平面机构的组成原理、结构分类与结构分析PPT(17张)
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机械原理自由度课件(1)
高副：点或线接触的运动副。接触面压强(yāqiáng)较高，易
磨损。 常见(chánɡ jiàn)低幅
常见高副
第六页，共61页。
（2）按相对运动形式分平面(píngmiàn)副和空间副
平面 (píngmiàn)副
空间(kōngjiān) 副
第七页，共61页。
运动(yùndòng)链
• 由两个或两个以上构件通过运动(yùndòng) 副联接而构成的系统。分两类：闭式和开 式。
第四十七页，共61页。
（2）非圆形曲线(qūxiàn)
由于曲线各处曲率中心的位置不同，故在机构运动中随着接 触点的改变(gǎibiàn)，曲率中心OO1相对于构件1、2的位置及 OO1间的距离也会随之改变(gǎibiàn)。因此对于一般的高副机 构，在不同的位置有不同的瞬时替代机构。实例
如果(rúguǒ)是一对齿轮，如何替
第十七页，共61页。
第十八页，共61页。
第十九页，共61页。
第二十页，共61页。
第二十一页，共61页。
第二十二页，共61页。
第二十三页，共61页。
第二十四页，共61页。
其他零部件的表示(biǎoshì)方法可参看GB4460— 84“机构运动简图符号”。
第二十五页，共61页。
• 绘制小型(xiǎoxíng)压力机机构运动简图
拆成4个二级杆组
第五十七页，共61页。
实例(shílì)2
第五十八页，共61页。
机构(jīgòu)的级别：
第五十九页，共61页。
第六十页，共61页。
第六十一页，共61页。
F 3n 2PL PH
第三十一页，共61页。
1.3.2 机构具有确定相对运动(xiānɡ duì yùn dònɡ)的条件
平面机构的组成原理、结构分类与结构分析
步骤及注意事项
1。 除去机构中 的虚约束和局部自 由度。计算自由度， 2 明确原动件。
3 4
1
6 5
8 9
7
2。 拆杆组。一 般是从远离原动件 处开始拆，应首先 试拆Ⅱ级组，若不 成再试拆高一级杆 组。重复进行直至 原动件。
3 4
F = 38- 211 =2
6 5
8
7
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
❖ 选择基本杆组搭接新机构 。 ❖（自由度数始终等于原动件数）
要领
杆组的外 接副参与搭接， 但必须搭在运 动已确定处。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
3
（原动件 + 机架）
4
2、机构的组成 2
（基本机构 + 杆组）
5 6
1
要领
❖ 按机构实际所需的自由度和
杆组的级别按其中所含最大封闭形边数确定。 概念：杆组的外接副、内接副。
外接副
内接副
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
3、杆组的演化
杆组的演化途径
转动副变移动副 杆长的变化
n =2 ；
1
B
A
PL =3
2
Ⅱ级组的基本型 C
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
1
B A
O2
2
O1 C
1 O2
思考题：
P38 2-6、2-7
作业：
P45 2-20、2-21
O1O2 = R1+ R2
故可作图 b 的等效替代
o1
第二章 平面机构的结构分析
同一运动链可以生成的不同机构
B
1
2
3
A
4
C
B
1
2
3
A 4
B
1
C 2
3
A
4
B
C
2
1 A
曲柄滑块机构 摇块机构 导杆机构
4
3
运动链的生成是创造、获取新机构的重要手段。运动链的设计只关
注构件数和联接这些构件的运动副的数量和类型，所以又称为机构的型
数综合(Type and number synthesis)。
球面高副
柱面高副
齿轮副
凸轮副
★ 运动副元素以面接触的运动副称为低副(lower pair)。
球面低副 回转副
移动副
3. 根据组成运动副两个构件的相对运动形式分类 ★ 空间运动副
球销副
螺旋副
圆柱套筒副
★ 平面运动副 A. 低副
B. 高副
移动副
凸轮副
转动副 齿轮副
三、运动链(Kinematical Chain)与机构 构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统称为运动链。
4. 运动简图绘制举例
1) 绘制牛头刨床主运动机构的运动简图
选取比例尺l = m/mm
2) 绘制破碎机的机构运动简图
选取比例尺l
3) 绘制图示机构的运动简图
§2-3 机构自由度(Degrees of Freedom)的计算
一、平面机构自由度的计算公式 1. 构件的自由度与约束
构件具有确定运动时所必须给定的独立运动参 数的数目称为机构的自由度。F
由两个以上构件（包括活动构件与机架）在同一处 构成的重合转动副称为复合铰链。
7
46
平面机构自由度的计算PPT课件
§3.2 平面机构的运动简图
机架
A B
机架和活动构件通过转动副联接 机架和活动构件通过移动副联接
§3.2 平面机构的运动简图
两个活动构件联接
§3.2 平面机构的运动简图
〔二〕绘机构运动简图的步骤
