平面机构的组成原理、结构分类和结构分析

3）Ⅰ级机构：只由机架和原动件而构成的机构，如杠杆、 斜面机构。 注意：根据机构的组成原理，在进行新机械方案设计时， 就可以按设计要求把杆组加到原有机构上，进行创 新设计。但设计中必须遵循一个原则：在满足相同 工作要求的前提下，机构的结构越简单、杆组的级 别越低、构件数和运动副的数目越少越好。
三、结构分析 是把机构拆分成杆组，然后判断杆组的级别， 1、目的： 并确定机构的级别。 2、方法、步骤 1）计算机构的自由度（真正去除机构中的虚约束和局部自 由度），并确定原动件。如含有高副，用高副低代； 2）从远离原动件的构件开始拆杆组；
n= 10，PL=14 ，PH= 0 ，F′= 0 ，P′= 解： F= 3n-（2PL+PH- P′）- F′
0
= 3×10 - ( 2×14 + 0- 0 ) - 0 = 2 5、6组成Ⅱ级杆组；4、7组成Ⅱ级杆组； 8、9组成Ⅱ级杆组；2、3组成Ⅱ级杆组； ∴ 此机构是Ⅱ级机构
小 结：
通过本章的学习，要求： 1、会绘制机构的运动简图，应该表达出：构件的数目、 运动副的数目、运动副的类型、运动副间的相对位置、 原动件的运动规律等；而不需表达：构件的外形（高 副的轮廓形状除外）、断面尺寸、组成构件的零件数 目及固联方式、运动副的具体构造。 2、会计算平面机构的自由度，正确判断复合铰链、局部 自由度、虚约束。
III级杆组F=3*4-2*6=0 F E B C G D A D G 基本机构
B C A
E
F
Ⅲ级杆组有3种结构形式，如图2-33 所示 。
至于较Ⅲ级杆组更高级的基本杆组，因在实际机构中 很少遇到，此处就不再列举了。
3、机构的结构分类
机构的级别是根据所含杆组的最高级别来分类的。
1）Ⅱ级机构：由最高级别为Ⅱ级杆组的基本杆组构成的 机构； 2）Ⅲ级机构：由最高级别为Ⅲ级杆组的基本杆组构成的 机构；
先试拆Ⅱ级杆组，若不行，再拆Ⅲ级杆组、Ⅳ级杆 组…，直至全部杆组拆出，最后只剩下原动件和机架。 拆杆原则： 每拆出一个杆组后，留下的部分仍应是一个与 原机构有相同自由度的机构，直至全部杆组拆 出，只剩下原动件和机架。 3）根据所拆杆组的最高级别决定机构的级别。
例：计算图示机构的自 由度，并分析组成 此机构的基本杆组 和判断机构的级别。
§2—4 平面机构的组成原理、结构分类和结构分析
一、平面机构的组成原理
=
机构（F=1）
+
构件原动件数=F，所以如 将机构的机架和原动件（称为基本机构）与其余构件拆分 开，则由其余构件构成的构件组的F=0。 而这个F=0的构件组，有时还可以再拆分成更简单的 F=0的构件组。
n
PL
2 3
4 6
6 9
… …
2、杆组的级别 1）Ⅱ级杆组： 由2个构件、3个低副构成的基本杆组。 Ⅱ级杆组是最简单的、应用最多的基本杆组，绝大 多数的机构都是由Ⅱ级杆组构成的。 Ⅱ级杆组有5种不同的类型（如图2-32）：
a）RRR
b）RRP
c）RPR
d）PRP
e）PPR
由4个构件、6个低副构成的基本杆组，而 2）Ⅲ级杆组： 且都有一个包含3个低副的构件。
我们把最后不能再拆的最简单的自由度为0的构件组 称为基本杆组或阿苏尔杆组，简称为杆组。
从动件系统的F=0 B B
CC A A DD EE FF GG AA BB CC DD
杆组的F=0
E
杆组的F=0 F E F
G
G
基本机构的F=原机构的F
基本机构的F=原机构的F
∴ 任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次联接到原 动件和机架上而构成的。这就是所谓机构的组成原理。 即：
任何机构=原动件、机架（F个）+ 若干个基本杆组（F=0）
二、结构分类 机构的结构分类是根据杆组的不同组成形态进行的。 1、组成杆组的条件： F=3n -（2PL+PH）= 0 如在基本杆组中的运动副全部为低副（如有高副，可 用高副低代的方法），则： 3n -2PL =0 或 ∵ n、PL都须整数 ∴ n应是2的倍数，而PL应是3的倍数。即： n =2 /3 PL
3、会对机构进行结构分析（拆杆组，判断机构的级别）。
提示：实验一 机构运动简图的测绘
带：笔、尺子、圆规、纸等绘图工具及机械原理实验指导书