机械原理第1章平面机构的结构分析

1、第一章第一章 平面机构的结构分析平面机构的结构分析1 11 1 概述概述1 12 2 机构的组成机构的组成1 13 3 机构运动简图机构运动简图1 14 4 平面机构的自由度平面机构的自由度1 15 5 机构的组成原理和结构分析机构的组成原理和结构分析 本章教学重点和难点本章教学重点和难点4. 4. 平面机构自由度的计算平面机构自由度的计算5. 5. 机构的组成原理及其分析机构的组成原理及其分析3. 3. 机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制1. 1. 构件及其分类构件及其分类2. 2. 运动副及其分类运动副及其分类1 11 1、2 2 若干概念若干概念组成机构的组成机构的“基本要素基本要素”

2、：构件构件、运动副运动副1.1.定义定义：作者：潘存云教授曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构.exe.exe一、机构及其分类一、机构及其分类2.2.分类分类 是指具有确定相对运动的实物组是指具有确定相对运动的实物组合合, ,称为称为机构机构。实物均在实物均在实物不在实物不在内燃机内燃机中的连杆中的连杆作者：潘存云教授套筒套筒连杆体连杆体螺栓螺栓垫圈垫圈螺母螺母轴瓦轴瓦连杆盖连杆盖二二、构件构件及其分类及其分类1.1.定义定义: : 机构中的最小运动单元体。机构中的最小运动单元体。 构件可以是单一的零件，也可以是由几个零构件可以是单一的零件，也可以是由几个零件所组成的刚性结构。如图所示的件所组成的刚性结构

3、。如图所示的连杆连杆。作者：潘存云教授三三、运动副及其运动副及其分类分类如：凸轮副如：凸轮副1.1.定义：定义：如：齿轮副如：齿轮副12A 两个构件既保持直接接触，又能产生某些相对运动两个构件既保持直接接触，又能产生某些相对运动的一种动联接的一种动联接, ,此联接称为此联接称为运动副运动副。 1)1)根据接触形式不同，可分为：根据接触形式不同，可分为： 例如例如：滚动滚动副副、凸轮副凸轮副、齿轮副齿轮副等。等。高高副副：以点、线接触的运动副以点、线接触的运动副。滚动滚动副副凸轮副凸轮副齿轮副齿轮副2.2.运动副的分类运动副的分类（三种）：（三种）：由于其接触应力高由于其接触应力高, ,故称为故

4、称为高副高副。AAA凸轮副凸轮副滚动滚动副副齿轮副齿轮副注意注意: :在高副的绘制中，通常应绘出其大致形状，如下图所示。在高副的绘制中，通常应绘出其大致形状，如下图所示。低副低副：以面接触：以面接触的运动副的运动副。A.A.转动副转动副： 在低副中，若两构件之间只作相对转动在低副中，若两构件之间只作相对转动转动副转动副xyxy由于其接触应力由于其接触应力低低，故称为，故称为低副低副。移动副移动副B.B.移动副移动副 ：在低副中，两构件之间只作相对移动在低副中，两构件之间只作相对移动xyxy作者：潘存云教授2)2)根据引入的约束数目不同根据引入的约束数目不同, ,可分为：可分为： I I级副级副

5、IIII级副级副IIIIII级副级副I I级副、级副、IIII级副、级副、IIIIII级副、级副、IVIV级副、级副、V V级副等五类。级副等五类。IVIV级副级副V V级副级副1 1V V级副级副2 2V V级副级副3 3两者关联3)3)根据两构件相对运动范围不同根据两构件相对运动范围不同, ,可分为：可分为： A.A.平平面运动副面运动副：若两构件位于同一平面内运动的运动副若两构件位于同一平面内运动的运动副B.B.空空间运动副间运动副：若两构件不位于同一平面内运动的运动副若两构件不位于同一平面内运动的运动副常见运动副符号的表示法常见运动副符号的表示法: : 见国标见国标GB4460GB44