1〕分析机构，观察相对运动，数清所有构件的 数目；
2〕确定所有运动副的类型和数目； 3〕选择合理的位置〔即能充分反映机构的特性〕；
注意：实际结构上为减小摩擦采用局部自由度， “除去〞指计算中不计入，并非实际撤除。
F3n2P LP H
预习：机构具有确定运动的条件。
假设两构件之间的相对运动均为空间运动，那 么称为空间运动副。
螺旋副
球面副
§3.1 机构的组成
〔二〕、平面运动副
按两构件接触特性，常分为低副、高副两大类。 1、低副：两构件以面接触而形成的运动副。按运动 特性可分为转动副和移动副
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作 铰链。
自用盘编号JJ321002
自用盘编号JJ321002
§3.2 平面机构的运动简图
3. 移动副 •两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方 向一致。
§3.2 平面机构的运动简图
4. 平面高副 • 两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构 件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其 全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。
构件之间的可动连接。 运动副分为低副和高副。 低副引入2个约束。 高副引入1个约束。
平面上运动的自由构件具有3个自由度； 低副引入2个约束； 高副引入1个约束。
平面机构自由度的计算方法：
构件的自由度之和减去运动副的约束 。
设机构有n个活动构件，用PL个低副、PH个高副连接。
第五章机构的组成及平面连杆机构
2
1
4
3
5
E
F
未去掉虚约束时
2 1
3
E 5
F 4
F3n2pLpH34260 ?
附加的构件5和其两端的转动副E、F提供的自由度
F3122 1 即引入了一个约束，但这个约束对机构的运动不起实际 约束作用，为虚约束。去掉虚约束后
F3n2pLpH33241
⑶ 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合
B2
E
C
第五章 机构的组成及平面连杆
机构
平面机构运动简图 自由度 铰链四杆机构的基本形式 平面连杆机构曲面存在的条件 急回特性 死点 平面连杆机构的设计 三心定理及应用 平面机构的组成原理及结构分析
组成机构的所有构件都在一个或几个相 互平行平面中运动的机构称平面机构，否 则称空间机构。工程中常见的机构一般都 是平面机构。
31
2
4
1 2
3
1
2 3
两个转动副
4
两个转动副
两个转动副
平面机构自由度计算（4）
构件2、3、4在铰链 C处构成复合铰链， 组成两个同轴回转副 而不是一个回转副， 所以，总的回转副数 是PL=7，而不是PL=6，
F 35 27 0 1
（2） 局部自由度
定义：
不影响整个机构运动的局部独立运动。 对整个机构其他构件运动无关的自由度。
D4 E
B3
1
2
5 F
6
7 G
8 K 9
A C
H
I
局部自由度
D4 E
B3
1
2
5 F
6
7 G
A C
H
I
复合铰链
第二章 机构的组成-1 (1)
机 构 的 自 由 度 —— 是 指 机 构 可 能 实 现 独 立 运 动 的 数 目 （保证机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数 〈独立的广义坐标〉的数目）。
机构的自由度通常用F表示。
机构是可动的，所以机构的自由度必须大于或等于1。
P39
1
2
θ1
3
S’3 S3
2 1 θ2
θ1
3
θ3 4 θ4
1）按引入约束数分，有：
I 级副（class I pairs）、II 级副、III 级副、IV 级副、V 级副。
引入1个约束
引入2个约束
引入3个约束 引入4个约束 引入5个约束
x
I 级副
球面高副
II 级副
球与方槽接触
II 级副
柱面副
Ⅳ 级副
球销副
P15
III级副
球面低副
IV级副
圆柱套筒副
V级副1
V级副2
④了解平面机构的组成原理，能正确判断机构结构合理性。
2. 本章重点、难点
重点: 机构运动简图绘制，机构结构分析，机构的自由
度计算；
难点: 机构结构分析及虚约束的判断。
§2－1 平面机构的组成
P5
机构是由具有确定 相对运动的“实物”— —一些相对独立运动的 单元体（构件）组成。
各构件组成机构时是按照一定的方式联接而 成的。由两构件直接接触并能产生相对运动的活 动连接，称为运动副。
从动件(driven link、follower) ——机构中随原动件运动的其他活 动构件。
例如：在连杆机构中，汽缸11为机架， 活塞10为原动件，而连杆3和曲轴4为 从动件。
P8
说明：
机构中各构件可以是刚性的，某些构件也可以是挠 性或弹性的，或是由液压、气动、电磁件构成的。即 机构不一定是由纯刚性构件组成的。
机构的自由度通常用F表示。
机构是可动的，所以机构的自由度必须大于或等于1。
P39
1
2
θ1
3
S’3 S3
2 1 θ2
θ1
3
θ3 4 θ4
1）按引入约束数分，有：
