl高副数高副数ph第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析共有自由度共有自由度共引入约束共引入约束3n2plphF=3n

20、 -（2pl +ph ）除去虚约束数除去虚约束数F=3n -（2pl +ph-p ）F=3n -（2pl +ph-p ）-F除去局部自由度除去局部自由度正确确定运动副数目正确确定运动副数目2- 2-5 5 机构自由度计算机构自由度计算471. 要正确确定运动副数目要正确确定运动副数目1 1）m m个构件个构件在同一处以在同一处以转动副相联转动副相联具有具有( (m-1)m-1)个个转动副！转动副！2 2个以上构件个以上构件在同一处的在同一处的转动副称为转动副称为复合铰链复合铰链/ /Compound hinges)m个构件个构件第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-6 2-6 机构自

21、由度应注意的事项机构自由度应注意的事项m-1个转动副个转动副2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项48第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析例例2-7 2-7 计算图示圆盘锯机构的自由度。计算图示圆盘锯机构的自由度。解：活动构件数解：活动构件数n=n=7低副数低副数P Pl l= =10（ B、C、D、E 四处复合铰链四处复合铰链）F=3n 2Pl Ph 高副数高副数P Ph h= = 0=37 210 0=1圆盘锯机构圆盘锯机构12345678ABCDEF2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项49AA2 2）a.a.两两构件之间构件之间多个法线多个法线方

22、向重合方向重合的高副的高副, ,只算只算1 1个个高副！高副！法线不重合则按实法线不重合则按实际高副数算！际高副数算！第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析相当于相当于1个转动副个转动副相当于相当于1个移动副个移动副2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项502 2）c.c.两构件之间多个导路两构件之间多个导路相平行（或重合）的移动相平行（或重合）的移动副，只算副，只算1 1个移动副！个移动副！2 2）b.b.两构件之间多个两构件之间多个共轴线的转动副，只算共轴线的转动副，只算1 1个转动副！个转动副！第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-6 6 机构自由度

23、注意事项机构自由度注意事项51第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2 2）d.d.几何封闭的几何封闭的齿轮高副，不论齿轮高副，不论几对轮齿接触，几对轮齿接触，都只算都只算1 1个高副个高副2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项52 依靠重力封依靠重力封闭的齿轮高副，闭的齿轮高副，要算要算2 2个高副。个高副。第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项532- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项54 活动构件数活动构件数n= 2低副数低副数pl= 2F=3n2pl ph 高副数高副数ph=1= 1=32

24、221第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析例例：计算图示凸轮机构的自由度。：计算图示凸轮机构的自由度。2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项55 某些构件所具有的不影响机构输出运动某些构件所具有的不影响机构输出运动的自由度称为局部自由度，用的自由度称为局部自由度，用F表示表示 。应在。应在机构自由度机构自由度F中除去局部自由度中除去局部自由度F 。 2. 2. 要除去局部自由度要除去局部自由度/passive DOF第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析 滚子的转动为局部自由度。滚子的转动为局部自由度。滚子转动滚子固结2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度

25、注意事项56F=3n - 2pl - ph =32 -22 -1 =1123123 F=3n- 2pl- ph -F =33 -23 -1 -1 =1第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析也可先假想滚子固结也可先假想滚子固结，再计算：，再计算：例例：计算图示凸轮机构的自由度。：计算图示凸轮机构的自由度。2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项572- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项3 3. . 要除去虚约束要除去虚约束/ /redundant constraint第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析 对机构施加的约束只起重复约束作用（对机构施加的约

26、束只起重复约束作用（即未对机构运动产生新的限制），这种约束即未对机构运动产生新的限制），这种约束称为重复约束或虚约束称为重复约束或虚约束p，计算机构自由度，计算机构自由度时时应除去应除去p 。2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项59第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析出现虚约束的三种情况：出现虚约束的三种情况：1 1）转动副连接轨迹重合点）转动副连接轨迹重合点2345ABCDEFABABCDCDEFEFABABCDCDABCDEF轨迹相同轨迹相同平行四边形机构2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项60解：转动副解：转动副E连同构件连同构件5和转动副和转