6、608484或或表表1-11-1表表1-1 1-1 常用运动副的符号常用运动副的符号运动副运动副名称名称运动副符号运动副符号两运动构件构成的运动副两运动构件构成的运动副转转动动副副移移动动副副1212121212121212121212两构件之一为固定时的运动副两构件之一为固定时的运动副122121平平面面运运动动副副平平面面高高副副螺螺旋旋副副211221211212球球面面副副,球球销销副副121212空空间间运运动动副副1212两运动构件构成的运动副两运动构件构成的运动副两构件之一为固定时的运动副两构件之一为固定时的运动副 为了便于以后的机构运动分析和动力学分析为了便于以后的机构运动分析

7、和动力学分析，绘制构件时绘制构件时常用简图来表示，但应注意常用简图来表示，但应注意两点两点: :作者：潘存云教授简图简图简图简图四四、构件的表示法构件的表示法1)1)常撇开构件的实际外形，用规定线条和符号来表示常撇开构件的实际外形，用规定线条和符号来表示。2)2)只考虑运动副的性质和相对位置。只考虑运动副的性质和相对位置。一般构件的表示方法一般构件的表示方法( (五种五种) ) 杆、轴构件杆、轴构件固定构件固定构件同一构件同一构件三副构件三副构件 两副构件两副构件 一般构件的表示方法一般构件的表示方法 五五、运动链及分类运动链及分类 运动链：运动链：三个或以上的构件通过运动副的连接而构成的结构

8、。三个或以上的构件通过运动副的连接而构成的结构。1)1)闭式链闭式链: :在运动链中，每一构件都含有二个或以上运动副的运在运动链中，每一构件都含有二个或以上运动副的运闭式链闭式链开式链开式链: :在运动链中，至少有一构件只含有一个运动副的运在运动链中，至少有一构件只含有一个运动副的运作者：潘存云教授六、机构的组成 (1)(1)机架：机架：(2)(2)原动件：原动件：(3)(3)从动件：从动件：机构机构机架机架原动件原动件从动件从动件1 1个个1 1个或几个个或几个若干若干为便于区别为便于区别, ,必加剖面线表示。必加剖面线表示。必须用带箭头的圆弧线或直线来标注其运动形式。必须用带箭头的圆弧线或

9、直线来标注其运动形式。机构中相对不动的构件机构中相对不动的构件。驱动力（或驱动力矩）所作用的构件。驱动力（或驱动力矩）所作用的构件。随着原动件一起运动的构件。随着原动件一起运动的构件。在运动链中如果将某一个构件固定而成为机架，则这种运动链便成为机构1 13 3 平面机构运动简图平面机构运动简图机构运动简图机构运动简图：用规定的运：用规定的运动副符号和构件线条，按一定动副符号和构件线条，按一定的比例表示各构件和运动副相的比例表示各构件和运动副相对位置的图形。对位置的图形。 机构示意图机构示意图：不按比例绘制的简图。不按比例绘制的简图。一一、机构运动简图、机构运动简图的定义的定义二二、机构运动简图

10、的绘制步骤、机构运动简图的绘制步骤：1 1）选择合适投影面）选择合适投影面: : 一般以它的运动平面或对称平面为投影面。一般以它的运动平面或对称平面为投影面。2 2）选取适当的比例尺）选取适当的比例尺: :长度比例尺为长度比例尺为 )(mmml图上尺寸实际尺寸3 3）作图顺序）作图顺序: : 从原动件开始，沿着运动传递的线路，采用规定的线条和符号，从原动件开始，沿着运动传递的线路，采用规定的线条和符号，依次分别绘出各构件和运动副。依次分别绘出各构件和运动副。三三、绘制时的注意事项绘制时的注意事项( (六点六点) )1)1)构件数目应与实际情况相同构件数目应与实际情况相同, ,并用规定的线条绘出

11、各构件；并用规定的线条绘出各构件；2)2)运动副的类型、数目等应与实际情况相符。运动副的类型、数目等应与实际情况相符。运动副类型的判别方法运动副类型的判别方法: :是根据构件间的是根据构件间的“接触情况接触情况”和和“相对运相对运动形式动形式”，来确定运动副的类型，并测出各运动副间的相对位置尺，来确定运动副的类型，并测出各运动副间的相对位置尺寸。寸。3)3)编号编号: :一般按运动传递路线，对各构件一般按运动传递路线，对各构件“由小到大由小到大”进行编号，进行编号，其中其中原动件原动件最好为序号最好为序号1 1，机架机架最好为最后的序号数。最好为最后的序号数。4)4)绘制机构运动简图时，必按比