I 级副（class I pairs）、II 级副、III 级副、IV 级副、V 级副。
引入1个约束
引入2个约束
引入3个约束 引入4个约束 引入5个约束
x
I 级副
球面高副
II 级副
球与方槽接触
II 级副
柱面副
Ⅳ 级副
球销副
P15
III级副
球面低副
IV级副
圆柱套筒副
V级副1
V级副2
④了解平面机构的组成原理，能正确判断机构结构合理性。
2. 本章重点、难点
重点: 机构运动简图绘制，机构结构分析，机构的自由
度计算；
难点: 机构结构分析及虚约束的判断。
§2－1 平面机构的组成
P5
机构是由具有确定 相对运动的“实物”— —一些相对独立运动的 单元体（构件）组成。
各构件组成机构时是按照一定的方式联接而 成的。由两构件直接接触并能产生相对运动的活 动连接，称为运动副。
从动件(driven link、follower) ——机构中随原动件运动的其他活 动构件。
例如：在连杆机构中，汽缸11为机架， 活塞10为原动件，而连杆3和曲轴4为 从动件。
P8
说明：
机构中各构件可以是刚性的，某些构件也可以是挠 性或弹性的，或是由液压、气动、电磁件构成的。即 机构不一定是由纯刚性构件组成的。
精密机械基础-第5章平面机构的结构分析
高副低代的替代条件
替代前后机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度保持不变.
高n 副 两 元 素 均 为 圆 弧
构件1和2为绕A和B回转的两圆盘, 其
圆心分别为K1, K2,半径为r1, r2, 在C点
4
构成高副. 当机构运动时, 两构件将通
过圆弧的接触来传递运动, 故K1, K2两
n 点连线为两圆弧在接触点处的公法线,
3）机构中对运动不起作用的对称部分出现虚约束。
行星轮系
在实际机构中，经常会有虚约束的存在。从机构的运动 观点来看，虚约束是多余的；但从改善某些构件的受力情况, 增加机构的刚度而言，有时则是必要的。
例题：计算图示机构自由度。
6
1
2 5
4
3
分析：该机构具有5个 活动构件，有7个转动 副，即低副，没有高副。 于是机构自由度为
动的联接。
转动副
齿轮副
构件之间的接触不外乎点、线、面三种。
移动副
构成运动副的点、线、面称为运动副要素。
运动副分类 根据构件间相对运动是平面的还是空间的，可
分为平面运动副和空间运动副。本课程研究平面副。
构件作任意平面运动时，其运动可分解为三个独立运动: 沿x轴的移动、沿y轴的移动和绕垂直于xOy平面的轴转动. 这 三个独立运动可用三个独立参变量(任一点A的坐标x和y，以
引入构件2 （x2，y2，2）
2
引入构件1 （x1，y1，1）
1 1
与机架4铰接形成转动副引入两个约 束，构件1相对于机架4的独立运动
数只剩一个1 。则F=3-2。
3 4
最后构件3与机 架4铰接形成转 动副再引入两个
约束，此时机构 的F=(3-2)+(32)+(3-2)-2＝1。
平面机构结构分析
F=3n － 2PL－ PH =3×6 －2×7 －3 =1
甘肃工业大学专用
三、 机构具有确定运动的条件
1 θ1 2
3
S’3 S3
2 1 θ1
3 4 θ4
给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。
若 仅 给 定 θ1 ＝ θ1 （ t ） , 则 θ2 θ3 θ4 均不能唯一确定。若同 时给定θ1和θ4 ，则θ3 θ2 能 唯一确定，该机构需要两个独立
§2－1 机构结构分析的内容及目的
1.研究机构的组成及其具有确定运动的条件 目的是弄清机构包含哪几个部分，各部分如何相
联？以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动？ 这对于设计新的机构显得尤其重要。
2.按结构特点对机构进行分类 不同的机构都有各自的特点，把各种机构按结构
加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力 分析的一般方法。
甘肃工业大学专用
运动副的分类： 1)按引入的约束数分有： I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。
I级副
甘肃工业大学专用
II级副
III级副
IV级副
V级副1
V级副2
V级副3
2)按相对运动范围分有： 平面运动副－平面运动(Plannar kinematic pair)
空间运动副－空间运动(Spatial kinematic pair ) 例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。 平面机构－全部由平面运动副组成的机构。
=2
甘肃工业大学专用
③计算图示凸轮机构的自由度。
解：活动构件数n= 2
3
2
低副数PL= 2
高副数PH= 1
1
F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1
甘肃工业大学专用
三、 机构具有确定运动的条件
1 θ1 2
3
S’3 S3
2 1 θ1
3 4 θ4
给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。