27、动副F带入约束数带入约束数p =2pl-3n=22-31=1，为虚约束，应从机，为虚约束，应从机构的约束总数中除去。构的约束总数中除去。 F=3n-（2pl+ph - p ） =34 -（26 +0 -1） =1第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析求求:AB:ABCDCDEFEF的平行四边形机构的自由度。的平行四边形机构的自由度。 2345ABCDEFABABCDCDEFEF2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项61第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2345ABCDEF平行四边形机构的虚约束用于车轮联动平行四边形机构的虚约束用于车轮联动2- 2-6 6 机构自

28、由度注意事项机构自由度注意事项622- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析例例:计算图示机构计算图示机构自由度，已知自由度，已知CAD=90，AB=BC=BD。 解：解：p=2pl-3n =22-31=1 F=3n-(2pl+ph- p )-F=34 -26 -0 +1-0 =163第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析ABCD1 12290-90-椭圆仪椭圆仪64第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2 2）双转副杆连接距离不变的两点）双转副杆连接距离不变的两点 F=3n-（2pl+ph - p ） =34 -（26 +0

29、 -1） =12- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项65第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析3 3）不影响运动传递的重复部分（对称、均布）不影响运动传递的重复部分（对称、均布）例例: :计算齿轮系自由度。计算齿轮系自由度。 F=3n-（2pl+ph - p ）-F =35 -25 -6 +2-0 =1解解: 2个小齿轮为重复部分。由此引入虚约束个小齿轮为重复部分。由此引入虚约束p=2pl+ph-3n=22+4-32=2 2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项66第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意

30、事项67例例2-82-8: :计算图示包装机送纸机构的自由度。计算图示包装机送纸机构的自由度。B2I9C 3A1J6h87DE4FG5I9I9解：解：活动构件数活动构件数n=9低副数低副数pl=11（复合铰链（复合铰链D）F=3n-(2pl +ph-p )-F =39-211 3+1-2 =1高副数高副数ph=3虚约束虚约束p=1（双副杆（双副杆6或或9）局部自由度局部自由度F=2（两滚子处两滚子处）第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项例例: :计算图示机构的自由度，如有复合铰链、计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度或虚约

31、束须指出。局部自由度或虚约束须指出。解：活动构件数解：活动构件数n=8低副数低副数pl=10F=3n-(2pl +ph-p )-F =38-210 2+1-1 =2高副数高副数ph=2虚约束虚约束p=1局部自由度局部自由度F=1第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析复复合合铰铰链链局局部部自自由由度度虚约束虚约束2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项69解：解：n=10，pl=13， ph=2， F =1F=3n-2pl - ph F =310 -213-2-1 =1例例: :计算图示机构的自由度计算图示机构的自由度, ,如有复合铰链、局如有复合铰链、局部自由度或虚约束须

32、指出。部自由度或虚约束须指出。第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析复复合合铰铰链链局局部部自自由由度度2- 2-6 6 机构自由度注意事项机构自由度注意事项70解：活动构件数解：活动构件数n=9低副数低副数pl=12F=3n-2pl - ph +p F =39 -212-1-1 =2需要两个原动件。需要两个原动件。高副数高副数ph=1第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析例例: :计算图示机构的自由度计算图示机构的自由度, ,并问需几个原动件？并问需几个原动件？局部自由度局部自由度F=1虚约束虚约束p=1复合铰链复合铰链局局部部自自由由度度虚约束虚约束2- 2-6 6 机构自由度

33、注意事项机构自由度注意事项71721.1.平面机构的组成原理平面机构的组成原理/composition principle第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-72-7平面机构的组成原理、结构分类及结构分析平面机构的组成原理、结构分类及结构分析2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析F=3n 2Pl Ph =37 210 0=173F=1F=0第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析F=1F=0F=0F=0不能再拆分的不能再拆分的F=0的构的构件组称为件组称为基本杆组基本杆组/assur group（阿苏尔阿苏尔杆组杆组），简称），简称杆组