12、例绘出，反之称为绘制机构运动简图时，必按比例绘出，反之称为机构示意图机构示意图。5)5)机架机架必加剖面线表示必加剖面线表示; ;原动件原动件必须用带箭头的圆弧或直线标注其必须用带箭头的圆弧或直线标注其运动形式。运动形式。6)6)作图时作图时, ,原动件的初始位置可自行决定。原动件的初始位置可自行决定。下面下面, ,通过实例来说明通过实例来说明。例例1 1：试绘制下述颚式破碎机的运动简图。：试绘制下述颚式破碎机的运动简图。解：解：1 1）选择投影面；）选择投影面； 2 2）选取比例尺；）选取比例尺；3 3）作图顺序）作图顺序: :从原动件开从原动件开始，沿着运动传递的线路，始，沿着运动传递的线

13、路，采用规定的线条和符号，采用规定的线条和符号，分别绘出各构件和运动副。分别绘出各构件和运动副。ABCDADBC颚式破碎机颚式破碎机.exe.exe1234例例2 2：绘制下述机构的运动简图绘制下述机构的运动简图。解：解：1 1）选择投影面；）选择投影面； 2 2）选取比例尺；）选取比例尺； 3 3）作图顺序）作图顺序: :从原动件开始，沿着从原动件开始，沿着 运动传递的线路，采用规定的运动传递的线路，采用规定的线条线条 和和符号，分别绘出各构件和运动副。符号，分别绘出各构件和运动副。12344 第二讲第二讲1 14 4 平面机构的自由度平面机构的自由度回顾回顾: :机构运动简图及其绘制机构运

14、动简图及其绘制机构运动简图机构运动简图：用规定的运：用规定的运动副符号和构件线条，按一定动副符号和构件线条，按一定的比例表示各构件和运动副相的比例表示各构件和运动副相对位置的图形。对位置的图形。 机构示意图机构示意图：不按比例绘制的简图。不按比例绘制的简图。一一、机构运动简图、机构运动简图的定义的定义二二、机构运动简图的绘制步骤、机构运动简图的绘制步骤：1 1）选择合适投影面）选择合适投影面: : 一般以它的一般以它的运动平面运动平面或或对称平面对称平面为投影面。为投影面。2 2）选取适当的比例尺）选取适当的比例尺: :长度比例尺为长度比例尺为 )(mmml图上尺寸实际尺寸3 3）作图顺序）作

15、图顺序: : 从原动件开始，沿着运动传递的线路，采用规定的线条和符号，从原动件开始，沿着运动传递的线路，采用规定的线条和符号，依次分别绘出各构件和运动副。依次分别绘出各构件和运动副。三三、绘制时的注意事项绘制时的注意事项( (六点六点) )1)1)构件数目应与实际情况相同构件数目应与实际情况相同, ,并用规定的线条绘出各构件；并用规定的线条绘出各构件；2)2)运动副的类型、数目等应与实际情况相符。运动副的类型、数目等应与实际情况相符。运动副类型的判别方法运动副类型的判别方法: :是根据构件间的是根据构件间的“接触情况接触情况”和和“相对运相对运动形式动形式”，来确定运动副的类型，并测出各运动副

16、间的相对位置尺，来确定运动副的类型，并测出各运动副间的相对位置尺寸。寸。3)3)编号编号: :一般按运动传递路线，对各构件一般按运动传递路线，对各构件“由小到大由小到大”进行编号，进行编号，其中其中原动件原动件最好为序号最好为序号1 1，机架机架最好为最后的序号数。最好为最后的序号数。4)4)绘制机构运动简图时，必按比例绘出，反之称为绘制机构运动简图时，必按比例绘出，反之称为机构示意图机构示意图。5)5)机架机架必加剖面线表示必加剖面线表示; ;原动件原动件必须用带箭头的圆弧或直线标注其必须用带箭头的圆弧或直线标注其运动形式。运动形式。6)6)作图时作图时, ,原动件的初始位置可自行决定。原动