若 仅 给 定 θ1 ＝ θ1 （ t ） , 则 θ2 θ3 θ4 均不能唯一确定。若同 时给定θ1和θ4 ，则θ3 θ2 能 唯一确定，该机构需要两个独立
§2－1 机构结构分析的内容及目的
1.研究机构的组成及其具有确定运动的条件 目的是弄清机构包含哪几个部分，各部分如何相
联？以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动？ 这对于设计新的机构显得尤其重要。
2.按结构特点对机构进行分类 不同的机构都有各自的特点，把各种机构按结构
加以分类，其目的是按其分类建立运动分析和动力 分析的一般方法。
甘肃工业大学专用
运动副的分类： 1)按引入的约束数分有： I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。
I级副
甘肃工业大学专用
II级副
III级副
IV级副
V级副1
V级副2
V级副3
2)按相对运动范围分有： 平面运动副－平面运动(Plannar kinematic pair)
空间运动副－空间运动(Spatial kinematic pair ) 例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。 平面机构－全部由平面运动副组成的机构。
=2
甘肃工业大学专用
③计算图示凸轮机构的自由度。
解：活动构件数n= 2
3
2
低副数PL= 2
高副数PH= 1
1
F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1
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§2–8平面机构的组成原理、结构 分类及结构分析
本节将从新的视角，对平面低副机构进行分类。它对机构运 动分析、受力分析与综合具有很重要的意义。同时，可进一 步加深对自由度、虚约束等概念的理解。
一、基本杆组的概念
二、平面机构的组成原理
三、平面机构的结构分析
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
4 2
1
2。 拆杆组。一 般是从远离原动件 处开始拆，应首先 试拆Ⅱ级组，若不 成再试拆高一级杆 组。重复进行直至 原动件。
3 4
6 5
8 9
7
F = 38- 211 =2
6 5
8
7
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
机构的结构分析是机构组成的逆过程，也可称为机构的拆杆组。
选择基本杆组搭接新机构 。 （自由度数始终等于原动件数）
要领
杆组的外 接副参与搭接， 但必须搭在运 动已确定处。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
3
（原动件 + 机架）
2、机构的组成
4
2
（基本机构 + 杆组）
5 6
1
要领
按机构实际所需的自由度和 原动件类型选择基本机构。
杆组的外
不代入多余的约束接副参与搭接，
结论： 1）用杆组搭接机构
选择基本杆组搭接新机构
。不代入多余的自由但动度必已须 确机搭定构在处的运。自由度不变。
（自由度数2）始对终杆等组于概原念的动理件解数：）F= 0，不能理解为不能动。而是，杆组参与
搭接机构时不会引入多余的约束和自由度。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
杆组的级别按其中所含最大封闭形边数确定。 概念：杆组的外接副、内接副。
外接副
内接副
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
3、杆组的演化
杆组的演化途径
转动副变移动副 杆长的变化
n =2 ；
1
B
A
PL =3
2
Ⅱ级组的基本型 C
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
O1O2 = R1+ R2
故可作图 b 的等效替代
o1
1 O1
o2
C 2
O2
n
o1R1
o2
R2
n
1
2
A （图 a ）
B
o1 o2
用一个双低副的构件来替代高副，将 转动副中心置于高副元素曲率中心处。
可以保证替代前后瞬时运动关系不变。
1 2
A （图 b ）
B
§2–9 平面机构中的高副低代
举例
O1
C 2
步骤及注意事项 3
31。注除意去：机构中
（的1虚）约拆束解和杆局组部前
4
后自。由自度由。度计不算应自
2
发由生度变，化明。确剩原余动
部件分。还应是机构。
1
2（。2）拆复杆合组铰。链一 般应是按从复远合离的原次动数件 处拆开多始次拆。，应首先 试（拆3）Ⅱ原级动组件，的若不不
成同再会试直拆接高影一响级机杆
•
4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
•
5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
（原动件 + 机架）
2、机构的组成
（基本机构 + 杆组）
3、平面机构的级别
机构的级别按其中所含杆组的最高级别确定。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
