机械原理（朱龙英西电版）第02章机构的结构分析.ppt

1、第 2 章机构的结构分析,2.1机构的组成 2.2机构运动简图 2.3平面机构的自由度 2.4平面机构的组成原理和结构分析 思考题及习题,2.1机 构 的 组 成 2.1.1构件 机构能够实现对运动速度、 方向及形式的变换， 而实现这些功能， 就需要组成机构的各个部分共同协调工作， 即各部分之间的运动相对确定， 这些具有确定的相对运动的单元体称为构件。 与机器中的零件不同的是： 零件是制造的基本单元体， 而构件则是机构中的基本运动单元体,构件可以是单一零件， 如内燃机中的曲轴， 也可以是多个零件的刚性组合体， 如图2-1所示的内燃机连杆是由连杆体1、 连杆盖5、 螺栓2、 螺母3、 开口销4、

2、 轴瓦6和轴套7等多个零件构成的一个构件,图2-1内燃机连杆,2.1.2运动副 机构是具有确定相对运动构件的组合体， 为实现机构的各种功能， 各构件之间必须以一定的方式联接起来， 并且具有确定的相对运动。 相互联接的两构件既要保持直接的接触， 又能产生一定的相对运动。 每两个构件间的这种直接接触所形成的可动联接称为运动副， 也可以说运动副就是两构件间的可动联接。 图2-2所示的轴与轴颈间的接触， 图2-3所示的滑台与导轨间的接触都构成了运动副,图2-2轴与轴颈间的联接,图2-3滑台与导轨间的联接,构成运动副的两个构件间的接触形式则有点、 线、 面三种， 两个构件上参与接触而构成运动副的点、 线

3、、 面部分称为运动副元素。 运动副有许多分类方法， 常见的分类方法有下列几种： (1) 根据构成运动副的两构件间相对运动的形式分类。 构成运动副的两构件之间的相对运动若为平面运动， 则称为平面运动副； 若为空间运动， 则称为空间运动副。 进一步分类， 两构件之间只作相对转动的运动副， 称为转动副或回转副； 两构件之间只作相对移动的运动副， 称为移动副,2） 根据两构件接触部分的几何形状分类。 根据组成运动副的两构件在接触部分的几何形状， 运动副可分为圆柱副、 球面副、 螺旋副等。 (3) 根据构成运动副的两构件的接触形式分类。 以面接触的运动副称为低副； 以点、 线接触的运动副称为高副。 由于

4、高副接触的压强较低副大， 因此高副比低副易磨损。 球面高副中两运动副元素是点接触， 柱面高副为线接触, 相互啮合的齿轮间为点或线接触， 故上述三种运动副都为高副。 移动副中的滑块与导路之间、 转动副中的两运动副元素之间都是面接触， 故均为低副,表2-1给出了常用运动副的所属类型、 表示符号及自由度,4) 根据运动副引入的约束数目分类。 构件所具有的独立运动的数目称为构件的自由度。 一个构件在空间可产生6个独立运动， 分别是沿x轴、 y轴、 z轴的移动， 绕x轴、 y轴、 z轴的转动， 也就是说有6个自由度； 一个构件在xOy平面可产生3个独立运动， 分别是沿x轴及y轴的移动和绕z轴的转动， 也

5、就是说有3个自由度,两个构件直接接触构成运动副后， 构件的某些独立运动就会受到限制。 运动副对构件的独立运动所加的限制称为约束。 运动副每引入一个约束， 构件便失去一个自由度。 两构件间形成的运动副所引入的约束数目取决于运动副的类型。 引入一个约束的运动副称为级副， 引入两个约束的运动副称为级副， 依次类推， 还有级副、 级副、 级副。 常用运动副所引入的约束见表2-1,2.1.3运动链 两个以上构件通过运动副联接而构成的构件系统称为运动链。 如果组成运动链的各构件形成首尾封闭的系统(如图2-4(a)所示)， 则称为闭式链； 如果组成运动链的各构件未形成首尾封闭的系统(如图2-4(b)所示)，

6、 则称为开式链。 在一般机械中， 大多采用闭式链， 而在机器人机构中大多采用开式链,图2-4运动链,2.1.4机构 在运动链中， 将某一构件（作为参考系）加以固定， 而让另一个(或几个)构件按给定运动规律相对于该固定构件运动， 若运动链中其余各构件都有确定的相对运动， 则此运动链称为机构。 机构中固定不动的构件称为机架； 按照给定运动规律独立运动的构件称为原动件， 或称为主动件； 其余活动构件称为从动件。 如果组成机构的各构件的相对运动均在同一平面内或在相互平行的平面内， 则此机构称为平面机构； 如果组成机构的各构件的相对运动不在同一平面(或平行平面)内， 则此机构称为空间机构,2.2机构运动