17、件的初始位置可自行决定。作者：潘存云教授1 14 4 平面机构自由度及计算平面机构自由度及计算S3123一一、平面机构自由度的定义平面机构自由度的定义2 21 1 有一平面机构如图所示，已有一平面机构如图所示，已知各杆件长度分别为知各杆件长度分别为L L1 1和和L L2 2，各，各构件的运动规律分别用参数构件的运动规律分别用参数1 1、2 2和和S S3 3 表示表示，则它们大小等于则它们大小等于多少多少? ? 由理力可知由理力可知, ,若给定若给定1 11 1（t t）， 则则2 22 2（t t ） 、 S S3 3S S3 3(t)(t)均可精确地、唯一地确定。换句话说，在该机构中只需

18、要均可精确地、唯一地确定。换句话说，在该机构中只需要给定给定一个一个独立运动参数独立运动参数1 1 或或 S S3 3 ，该机构中各构件间便具有确该机构中各构件间便具有确定的相对运动。定的相对运动。现举二个实例现举二个实例: :作者：潘存云教授 又如图示为一个五杆机构，又如图示为一个五杆机构，已知各杆件长度分别为已知各杆件长度分别为L L1 1 、L L2 2 、L L3 3 、L L4 4和和L L5 5 ，各构件的，各构件的运动规律分别用参数运动规律分别用参数1 1、 2 2 、 3 3 、4 4、 5 5表示，表示，若仅给定一个运动参数若仅给定一个运动参数1 11 1（t t）, ,则其

19、它运动参数则其它运动参数2 2 、3 3 、4 4 、5 5均不能精确地、均不能精确地、唯一地确定。唯一地确定。4 412341 13 32 2 若同时给定二个运动参数若同时给定二个运动参数1 1 1 1（t t）和和4 4 4 4（t t） ，则其它运动参数，则其它运动参数3 3 和和2 2 和和5 5都能精确地、唯一都能精确地、唯一地确定。换句话说，在该机构中需要给定地确定。换句话说，在该机构中需要给定两个两个独立运动参数独立运动参数1 1和和 4 4 ，该机构中的各构件间便具有确定的相对运动。，该机构中的各构件间便具有确定的相对运动。5机构的自由度机构的自由度：欲使机构中的各构件具有确定

20、的相对运动时欲使机构中的各构件具有确定的相对运动时, ,所必须给定的独立运动参数的个数，称为所必须给定的独立运动参数的个数，称为该机构的自由度该机构的自由度，常常记为记为F F。 所以所以，欲使欲使机构中的各构件具有确定的相对运动机构中的各构件具有确定的相对运动，条件二条件二为：为：机构的自由度机构的自由度F F原动件个数原动件个数W W二二、机构中的各构件具有确定相对运动的条件：机构中的各构件具有确定相对运动的条件：F 0F 0表示机构中的各构件之间能产生相对运动表示机构中的各构件之间能产生相对运动F F 0 0表示机构中的各构件之间不能产生相对运动表示机构中的各构件之间不能产生相对运动条件

21、一条件一: :F 0F 0条件二条件二: : 讨论：讨论：1 1）若）若F0F0，表示机构中的各构件之间能产生相对运动；，表示机构中的各构件之间能产生相对运动；当原动件个数当原动件个数W=F W=F ，表示各构件间具有确定的相对运动，表示各构件间具有确定的相对运动当原动件个数当原动件个数WF WF WF ，表示各构件的运动会干涉，最终导致破坏，表示各构件的运动会干涉，最终导致破坏结论结论1:1:欲使机构中的各构件具有确定的相对运动欲使机构中的各构件具有确定的相对运动, ,其条件为：其条件为：机构的自由度机构的自由度F F原动件个数原动件个数W W且且 F 0F 03 3）若）若F0F 0F 0