机构的结构分析是机构组成的逆过程，也可称为机构的拆杆组。
步骤及注意事项 3
1。 除去机构中 的虚约束和局部 自由度。计算自 由度，明确原动 件。
3、杆组的演化
杆组的演化途径
转动副变移动副 杆长的变化
n =4 ； B
Pl =6
1
A
2 D
F
4
C
3 E
Ⅲ级组的基本型
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
（原动件 + 机架）
2、机构的组成
（基本机构 + 杆组）
按机构实际所需的自由度和 原动件类型选择基本机构。
1
B A
O2
2
O1 C
1 O2
思考题：
P38 2-6、2-7
作业：
P45 2-20、2-21
•
1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。
•
2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。
•
பைடு நூலகம்
3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。
F = 32- 23 = 0
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
2、基本杆组的类型 由杆组的定义： F = 3 n –2 Pl = 0
3 n =2 Pl
名称 构件数、低副数
Ⅱ级组
n =2 ；Pl =3
Ⅲ级组
n =4 ；Pl =6
Ⅳ级组
n =4 ；Pl =6
杆组的基本型
一、基本杆组的概念
1、基本杆组
对具有确定相对运动的低副机构（原动件数=自由度数），将原动件和 机架拆下，剩余的从动件系统就是一个自由度为零的运动链。若将其进一步
拆为不可再拆的自由度为零的运动链，即得到基本杆组。简称“杆组”
O
A
A
F
F F = 35- 27 = 1
+
C
C
E DB
E F = 3D4- 26B = 0
组构。拆重解复次进序行和直结至 原果动。件。
3 4
6 5
8 9
7
F = 38- 211 =2
6 5
8
Ⅱ 级机
7
构
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
例题：分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。
F= 3 5 - 2 7 = 1
若以构件2为原动件
4 4
1、代替条件
代替前后机构的自由度不变。 代替前后机构的瞬时运动关系不变。
2、代方法
高副引入一个约束，故替代构件数 n及所带低副数 PL 应满足： F = 3n –2PL = -1
用一个双低副的构件来替代高副，可以保证替代前后自由度不变。
§2–9 平面机构中的高副低代
图示机构中，构件1，2构成高副。
Ⅱ 级机 构
5
3
6
3
5 6
2 1
2 1
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
例题：分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。
F= 3 5 - 2 7 = 1
若以构件6为原动件
4
4
5
3
6
2 1
5 3
2
Ⅲ 级机 构
6 1
§2–9 平面机构中的高副低代
为了便于对含有高副的平面机构进行分析和研究，根据低副与高副之 间的内在联系，虚拟地将高副用低副代替 — 高副低带
本节将从新的视角，对平面低副机构进行分类。它对机构运 动分析、受力分析与综合具有很重要的意义。同时，可进一 步加深对自由度、虚约束等概念的理解。
一、基本杆组的概念
二、平面机构的组成原理
三、平面机构的结构分析
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
4 2
1
2。 拆杆组。一 般是从远离原动件 处开始拆，应首先 试拆Ⅱ级组，若不 成再试拆高一级杆 组。重复进行直至 原动件。
3 4
6 5
8 9
7
F = 38- 211 =2
6 5
8
7
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
机构的结构分析是机构组成的逆过程，也可称为机构的拆杆组。
选择基本杆组搭接新机构 。 （自由度数始终等于原动件数）
要领
杆组的外 接副参与搭接， 但必须搭在运 动已确定处。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
3
（原动件 + 机架）
2、机构的组成
4
2
（基本机构 + 杆组）
5 6
1
要领
按机构实际所需的自由度和 原动件类型选择基本机构。
杆组的外
不代入多余的约束接副参与搭接，
结论： 1）用杆组搭接机构
选择基本杆组搭接新机构
。不代入多余的自由但动度必已须 确机搭定构在处的运。自由度不变。
（自由度数2）始对终杆等组于概原念的动理件解数：）F= 0，不能理解为不能动。而是，杆组参与
搭接机构时不会引入多余的约束和自由度。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
杆组的级别按其中所含最大封闭形边数确定。 概念：杆组的外接副、内接副。
外接副
内接副