7、简图 2.2.1机构运动简图概述 实际机构往往是由外形和结构都很复杂的构件所组成的。 但从运动学的观点来看， 各种机构都是由构件通过运动副的联接而构成的， 构件的运动取决于运动副的类型和机构的运动尺寸（确定各运动副相对位置）， 而与构件的外形、 断面尺寸以及运动副的具体结构等无关,因此， 为了便于研究机构的运动， 可以撇开构件的外形和具体构造， 而只用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件， 并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸， 绘制出表示机构的简明图形。 这种图形称为机构运动简图， 它完全能表达原机器具有的运动特性。 有时为了表明机器的组成状况和结构特征， 也可以不严格按比例来绘制简图

8、， 这样的简图称为机构示意图。 表2-2给出了绘制机构运动简图时一些常用构件和运动副的表示符号。 机器中常见的凸轮机构、 齿轮机构及原动机的简图符号见表2-3,2.2.2机构运动简图的绘制 在弄清楚机械的实际构造和运动情况的基础上， 可按照以下步骤来绘制机构运动简图： （1) 分析机械的动作原理、 组成情况和运动情况， 确定组成机构的各构件， 确定原动件、 机架、 从动件。 （2) 沿着运动传递路线， 逐一分析每两个构件间相对运动的性质， 以确定运动副的类型和数目。 （3) 恰当地选择运动简图的视图平面。 一般选择机械中多数构件的运动平面为视图平面， 必要时也可以就机械的不同部分选择两个或两个

9、以上的视图平面， 然后将其展到同一视图上,4) 选择适当的比例尺l(l实际尺寸(m)图示长度(mm)， 并根据机构的运动尺寸确定出各运动副之间的相对位置， 用运动副的代表符号、 常用机构的运动简图符号和简单线条绘制机构运动简图。 从原动件开始， 按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。 在原动件上标出箭头以表示其运动方向。 下面通过具体例子来说明机构运动简图的绘制方法,例2-1绘制图2-5所示牛头刨床的运动简图。 解（1) 分析机构的组成情况、 动作原理和运动情况。 由图2-5可知，牛头刨床由7个构件组成。 运动由齿轮2输入， 经齿轮3传至滑块4， 经杆5、 杆6传至滑枕7， 实现刨刀左右动

10、作。 由以上分析可知， 齿轮2为原动件， 其余为从动件,2) 分析各联接构件之间相对运动的性质， 确定各运动副的类型。 由图2-5可知， 齿轮2、 3及杆5分别与机架1组成转动副A、 C和E。 构件3与构件4、 构件5与构件6、 构件6与构件7之间的联接组成转动副D、 F和G， 构件4与构件5、 滑枕7与机架1之间组成移动副， 齿轮2与齿轮3之间的啮合为平面高副B,3) 选择视图投影面和比例尺l， 测量各构件尺寸和各运动副间的相对位置， 用构件和运动副的规定符号绘制机构运动简图， 如图2-6所示。 在原动件2上标出箭头以表示其转动方向， 如图2-6所示,图2-5牛头刨床的结构示意图,图2-6牛

11、头刨床的运动简图,2.3平面机构的自由度 2.3.1平面机构自由度的计算 机构自由度是指机构中各构件相对于机架所具有的独立运动参数。 由于平面机构的应用特别广泛， 所以下面仅讨论平面机构的自由度计算问题。 在平面机构中， 各构件只作平面运动。 一个不受任何约束的构件在平面中运动只有3个自由度。 具有n个活动构件的平面机构， 若各活动构件完全不受约束， 则整个机构相对于机架共有3n个自由度,但在运动链中， 每个构件至少必须与另一构件联接成运动副， 当两构件联接成运动副后， 其运动就受到约束， 自由度将减少。 自由度减少的数目， 应等于运动副引入的约束数目。 由于平面机构中的运动副可能是转动副、

