机构结构分析和综合
第二章 机构的结构分析与综合
二、运动副的分类
1) 根据运动副所引入的约束数分类
把引入一个约束的运动副称为 级副， 把引入一个约束的运动副称为I级副，引入 一个约束的运动副称为I 两个约束的运动副称为 级副，依此类推， 的运动副称为Ⅱ 两个约束的运动副称为Ⅱ级副，依此类推，最 末为V级副。 末为V级副。
I级副
Ⅱ级副
Ⅲ级副
Ⅳ级副
运动副元素
两构件参与接触而构成运动副的部分 称为运动副元素，即组成运动副的点 称为运动副元素，即组成运动副的点、线、 面称为运动副元素。 面称为运动副元素。
（1）自由度
一个自由构件可能出现的独立运动的可能性称 自由度。 为自由度。 一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的 一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的 平面运动的 数目，有三个自由度。 数目，有三个自由度。
第二章 机构的结构分析与综合
§2-1 结构分析和综合的基本内容 §2-2 机构的组成及其运动简图的绘制 §2-3 机构自由度的计算 §2-4 平面机构的组成原理和结构分析 §2-5 平面机构的结构综合
§2-1 结构分析和综合的基本内容
机械原理课程对机械的研究一般可以概括 为两个方面： 为两个方面： 一是对已有机械进行分析，包括结构分析、运 一是对已有机械进行分析，包括结构分析、 已有机械进行分析 动分析和动力分析; 动分析和动力分析; 二是对新机构进行设计，即机构综合， 二是对新机构进行设计，即机构综合，其中包 新机构进行设计 括机构的选型、运动设计及动力设计。 括机构的选型、运动设计及动力设计。
y
构件1 构件
O
构件2 构件
x
z
（2）约束
两构件间的运动副所起的作用是限制构件间 的相对运动，这种限制作用称为约束 约束。 的相对运动，这种限制作用称为约束。每加上一 个约束，构件便失去一个自由度，加上两个约束， 个约束，构件便失去一个自由度，加上两个约束， 构件便失去两个自由度。 构件便失去两个自由度。自由度减少的数目等于 引入的约束数目。约束数目最多只能为5 引入的约束数目。约束数目最多只能为5个，自由 度至少为1 度至少为1个。
机构结构分析及综合
第一章机构结构分析及综合第一节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机构中各构件具有确定的相对运动。
2、按结构特点对机构进行分类不同的机构有各自的特点，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。
3、绘制机构运动简图研究机构特性的工具。
4.研究机构的组成原理研究按何种规律组成的机构能满足运动确定性的要求。
第二节机构的组成与运动简图的测绘一、构件与运动副1、构件(Link) －独立的运动单元。
零件(part)－独立的制造单元，如齿轮。
如图2—1，连杆是由多个零件组成，即一个构件可是一个零件，也可是由多个构件组成的。
2、运动副运动副－两个构件直接接触组成的能产生某些相对运动的联接。
三个条件，缺一不可，如图2—2所示。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动运动副元素—直接接触的部分（点、线、面）例如：滚动轴承（图2—3）、齿轮齿廓（图2—4）、活塞与缸套（图2—5）等。
图2—2运动副图2—3滑动轴承图2—4齿轮齿廓图2—5活塞与缸套二、运动副的分类：1)按引入的约束数分类：I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副如图2—6所示。
图2—6按引入的约束数对运动副分类2)按相对运动范围分类：平面运动副－平面运动，空间运动副－空间运动。
例如：球铰链（图2—7）、拉杆天线、螺旋（图2—8）、动物关节。
图2—7球铰链图2—8螺旋平面机构－全部由平面运动副组成的机构，如图2—9。
空间机构－至少含有一个空间运动副的机构如图2—10。
图2—9平面机构图2—10空间机构3)按运动副元素分类：①高副—点、线接触（应力高），例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等，如图2—11所示。
图2—11高副②低副—面接触，应力低，例如：转动副（回转副）通过柱面接触、移动副通过平面接触，如图2—12所示。
常用构件和运动副的表示符号如下：图2—12低副图2—12运动副符号图2—13构件表示方法注意：如图画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副的性质。
机构结构分析和综合
研究机构结构分析和综合的目的如下：(1)研究组成机构的要素及机构具有确定运动的条件，然后判断机构能否运动。
(2) 研究机构的组成原理，并根据结构特点对机构进行分类，以便于对其进行运动分析和力分析。
(3)研究机构运动简图的绘制方法，即研究如何用简单的图形表示机构的结构和运动状态。