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
3、杆组的演化
杆组的演化途径
转动副变移动副 杆长的变化
n =2 ；
1
B
A
PL =3
2
Ⅱ级组的基本型 C
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
O1O2 = R1+ R2
故可作图 b 的等效替代
o1
1 O1
o2
C 2
O2
n
o1R1
o2
R2
n
1
2
A （图 a ）
B
o1 o2
用一个双低副的构件来替代高副，将 转动副中心置于高副元素曲率中心处。
可以保证替代前后瞬时运动关系不变。
1 2
A （图 b ）
B
§2–9 平面机构中的高副低代
举例
O1
C 2
步骤及注意事项 3
31。注除意去：机构中
（的1虚）约拆束解和杆局组部前
4
后自。由自度由。度计不算应自
2
发由生度变，化明。确剩原余动
部件分。还应是机构。
1
2（。2）拆复杆合组铰。链一 般应是按从复远合离的原次动数件 处拆开多始次拆。，应首先 试（拆3）Ⅱ原级动组件，的若不不
成同再会试直拆接高影一响级机杆
•
4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
•
5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
（原动件 + 机架）
2、机构的组成
（基本机构 + 杆组）
3、平面机构的级别
机构的级别按其中所含杆组的最高级别确定。
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
机构的结构分析是机构组成的逆过程，也可称为机构的拆杆组。
步骤及注意事项 3
1。 除去机构中 的虚约束和局部 自由度。计算自 由度，明确原动 件。
3、杆组的演化
杆组的演化途径
转动副变移动副 杆长的变化
n =4 ； B
Pl =6
1
A
2 D
F
4
C
3 E
Ⅲ级组的基本型
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
二、平面机构的组成原理
1、基本机构
（原动件 + 机架）
2、机构的组成
（基本机构 + 杆组）
按机构实际所需的自由度和 原动件类型选择基本机构。
1
B A
O2
2
O1 C
1 O2
思考题：
P38 2-6、2-7
作业：
P45 2-20、2-21
•
1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。
•
2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。
•
பைடு நூலகம்
3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。
F = 32- 23 = 0
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
一、基本杆组的概念
2、基本杆组的类型 由杆组的定义： F = 3 n –2 Pl = 0
3 n =2 Pl
名称 构件数、低副数
Ⅱ级组
n =2 ；Pl =3
Ⅲ级组
n =4 ；Pl =6
Ⅳ级组
n =4 ；Pl =6
杆组的基本型
一、基本杆组的概念
1、基本杆组
对具有确定相对运动的低副机构（原动件数=自由度数），将原动件和 机架拆下，剩余的从动件系统就是一个自由度为零的运动链。若将其进一步
拆为不可再拆的自由度为零的运动链，即得到基本杆组。简称“杆组”
O
A
A
F
F F = 35- 27 = 1
+
C
C
E DB
E F = 3D4- 26B = 0
组构。拆重解复次进序行和直结至 原果动。件。
3 4
6 5
8 9
7
F = 38- 211 =2
6 5
8
Ⅱ 级机
7
构
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
例题：分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。
F= 3 5 - 2 7 = 1
若以构件2为原动件
4 4
1、代替条件
代替前后机构的自由度不变。 代替前后机构的瞬时运动关系不变。
2、代方法
高副引入一个约束，故替代构件数 n及所带低副数 PL 应满足： F = 3n –2PL = -1
用一个双低副的构件来替代高副，可以保证替代前后自由度不变。
§2–9 平面机构中的高副低代
图示机构中，构件1，2构成高副。
Ⅱ 级机 构
5
3
6
3
5 6
2 1
2 1
§2–8平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
三、平面机构的结构分析
例题：分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。
F= 3 5 - 2 7 = 1
若以构件6为原动件
4
4
5
3
6
2 1
5 3
2
Ⅲ 级机 构
6 1
§2–9 平面机构中的高副低代
为了便于对含有高副的平面机构进行分析和研究，根据低副与高副之 间的内在联系，虚拟地将高副用低副代替 — 高副低带