例：牛头刨床主机构的组成原理
E5
E5
4D
2
B 3
6
A1
C
a)
E5
4D
6
A1
2 B
3
C
4D
牛头刨床主机构
62A 1 B 3
C b)
三、平面机构的结构分析 目的：通过分析机构的组成来确定机构的级别。 机构的级别取决于该机构能够分解出的基本杆组的
最高级别。 机构结构分析的步骤是： 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。先试拆Ⅱ级组，
3
D
2
B
1
A
F
5
J
8
G
6
I
H
7
a)
2
B
1
A
C
3
F
5
G
H
E
4
D
J
8
I
7
b)
3) 确定机构的级别
另：若将该机构的原动件 由构件1改为构件8，则有
E
4
C
3
D
2
B
1
A
F
5
J
8
G
6
I
H
7
C
2
B
1
A
E
4
5
3
D
G
H
7
F
结构分析图
J
8
I
机构设计举例
例 1 图示牛头刨床设计方 案草图。设计思路为：动 力由曲柄1输入，通过滑块 2使摆动导杆 3 作往复摆动， 并带动滑枕4作往复移动 ， 以达到刨削加工目的。 试 问图示的构件组合是否能 达到此目的？ 如果不能， 该如何修改？
当不可能时再拆Ⅲ级组。但应注意，每拆一个杆组后， 剩下的部分仍组成机构，且自由度与原机构相同，直至 全部杆组拆出只剩下Ⅰ级机构。
3) 确定机构的级别。
例：试确定图示机构的级别 解：1) 计算机构的自由度。F=3n-2pl-ph=3*7-2*10-0=1；以构件1为 原动件。
2) 进行结构分析
E
4
C
机构的组成原理
§1.1 机构的组成原理
(3) RPR杆组 (4) PRP杆组 (5) RPP杆组
除Ⅱ级杆组外，还有Ⅲ、Ⅳ级等较高级的基本杆组。
这是Ⅲ级杆组——由4个构件6个低副组成，具有一个 3副构件，而每个内副所连接的分支是双副构件。
这是Ⅳ级杆组——由4个构 件6个低副组成，有4个内副。
(6)
改进方案 (7)
§1.2 运动副的摩擦和自锁
一、定义
由于摩擦的存在，沿某个方向的驱动力如何增大，也无法使受力对 象产生运动的现象——称为机械的自锁。
二、移动副的摩擦与自锁条件
tga= Px / Py，tgj= F / N= f ∵ Py = N ∴ Px = (tga/tgj)* F
Px—有效分力 Py—有害分力 R—总支反力， j —摩擦角(Frictional Angle)。
(3) a<j P作用线在j之内，Px <F。
P
R21
N
P
ja
a
Py
F
1
Px
2
P R21 a N
j
a.原本运动——减速至静止； b.原不动——滑块保持静止,不论P力有多大。
F
1
2
结论：移动副自锁条件——a≤j；等号表示条件自锁。
三、转动副的摩擦与自锁条件
Md = P h Mf = R21*ρ=F*r ρ= fv *r——摩擦圆半径 fv= f/ 1 f 2 ——当量摩擦系数
4
1
2
3
解：首先计算设计方案草图的自由度
F = 3n-2Pl-Ph=3×4-2×6 =0
即表示如果按此方案设计机构，机构是不能运动的。必须 修改，以达到设计目的。
4
改进措施：
1. 增加一个低副和一个活动构件；
2. 用一个高副代替低副。
1
2
3
改进方案
(1)
(2)
改进方案
(3)
(4)
改进方案
(5)
A. 摩擦角与摩擦系数一一对应， j =arctgf； B. 总支反力永远与运动方向成90°+ j 角。
R21
N
j
F1
Px
2
a
Py
P
讨论： (1) a>j
主动力P的作用线在摩擦角j之外。Px >。Px = F
a.原本运动——滑块等速运动； b.原不动——静止不动,具有运动趋势。
″P′ P h P″P′
Md
ω12 0 ρ
r
1
R21
2
结论：转动副自锁条件为—— h ≤ ρ；等号表示条件自锁。
本章结束
现象： A. 总支反力始终切于摩擦圆； B. 总支反力方向与径向力方向相反。
h P
Md P
ω12 0 ρ R21
r N1
1N F
2
Ni
讨论： （1）h >ρ 构件加速回转。
（2）h = ρ a.构件原运动，仍等速运动； b.构件原静止，仍保持静止。
(3) h < ρ a.构件原运动，将减速至静止； b.构件原静止，仍保持静止。