12、移动副或平面高副， 其中每个平面低副（转动副、 移动副）引入的约束数为2， 每个平面高副引入的约束数为1。 因此， 对于平面机构， 若n个活动构件之间共构成了PL个低副和PH个高副， 那么这些运动副共引入2PL+PH个约束。 机构的自由度F可按下式计算: F=3n2PLPH （2-1,例2-2计算图2-6所示牛头刨床机构的自由度。 解由图2-6所示的机构运动简图可以看出， 该机构共有6个活动构件， 分别为主动齿轮2、 从动齿轮3、 滑块4、 导杆5、 连杆6和滑枕7； 有8个低副， 它们是A、 C、 D、 E、 F、 G等6个转动副， 还有分别由滑块4与导杆5、 滑枕7与机架1构成的2个移动副

13、； 1个高副B， 即齿轮2和齿轮3构成的高副。 根据式（2-1）， 便可求得该机构的自由度为 F=3n2PLPH=36281=1,2.3.2机构具有确定运动的条件 下面通过几个实例来说明机构具有确定运动的条件。 对于图2-7所示的铰链四杆机构， n=3， PL=4, PH=0, 由式(2-1）得 F=3n2PLPH=33240=1 此机构的自由度为1， 即机构中各构件相对于机架所具有的独立运动数目为1,通常机构的原动件是用转动副（或移动副）与机架相联的， 因此每一个原动件只能输入一个独立运动。 设构件1为原动件， 参变量1表示构件1的独立运动， 由图2-7可见， 每给定一个1， 从动件2、 从

14、动件3便有一个确定的相应位置。 由此可见， 自由度等于1的机构在具有一个原动件时， 所有构件的运动是确定的。 如果有两个原动件， 设构件1和3都作为原动件， 这时机构会在构件或者运动副强度薄弱处产生破坏,图2-8所示为一铰链五杆机构。 其中， n=4， PL=5， PH=0, 由式（2-1）得 F=3n2PLPH=34250=2 如果只有一个原动件， 设构件1为原动件， 则当构件1处于1位置时， 由于构件4的位置不确定， 所以构件2和3可以处在图示的实线位置、 虚线位置， 或者处在其它位置， 即从动件的运动是不确定的,图2-7铰链四杆机构,图2-8铰链五杆机构,如果有两个原动件， 设构件1和4

15、为原动件， 1和4分别表示构件1和4的独立运动。 如图2-8中实线所示， 每当给出一组1和4， 从动件2和3便有一个确定的相应位置。 由此可见， 自由度等于2的机构在具有两个原动件时， 各构件才有确定的相对运动。 在图2-9所示的构件组合中， n=4， PL=6， PH=0， 由式（2-1）得 F=3n2PLPH=34260=0 构件组合的自由度F为0， 所以是一个刚性桁架。 在图2-10所示的构件组合中， n=3， PL=5， PH=0， 由式（2-1）得 F=3n2PL2PH=33250=1,图2-9刚性桁架,图2-10超静定桁架,综合上述几个实例可知： （1) 若机构自由度F0， 构件之

16、间没有相对运动， 则机构蜕变为刚性桁架。 （2) 若机构自由度F0， 而原动件数小于自由度F， 则构件间的运动是不确定的。 （3) 若机构自由度F0， 而原动件数大于自由度F， 则在机构的薄弱处会遭到破坏。 （4) 若机构自由度F0， 且原动件数等于自由度F， 则机构各构件间的相对运动是确定的。 因此， 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数目,2.3.3计算机构自由度时应注意的问题 在利用式（2-1）计算机构自由度时， 还需要注意以下三方面的问题， 否则计算结果往往会产生错误。 1 复合铰链 两个以上构件在同一处以转动副相联接， 所构成的重合转动副称为复合铰链。 图

17、 2-11(a)表示构件1和构件2、 构件3组成复合铰链， 从图2-11(b)所示的侧视图中可以看出， 3个构件组成了两个转动副。 在计算自由度时， 必须把它当成两个转动副来计算,图2-11复合铰链,同理， 若有k个构件在同一处组成复合铰链， 则其构成的转动副数目应为k1个。 在计算机构自由度时， 应注意是否存在复合铰链， 以免把运动副的数目搞错。 例2-3计算图2-12所示摇筛机构的自由度。 解由图2-12可知， 机构中共有5个活动构件； 构件2、 3、 4同在C处组成复合铰链， 组成了两个转动副； A、 B、 D、 E、 F 处各有1个转动副； 无平面高副， 即n=5，PL=7， PH=0