34、杆组2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析机构组成原理：任何机构都是由若干个基本杆机构组成原理：任何机构都是由若干个基本杆组依次连接到原动件和机架上而构成的。组依次连接到原动件和机架上而构成的。第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析75第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析但注意：用基本杆组组成机构时，若但注意：用基本杆组组成机构时，若1 1个基本个基本杆组的两个外接副杆组的两个外接副/outer pair连接于前一杆组连接于前一杆组的同一构件上，起不到新增杆组

35、的作用。的同一构件上，起不到新增杆组的作用。同一刚体同一刚体2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析基本杆组的自由度：基本杆组的自由度：3n -2pl =0 即即 n/2 = pl /3（ 注：所有高副均由低副取代）注：所有高副均由低副取代）n必为必为2的倍数，的倍数，pl必为必为3的倍数即，组合有：的倍数即，组合有：ln = 2， pl =3ln = 4， pl = 6ln = 6， pl = 9 762. 2. 平面机构的结构分类平面机构的结构分类第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析II级组（两杆三副组）级组（两杆三副组）III级组（四杆六副

36、组）级组（四杆六副组）级组（六杆九副组）级组（六杆九副组）2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析77II级组级组/ /binary-group应用最广，有五种类型：应用最广，有五种类型： 第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析78 III级组级组/ /tenary-group的三种类型：的三种类型：第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析 III级组总包含级组总包含一个一个“3 3副副”构件，不能拆分构件，不能拆分成两个成两个II级组。级组。2-72-7机构的组成

37、原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析79按机构所含杆组的最高级别，平面机构分级为：按机构所含杆组的最高级别，平面机构分级为：lIII 级机构级机构 所含杆组级别最高为所含杆组级别最高为III 级的平级的平面机构面机构第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析lII 级机构级机构所含杆组级别最高为所含杆组级别最高为II 级的平面级的平面机构机构lI 级机构级机构 只由机架和原动件构成的机构只由机架和原动件构成的机构级机构级机构2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析80目的：了解机构的组成，确定机构的级别目的：了解机构的组成，确定机

38、构的级别。3.3.平面机构的结构分析平面机构的结构分析/ /structural analysis第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析81步骤：步骤：l计算机构自由度。计算机构自由度。l从离原动件最远的构件开始拆从离原动件最远的构件开始拆基本杆组，先试拆基本杆组，先试拆II级组，若级组，若 II级组拆不成（出现拆剩部分级组拆不成（出现拆剩部分的自由度与原机构自由度不同的自由度与原机构自由度不同的现象）则拆的现象）则拆III级组；级组；l全部杆组一一拆出，只剩原动全部杆组一一拆出，只剩原动件与机架；件与机架；

39、l按所具有的基本杆组的最高级按所具有的基本杆组的最高级别，写出机构的级别。别，写出机构的级别。是是II级机构级机构第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析注意：注意：原动件与机架画在一起原动件与机架画在一起原动件上无外接副原动件上无外接副2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析82是是级机构级机构第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析原动件不同原动件不同, ,机构级别可能不同。机构级别可能不同。2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析4. 4. 平面机构中的高副低代平面机构中的高副低代/ /substit

40、ue higher pair by lower pair第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析高副以低副来代替高副以低副来代替高副低代高副低代高副低代必须满足的条件：高副低代必须满足的条件：1 1、代替前后，机构自由度相同。、代替前后，机构自由度相同。2 2、代替前后，机构瞬时速度、加速度相同。、代替前后，机构瞬时速度、加速度相同。代替时要去掉虚约束和局部自由度。代替时要去掉虚约束和局部自由度。2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析84K1K2第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析两圆弧相接触的高副低代：两圆弧相接触的高副低代：2-72-7机构的组成原理、结构分类及结构分析机构的组成原理、结构分类及结构分析K1K2K1K285K1K2第第2 2章章 机构的结构分析机构的结构分析高副以低副代替的方法：高副以低副代替的方法：K1K21、找出高副两元素在接触、找出高副两元素在接触