22、表示机构中的各构件之间能产生相对运动表示机构中的各构件之间能产生相对运动F F 0 0表示机构中的各构件之间不能产生相对运动表示机构中的各构件之间不能产生相对运动欲使该机构中的各构件具有确定的相对运动欲使该机构中的各构件具有确定的相对运动, ,其条件为：其条件为：该机构的自由度该机构的自由度F F原动件个数原动件个数W W且且 F 0F 0 F = F = 3n 3n 2P2PL L P PH H (1) (1)其中其中,n-,n-机构中活动构件的数目机构中活动构件的数目( (其中不含机架其中不含机架) ) P PL L-机构中的低副数目机构中的低副数目 P PH H-机构中的高副数目机构中的

23、高副数目平面机构自由度平面机构自由度F F的计算式为的计算式为: :1.1.复合铰链：复合铰链： 若机构中有若机构中有m m个构件个构件( (其中包括机架其中包括机架) )组成了组成了复合铰链复合铰链，则该，则该处转动副个数为处转动副个数为(m(m1)1)个。个。两个低副两个低副A A三个低副三个低副A A1 12 23 31 12 23 34 4如如: :2.2.局部自由度局部自由度 若机构中存在有若机构中存在有局部自由度局部自由度, ,在自由度在自由度F F计算时，计算时，应去掉局部自应去掉局部自由度由度。123123滚子从动件的凸轮机构滚子从动件的凸轮机构.exe.exe 局部自由度常出

24、现在局部自由度常出现在滚子从滚子从动件的凸轮机构动件的凸轮机构中。中。作者：潘存云教授1)1)两构件连接前后，连接点的轨迹重合。两构件连接前后，连接点的轨迹重合。2)2)两构件构成多处移动副，且导路平行。两构件构成多处移动副，且导路平行。 如如平行四边形机构平行四边形机构、椭圆仪椭圆仪等等。AAAB3.3.虚约束：虚约束： 若机构中存在有若机构中存在有虚约束虚约束, ,在在自由自由度度F F计算时计算时，应去掉虚约束应去掉虚约束。常出现虚约束的五种场合：常出现虚约束的五种场合：BB作者：潘存云教授3)3)两构件构成多个转动副，且轴线相同。两构件构成多个转动副，且轴线相同。4)4)若机构中存在若

25、机构中存在对称部分对称部分，且，且对称部分对称部分对整个机构的运动起着相同的作用对整个机构的运动起着相同的作用, ,则则对称部分对称部分是虚约束。如多个行星轮。是虚约束。如多个行星轮。作者：潘存云教授AB5)5)两构件在多处构成高副，且接触处的公法线重合。两构件在多处构成高副，且接触处的公法线重合。多个行星轮多个行星轮作者：潘存云教授W W等宽凸轮等宽凸轮.MOV.MOV注意：注意：若若接触处的接触处的公法线公法线不重合时，则不重合时，则多处高副多处高副变变成实际约束！成实际约束！作者：潘存云教授AABA 例例1:1:试计算下述机构的自由度。试计算下述机构的自由度。F = 3n2PLPH =

26、35262 = 1 其中其中， B B、E E两点为局部两点为局部自由度自由度, EF, EF、BCBC杆件各有一杆件各有一处为虚约束。处为虚约束。解：解：n=5, Pn=5, PL L=6, P=6, PH H=2=21 15 5 机构的组成原理和结构分析机构的组成原理和结构分析一、若干概念一、若干概念 2)2)原动件原动件1 1作移动的基本机构作移动的基本机构( (如图如图2 2直线电直线电动机驱动动机驱动) )。211)1)原动件原动件1 1作转动的作转动的基本机构基本机构( (如图如图1 1转动电转动电动机驱动动机驱动) )。1.1.基本机构及其分类基本机构及其分类定义定义: :是指由