18、， 故由式(2-1)可求出机构的自由度为 F=3n2PLPH=3527=1,图2-12摇筛机构,2. 局部自由度 如果机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运动有关， 并不影响其它构件的运动， 则称这种自由度为局部自由度。 例如, 在图2-13(a)所示的平面凸轮机构中， 为了减少高副元素的磨损， 在凸轮1和从动件2之间安装了一个滚子3。 由图2-13(a)可以看出， 当原动件凸轮1逆时针转动时， 即可通过滚子3带动从动件2作上下往复的确定运动， 故该机构是一个单自由度的平面高副机构。 但用式(2-1)计算其自由度为 F=3n2PLPH=33231=2,得出了与事实不符的结论。 这是因为

19、安装了滚子3后， 引入了一个滚子3绕其自身轴线转动的局部自由度， 滚子3的转动并不影响从动件2的上下运动规律， 故在计算机构自由度时， 应将该局部自由度除去不计。 在计算机构自由度时， 为了防止出现差错， 也可设想将滚子3与安装滚子的构件2固结成一体， 视为一个构件(如图2-13(b)所示， 设想将滚子3与从动件2焊成一体)， 预先排除局部自由度， 然后按自由度计算公式计算， 即 F=3n2PLPH=32221=1 从而得出了与事实相符的结论,图2-13平面凸轮机构,3. 虚约束 在运动副所加的约束中， 有些约束所起的限制作用可能是重复的。 这种不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。 在计算机

20、构自由度时， 应将虚约束除去不计。 虚约束常发生在以下场合： 1) 两构件间构成多个运动副 (1) 两构件组成若干个转动副， 但其轴线互相重合, 如图2-14(a)中的A、 A所示； (2) 两构件组成若干个移动副， 但其导路互相平行或重合, 如图2-14(b)中的B、 B所示； (3) 两构件组成若干个平面高副， 但各接触点之间的距离为常数, 如图2-14(c)中的C、 C所示,图2-14两构件间构成多个运动副,2) 两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变 在图2-15所示的平面连杆机构中， 因为ACBD， 且AC=BD， ACBD， 且 AC=BD， 故在机构的运动过程中， 构件1

21、上的A点与构件3上的B点之间的距离将始终保持不变。 此时， 若将A、 B两点以构件5联接起来， 则附加的构件5和其两端的转动副A、 B将提供F=3122=1的自由度， 即引入了一个约束， 而此约束对机构的运动并不起实际的约束作用， 故为虚约束,图2-15平面连杆机构,3) 联接构件与被联接构件上联接点的轨迹重合 在图2-16所示的椭圆仪机构中， 因为BD=BC=AB， DAC=90， 所以连杆2上除B、 C、 D三点外， 其余各点在机构运动过程中的轨迹均为椭圆， 而D点的运动轨迹为沿y轴的直线,图2-16椭圆仪机构,此时， 若在D处安装一个导路与y轴重合的滑块4， 使其与连杆2组成转动副， 并

22、与机架 5 组成移动副， 即增加一个活动构件和两个运动低副， 则将提供的自由度为F=3122=1， 即引入一个约束。 由于滑块4上的D点与加装滑块前连杆2上D点的轨迹重合， 因此引入的这一约束对机构的运动并不起实际的约束作用， 故为虚约束。 计算椭圆仪机构的自由度时， 应将滑块4和两个运动低副除去,4) 机构中对运动不起作用的对称部分 在图2-17所示的行星轮系中， 若仅从运动传递的角度看， 只需要一个行星轮2就足够了。 这时， n=3， PL=3， PH=2, 机构自由度F=33232=1。 但为了使机构受力均衡， 采取三个行星轮2、 2和2对称布置的结构。 增加了两个行星轮2和2、 两个转

23、动副及四个平面高副， 则将提供的自由度为 F=322241=2， 引入了两个约束。 由于添加的行星轮2、 2和行星轮2完全相同， 并不影响机构的运动情况， 故引入的两个约束为虚约束,图2-17行星轮系,在此需要特别指出， 机构中的虚约束都是在一些特定几何条件下出现的。 如果这些几何条件不能满足， 则虚约束就会成为实际有效的约束， 如图2-14(b)中两个移动副B、 B。 如果其导路不重合， 如图2-14(b)中的虚线所示， 那么机构就不能运动。 所以， 从保证机构运动和便于加工装配等方面而言， 应尽量减少机构的虚约束。 但为了改善构件的受力， 增加机构的刚度， 在实际机械中虚约束又被广泛地应用

