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1、2828平面机构的组成原理、结构平面机构的组成原理、结构分类及结构分析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。深对自由度、虚约束等概念的理解。二、平面机构的组成原理三、平面机构的结构分析一、基本杆组的概念一、基本杆组的概念1、基本杆组、基本杆组 对具有确定相对运动的对具有确定相对运动的低副机构低副机构（原动件数（原动件数=自由度数），将原动件和自由度数），将原动件和机架拆下，
2、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，即得到拆为不可再拆的自由度为零的运动链，即得到基本杆组基本杆组。简称。简称“杆组杆组”AODCBEF F=35-27=1 F=34-26=0 AB+DCEF28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析 F=32-23=0一、基本杆组的概念2、基本杆组的类型、基本杆组的类型F=3 n 2 Pl=0由杆组的定义：由杆组的定义：3
3、n=2 Pl级组级组级组级组级组级组名称名称构件数、低副数构件数、低副数杆组的基本型杆组的基本型 n=2；Pl=3 n=4；Pl=6 n=4；Pl=6杆组的级别按其中所含最大封闭形边数确定。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。概念：杆组的外接副、内接副。外接副内接副28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析一、基本杆组的概念3、杆组的演化、杆组的演化杆组的演化途径杆组的演化途径转动副变移动副转动副变移动副杆长的变化杆长的变化级组级组的基本型的基本
4、型 n=2；PL=3ACB1228282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析一、基本杆组的概念3、杆组的演化、杆组的演化杆组的演化途径杆组的演化途径转动副变移动副转动副变移动副杆长的变化杆长的变化级组级组的基本型的基本型 n=4；Pl=6ACB1234DEF28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析二、平面机构的组成原理1、基本机构、基本机构 （原动件（原动件+机架
5、）机架）2、机构的组成、机构的组成（基本机构（基本机构+杆组）杆组）v 按机构实际所需的自由度和按机构实际所需的自由度和原动件类型选择基本机构。原动件类型选择基本机构。v 选择基本杆组搭接新机构选择基本杆组搭接新机构 。v（自由度数始终等于原动件数）（自由度数始终等于原动件数）要领要领 杆组的外杆组的外接副参与搭接，接副参与搭接，但必须搭在运但必须搭在运动已确定处动已确定处。28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析二、平面机构的组成原理1、基本机构、基本机构 （原动件（原动件
6、+机架）机架）2、机构的组成、机构的组成（基本机构（基本机构+杆组）杆组）v 按机构实际所需的自由度和按机构实际所需的自由度和原动件类型选择基本机构。原动件类型选择基本机构。v 选择基本杆组搭接新机构选择基本杆组搭接新机构 。v（自由度数始终等于原动件数）（自由度数始终等于原动件数）要领要领 杆组的外杆组的外接副参与搭接，接副参与搭接，但必须搭在运但必须搭在运动已确定处动已确定处。结论：结论：34121）用杆组搭接机构）用杆组搭接机构不代入多余的约束不代入多余的约束不代入多余的自由度不代入多余的自由度机构的自由度不变。机构的自由度不变。2）对杆组概念的理解：）对杆组概念的理解：F=0，不能理解
7、为不能动。而是，杆组参与不能理解为不能动。而是，杆组参与搭接机构时不会引入多余的约束和自由度。搭接机构时不会引入多余的约束和自由度。5628282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析二、平面机构的组成原理1、基本机构、基本机构 （原动件（原动件+机架）机架）2、机构的组成、机构的组成（基本机构（基本机构+杆组）杆组）3、平面机构的级别、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。机构的级别按其中所含杆组的最高级别确定。28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构
8、的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析三、平面机构的结构分析 机构的结构分析是机构组成的机构的结构分析是机构组成的逆过程逆过程，也可称为机构的，也可称为机构的拆杆组拆杆组。步骤及注意事项步骤及注意事项1。除去机构中除去机构中的虚约束和局部自的虚约束和局部自由度。计算自由度，由度。计算自由度，明确原动件。明确原动件。2。拆杆组。一般拆杆组。一般是从远离原动件处是从远离原动件处开始拆，应首先试开始拆，应首先试拆拆级组，若不成级组，若不成再试拆高一级杆组。再试拆高一级杆组。重复进行直至原动重复进行直至原动件。件。1234567895
9、67834 F=38-211=228282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析三、平面机构的结构分析 机构的结构分析是机构组成的机构的结构分析是机构组成的逆过程逆过程，也可称为机构的，也可称为机构的拆杆组拆杆组。步骤及注意事项步骤及注意事项1。除去机构中除去机构中的虚约束和局部自的虚约束和局部自由度。计算自由度，由度。计算自由度，明确原动件。明确原动件。2。拆杆组。一般拆杆组。一般是从远离原动件处是从远离原动件处开始拆，应首先试开始拆，应首先试拆拆级组，若不成级组，若不成再试拆高一
10、级杆组。再试拆高一级杆组。重复进行直至原动重复进行直至原动件。件。123456789567834 F=38-211=23。注意：注意：（1）拆解杆组前拆解杆组前后。自由度不应后。自由度不应发生变化。剩余发生变化。剩余部分还应是机构。部分还应是机构。（2）复合铰链复合铰链应按复合的次数应按复合的次数拆多次。拆多次。（3）原动件的不原动件的不同会直接影响机同会直接影响机构拆解次序和结构拆解次序和结果。果。级机构28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析28282828平面机构的组成
11、原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析三、平面机构的结构结构分析例题：例题：分别以分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。构件为原动件，分析图示机构的组成。123456F=3 5-2 7 =1若以构件若以构件2为原动件为原动件345612 级机构28282828平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及平面机构的组成原理、结构分类及结构结构分析分析分析分析三、平面机构的结构结构分析例题：例题：分别以分别以2、6构件为原动件，分析图示机构的组成。构件为
12、原动件，分析图示机构的组成。123456F=3 5-2 7 =1若以构件若以构件6为原动件为原动件234516 级机构29 29 平面机构中的高副低代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的内在联系，虚拟地将高副用低副代替 高副低带高副低带1 1、代替条件、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、代方法F=3n 2PF=3n 2PL L=-1=-1高副引入一个约束，故替代构件数高副引入一个约束，故替代构件数 n n及
13、所带低副数及所带低副数 P PL L 应满足：应满足：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。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。29 29 平面机构中的高副低代平面机构中的高副低代AB21o2o1R2R1nn（图图 a）O1O2 =R1+R2故可作图故可作图 b 的等效替代的等效替代图示机构中，构件图示机构中，构件1，2构成高副。构成高副。AB21o2o1（图图 b）O121O2Co1o2用一个双低副的构件来替代高副，将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。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。可以保证替代前后瞬时运动关系不变。29 29 平面机构中的高副低代平面机构中的高副低代O1C12O1O22AC1BO2举例举例 思考题：思考题：P38 2-6、2-7作业：作业：P45 2-20、2-21