27、一个原动件和一个机架所组成的双是指由一个原动件和一个机架所组成的双构件机构构件机构 ，称为称为基本机构基本机构（或称（或称级机构级机构 ）。）。共同特点共同特点:F=1:F=1分类：分类：21工程上，最常见的形式。工程上，最常见的形式。较少使用的形式。较少使用的形式。2.2.基本杆组基本杆组基本杆组基本杆组：不可再拆分的不可再拆分的、自由度自由度F F0 0的杆件组合称为的杆件组合称为基本杆组基本杆组或简称为或简称为杆组杆组。设一机构如下所示。设一机构如下所示。F=0F=0 现将该机构中的原动件和机架分离出来，则分离出来的原动现将该机构中的原动件和机架分离出来，则分离出来的原动件与机架的组合构

28、成了件与机架的组合构成了基本机构基本机构，其自由度其自由度F=1F=1。 再将自由度再将自由度F F0 0的杆件组合继续拆分成更简单的杆件组合继续拆分成更简单F F0 0的杆件组的杆件组合，直到不能再拆分为止，此杆件组合称为合，直到不能再拆分为止，此杆件组合称为基本杆组基本杆组。F=1F=1剩下的杆件组合必有剩下的杆件组合必有F F0 0( (原因是原因是F=W,w=0F=W,w=0) )。设一杆组由设一杆组由n n个构件所组成。根据杆组定义，由于其个构件所组成。根据杆组定义，由于其F F0 0，则有：，则有： PL 为整数为整数， n n只能取只能取偶数偶数( (如如2 2、4 4、6 6等

29、等) )。 1)1) 当当n=2n=2 ，则，则P PL L 3n/23n/2 3 3，此杆组称为，此杆组称为级杆组级杆组。3.3.杆组分类杆组分类 F3n2PLPH0 ( (假设该杆组中无高副假设该杆组中无高副，则则P PH H0 0 ) ) 级杆组级杆组是工程上最简单的是工程上最简单的、且应用最广的基本杆组。最且应用最广的基本杆组。最典型的典型的级杆组级杆组有如下有如下五种五种类型类型: :结构特点结构特点：该杆组中任一个构件均含有：该杆组中任一个构件均含有二个二个运动副。运动副。 讨论讨论: :得得: : PL3n/2 (2)(2)2)2)若若n=4 n=4 则则P PL L 3n/23

30、n/2 6 6 ，此杆组称为此杆组称为级杆组级杆组。常见的。常见的级杆级杆组组有以下三种形式有以下三种形式: :结构特点：结构特点：其中至少有一个构件上存在其中至少有一个构件上存在三个三个运动副。运动副。3)3)若若n6n6，由于此类杆组在工程上一般很少应用，由于此类杆组在工程上一般很少应用，本书不再一一列本书不再一一列举。举。二、机构的拆分和组成原理二、机构的拆分和组成原理1 1）首先）首先，从远离从远离原动件原动件的构件开始拆分；的构件开始拆分；2 2）拆分时，先试拆）拆分时，先试拆级杆组级杆组；若不可能时，再试拆；若不可能时，再试拆级杆组级杆组；3 3）拆完第一组杆组后，按照上述方法，开

31、始试拆第二组杆组，依）拆完第一组杆组后，按照上述方法，开始试拆第二组杆组，依此类推，直到最后只剩下原动件和机架为止。此类推，直到最后只剩下原动件和机架为止。2.2.拆分的步骤：拆分的步骤：拆分：拆分：将机构分解成将机构分解成基本机构基本机构和和若干个杆组若干个杆组的过程。的过程。注意注意：若该机构自由度若该机构自由度F=1,F=1,拆分时只有一个基本机构；拆分时只有一个基本机构；若该机构自由度若该机构自由度F=2,F=2,拆分时就有二个基本机构拆分时就有二个基本机构，依此类推。依此类推。1.1.拆分的定义：拆分的定义：例例2 2：试将下述六杆机构拆分成基本机构和基本杆组。试将下述六杆机构拆分成