24、,图2-14(a)中， 若从运动学观点讲， 轴1和轴承2组成一个转动副A就可以了， 但是考虑到轴较长， 载荷又很大， 需要再增加转动副A。 为了保证两个轴孔的同轴度， 就要提高制造精度， 否则， 若两个轴孔的同轴度太低， 安装后轴将产生变形， 如图2-14(a)中的虚线所示， 则机构也就不能运动了。 总之， 在机械设计过程中， 是否使用及如何使用虚约束， 必须对加工成本、 所设计的机器使用寿命和可靠性等进行全面考虑。 若由于某种需要而必须使用虚约束， 则必须严格保证设计、 加工、 装配的精度， 以满足虚约束所需的特定几何条件,图2-18大筛机构,例2-4计算图2-18(a)所示大筛机构的自由度

25、,解 (1) 检查大筛机构中有无复合铰链、 局部自由度或虚约束。 由图2-18(a)可知， 构件2、 3、 5在C处组成复合铰链； 滚子9绕自身轴线的转动为局部自由度， 可将其与活塞4视为一体； 活塞4与机架8在E、 E两处形成导路平行的移动副， 将E处的移动副作为虚约束除去不计； 弹簧10对运动不起限制作用， 应略去。 经以上处理后得机构运动简图如图2-18(b)所示,2) 计算机构自由度。 此机构中的活动构件数n=7， 平面运动低副数PL=9， 平面运动高副数PH=1， 按照式(2-1)可以求出机构自由度数F为 F=3n2PLPH=37291=2 由于原动件数目与机构自由度数目相等， 因此

26、各构件有确定的相对运动,2.4平面机构的组成原理和结构分析 2.4.1平面机构的高副低代 为了使平面低副机构结构分析和运动分析的方法适用于所有平面机构， 可以根据一定条件对机构中的高副虚拟地以低副代替， 这种以低副来代替高副的方法称为高副低代。 它表明了平面高副与平面低副的内在联系。 1 高副低代的条件 为了不改变机构的结构特性及运动特性， 高副低代的条件是： （1） 代替前后机构的自由度完全相同。 （2） 代替前后机构的瞬时运动状况（位移、 速度、 加速度）相同,2 高副低代的方法 以图2-19中实线所示的高副机构为例， 构件1和构件2分别为绕A和B转动的两个圆盘， 两圆盘的圆心分别为O1、

27、 O2， 半径为r1、 r2， 它们在C点构成高副， 当机构运动时， 距离 AO1、 O1O2、 O2B均保持不变。 为此， 设想在O1、 O2间加入一个虚拟的构件4， 其长度为(r1+r2)， 构件4在O1、 O2处分别与构件1和构件2构成转动副， 形成虚拟的四杆机构， 如图2-19中虚线所示。 用此机构替代原机构时， 代替前后机构中构件1和构件2之间的相对运动完全一样,图2-19高副低代举例1,代替后机构中虽增加了一个构件（增加了三个自由度）， 但又增加了两个转动副（引入了四个约束）， 仅相当于引入了一个约束， 与原来在C点处高副所引入的约束数相同， 所以替代前后两机构的自自度完全相同。

28、总之， 机构中的高副C完全可用构件4和位于曲率中心O1、 O2的两个低副来代替。 上述代替方法可以推广应用到各种高副。 如图2-20所示高副机构， 两高副元素是非圆曲线， 假设在某运动瞬时高副接触点为C， 可以过接触点C作公法线n-n， 在公法线上找出两轮廓曲线在C点处曲率中心O1和O2， 用构件 4在O1、 O2处将构件 4和构件1、 2通过转动副联接起来， 便可得到它的代替机构， 如图2-20中虚线所示,图2-20高副低代举例2,需要注意的是， 当高副元素为非圆曲线时， 曲线各处曲率中心的位置不同， 故在机构运动过程中， 随着接触点的改变， 曲率中心O1和O2相对于构件1、 2的位置及O1

29、和O2间的距离也会随之改变。 因此， 对于一般的高副机构， 在不同位置有不同的瞬时替代机构， 但是替代机构的基本形式是不变的。 根据上述方法将含有高副的平面机构进行低代后， 即可将其视为平面低副机构。 因此， 在讨论机构组成原理和结构分析时， 只需研究含低副的平面机构,2.4.2杆组和平面机构的组成原理 任何机构都包含机架、 原动件和从动件系统三部分。 由于机架的自由度为0， 一般每个原动件的自由度为1， 根据运动链成为机构的条件可知， 机构的自由度数与原动件数应相等， 因此， 若将机构的机架以及和机架相连的原动件与从动件系统分开， 则余下的从动件系统的自由度数必然为0,1. 杆组 机构的从动

30、件系统一般还可以进一步分解成若干个不可再分的自由度为零的构件组合， 这种组合称为基本杆组， 简称为杆组。 对于只含低副的平面机构， 若杆组中有n个活动构件、 PL个低副， 因杆组自由度为0， 根据式（2-1）， 有 F=3n2PL=0 即,2-2,由于活动构件数n和低副数PL都必须是整数， 因此， 根据式（2-2)， n应是2的整数倍， PL应是3的整数倍。 根据n的取值不同， 杆组可分为以下几种情况： 1) n=2， PL=3的级杆组 级杆组最简单， 也是应用最多的基本杆组。 平面低副中有转动副（常用R表示）和移动副（常用P表示）两种类型， 对于由两个构件和三个低副组成的级杆组， 根据其R副

31、和P副的数目和排列不同， 它有图2-21所给出的五种形式,图2-21级杆组,2) n=4， PL=6的多杆组 多杆组中最常见的是如图2-22所示的级杆组， 其特征是具有一个三副构件， 而每个运动副所联接的分支构件是双副构件,图2-22级杆组,2 平面机构的组成原理 根据上述分析， 平面机构的组成原理是： 任何机构都可以看做是由若干个基本杆组依次联接于原动件和机架上所组成的系统。 在设计新机构的运动简图时， 可先选定机架， 并将等于该机构自由度数的若干个原动件用低副联接到机架上， 然后再将若干个基本杆组依次联接于原动件和机架上， 就可完成该运动简图的设计,图2-23表示了根据机构组成原理组成机构

32、的过程。 先把图2-23(a)所示的级杆组BC通过其运动副B、 C联接到图2-23(a)所示的原动件1和机架6上形成四杆机构ABC。 再把图2-23(b)所示的级杆组DE通过运动副D、 E依次与级杆组及机架联接， 组成图2-23(c)所示的牛头刨床主机构。 根据机构的组成原理， 在进行机械方案创新设计时， 要遵循这样一个原则： 在满足机械工作要求的前提下， 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,图2-23牛头刨床主机构的组成原理,2.4.3平面机构的结构分析 为了对已有的机构或已设计完毕的机构进行运动分析和受力分析， 常需要先对机构进行结构分析， 即将机构分解为基

33、本杆组、 原动件和机架。 结构分析的过程与由杆组依次组成机构的过程正好相反， 因此通常也把它称为拆杆组。 拆除杆组时应遵循下述原则： 首先从传动关系上离原动件最远的部分开始试拆； 每拆除一个杆组后， 机构的剩余部分仍应是一个完整机构， 且自由度与原机构相同； 试拆时， 先按级杆组试拆， 若无法拆除， 再试拆高一级别的杆组,机构结构分析的目的是： 通过分析机构的组成来确定机构的级别。 通常以机构中包含的基本杆组的最高级别来命名机构的级别。 由最高级别为的基本杆组构成的机构称为级机构； 由最高级别为的基本杆组构成的机构称为级机构； 只由机架和原动件构成的机构称为级机构。 机构结构分析的步骤是： （

34、1) 计算机构的自由度， 确定原动件。 （2) 从远离原动件的地方开始拆杆组。 （3) 确定机构的级别。,例2-5试确定图2-24(a)所示机构的级别。 解(1) 按图2-24（a）所示的运动简图计算机构的自由度。 该机构的n=7， PL=10， PH=0， 由式（2-1）得 F=3n2PLPH=372100=1 则该机构以构件1为原动件,2) 进行结构分析。 从远离原动件的一端拆下构件7与8这个级杆组， 剩余部分杆1、 2、 3、 4、 5、 6仍为一个自由度等于1的机构。 在这个剩下的新机构中， 继续从远离原动件的地方先试拆级杆组， 由于不能再拆出级杆组， 所以试拆级杆组。 可以拆下由构件2、 3、 4、 5组成的级杆组， 这时只剩下由原动件1及机架6所组成的级机构， 如图 2-24（b）所示。 (3) 确定机构的级别。 由于该机构是由一个级杆组、 一个级杆组和原动件1与机架6所组成的， 基本杆组的最高级别为级杆组， 所以该机构为级机构。,若将图2-2