32、基本机构和基本杆组。解：解：1 1）计算机构自由度，并确定原动件）计算机构自由度，并确定原动件2)2)拆分拆分F F3 35 52 27 70 01 1 首先从远离原动件的构件首先从远离原动件的构件6 6开始拆分；首先试拆开始拆分；首先试拆级杆组，若级杆组，若不可能时，再试拆不可能时，再试拆级杆组；直到最后只剩下原动件和机架为止。级杆组；直到最后只剩下原动件和机架为止。原动件原动件: :构件构件2 2n=n=5 5, P, PL L= =7,7, P PH H= =0 0 由由拆分结果可知，拆分结果可知，该机构由上述两个该机构由上述两个级级杆组杆组和一个和一个基基本机构本机构组成组成。结论：结

33、论：任何一个平面机构都可以看成：由基本机构和若干个杆任何一个平面机构都可以看成：由基本机构和若干个杆组所组成的组所组成的, ,此结论称为此结论称为机构的组成原理机构的组成原理。机构基本机构若干杆组机构基本机构若干杆组注意注意: :1)1)在上述若干杆组中，可以是相同级别的杆组，也在上述若干杆组中，可以是相同级别的杆组，也可以是不可以是不同级别的杆组，同级别的杆组，如如级杆组级杆组、级杆组级杆组等。等。 2)2)在上述若干杆组中，我们就将该机构中所含级别最高的杆组来命在上述若干杆组中，我们就将该机构中所含级别最高的杆组来命名此机构。若该机构中所含级别最高的杆组为名此机构。若该机构中所含级别最高的

34、杆组为级杆组级杆组，则该机构则该机构称为称为级机构级机构 ，依此类推。，依此类推。机构的结构分析：机构的结构分析：就是指确定机构级别的过程。就是指确定机构级别的过程。机构的组成原理：机构的组成原理：例例3 3：一机构如下图所示，试判别该机构的级别。一机构如下图所示，试判别该机构的级别。3 3）判别：）判别：该机构为该机构为级机构级机构。2)2)拆分拆分: :首先从远离原动件首先从远离原动件1 1的的构件构件7 7或或6 6开始拆分；先试拆开始拆分；先试拆级杆组，若不可能时，再试拆级杆组，若不可能时，再试拆级杆组；直到最后只剩下原级杆组；直到最后只剩下原动件和机架为止。其中拆分结动件和机架为止。

35、其中拆分结果如左图所示。果如左图所示。解：解：1 1）计算机构自由度，并）计算机构自由度，并确定原动件确定原动件F F3 37 72 210100 01 1 原动件原动件: :杆件杆件1 1n=n=7 7, P, PL L= =10,10, P PH H= =0 0例例4 4：一机构如下图所示，试判别该机构的级别。一机构如下图所示，试判别该机构的级别。2)2)拆分拆分: :结果如下结果如下3 3）判别：）判别：该机构为该机构为级机构级机构。解：解：1 1）计算机构自由度，并确定原动件）计算机构自由度，并确定原动件F F3 35 52 27 70 01 1 原动件原动件: :杆件杆件5 5n=n

36、=5 5, P, PL L= =7,7, P PH H= =0 03.3.拆分杆组时的注意事项：拆分杆组时的注意事项：1 1）若机构中存在）若机构中存在虚约束虚约束和和局部自由度局部自由度，拆分时应，拆分时应去除虚约束去除虚约束和和局部自由度局部自由度。3 3）拆分杆组时，同一个构件和同一个运动副只能出现一次，不）拆分杆组时，同一个构件和同一个运动副只能出现一次，不能重复出现在两个不同的杆组中。能重复出现在两个不同的杆组中。4 4）机构的级别与原动件的选择有关。）机构的级别与原动件的选择有关。2 2）若机构中存在）若机构中存在高副高副，拆分时应首先采用拆分时应首先采用“高副低代高副低代”。举例说明：举例说明：第一种情况第一种情况: :一机构如下所示一机构如下所示，若若杆杆ABAB为原动件，试判为原动件，试判别该机构的级别。别该机构的级别。3 3级杆组级杆组2 2级杆组级杆组 由上可知，该机构由由上可知，该机构由一个一个3 3级杆组、一个级杆组、一个2 2级杆级杆组和一个基本机构所组成。组和一个基本机构所组成。此机构为此机构为3 3级机构级机构第二种情况第二种情况: :其它条件不变其它条件