(4)研究机构结构综合方法，即研究在满足预期运动及工作条件下，如何综合出机构可能的结构型式及其影响机构运动的结构参数。
一、机构的组成要素(Main Elements of Composing a Mechanism)机构是具有相对运动的构件组合体，是由构件和运动副两个要素组成的。
1.构件(Member)所谓构件是指机器中独立的运动单元。
构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。
下图所示齿轮轴构件是由齿轮、轴、键三个零件组成的。
2.运动副(Kinematic Pair)两构件直接接触并能相互产生相对运动而组成的活动联接称为运动副。
两构件参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素。
两构件间的运动副所起的作用是限制构件间的相对运动，使相对运动自由度的数目减少，这种限制作用称为约束，而仍具有的相对运动叫做自由度（见下面给出的常用运动副的三维动态图）。
3.运动链(Kinematic Chain )由若干个构件通过运动副联接组成相对可动的构件系统称为运动链。
如果运动链中的各构件构成首末封闭的系统则称为闭式链(如图2-3a)，否则称为开式链(如图2-3b )。
在一般机构中，大多采用闭式链，而机器人机构中大多采用开式链。
图2-3a 图2-3b4.机构(Mechanism)如果运动链中的一个构件固定作为机架时则这种运动链称为机构。
二、运动副的分类(Classification of Kinematic Pairs )1. 根据运动副所引入的约束数分类。
把引入一个约束数的运动副称为I级副，引入两个约束数的运动副称为Ⅱ级副，依此类推。
2. 根据构成运动副的两构件的接触情况进行分类。
第2章机构的结构分析(机构的组成原理和机构类型综合-讲2
3.除去虚约束 (formal constraint)
定义：对机构的运动实际不起作用的约束。计算自由 度时应除去虚约束。
出现虚约束的场合：
1)轨迹重合 两构件连接前后，连接点的轨迹重合。
B 2 1 A
E
C 3 D
C
3 B 1 4 A
4
F
O
2
2)连接两点距离不变 运动时，两构件上的两点距离始终不变。
3 两个转动副
2
两个转动副
两个转动副
例题1
求图示圆盘锯机构的自由度。
解：在B、C、D、E 四处各有三个构件
形成复合铰链，每处有2个运动副，
活动构件数 n = 7， 低副数 pL = 10。
D 4 1 2 3 B 8 5 6
F
7
F=3n － 2pL － ph =3×7 －2×10－0 =1
如果不考虑复合铰链，低副数目 为6个，则计算的自由度数为9， 显然计算有误！
式中：n ：机构的活动构件数目；
pl ：机构的低副数目； ph ：机构的高副数目。 要求：记住上述公式，并能熟练应用。
例题1
计算曲柄滑块机构的自由度
解: 活动构件数n = 3
低副数 pl = 4
高副数 ph = 0
F = 3n － 2pl － ph = 3× 3 － 2× 4 =1
1
2 3
曲柄滑块机构
①改善构件的受力情况，如多个行星轮。
②增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。
③使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。
小结
复合铰链
存在于转动副处 处理方法：复合铰链处有 m 个构件则有 (m-1)个转动副。
局部自由度
常发生在为减小高副磨损而将滑动摩擦变 成滚动摩擦所增加的滚子处。
会计报表分析-结构分析与综合分析
现金流量表分析
现金净流入和流出
分析企业现金的净流入和流出，掌握现金的日常缓释能力。
现金流量净额的评估
评估企业现金流量净额中所包含的非现金收入和支出，以及不确定因素。
现金流量与营业收入的关系
分析现金流量与营业收入之间的关系，包括应收账款、存货，其他应收款和预付账款等指标。产、设备和无形资产的分类和识别，以及如何分析它们的运营 效率。
3
负债和股本
解决债务的兑付问题，用途，比率和关键指标。
利润表分析
营收分析
确定营业收入的主要来源，分析 成本，扣除费用，计算利润率。
费用报告
确定各项费用的构成，比率，优 化方法和影响可持续盈利能力的 因素。
趋势分析
综合分析和示例
1
综合利用各种数据表和数据
将数据表和数据有机地融合在一起，进行数据的汇总、统计和描述分析。
2
基于数据的示例分析
基于某家公司的三大财务报表，进行分析和综合评估，判断该公司的经营情况和 盈利能力。
3
借鉴上市公司的财务报表
结合上市公司的财务报表，对比新兴企业的若干财务指标，并进行分析和研究， 从而找到企业的成长点。
会计报表分析-结构分析 与综合分析
了解财务报表结构分析和综合分析的重要性，以及如何阅读并理解各类会计 报表。
财务报表概述
资产负债表
资产和负债的概念，基本结构， 主要项目的解释，和常用的比率 分析。
利润表
营业收入、成本、净利润等一系 列关键数据的解释，以及主要用 来分析财务业绩的指标。
现金流量表
流入和流出的现金的变化情况， 包括经营、投资和筹资活动，对 企业的财务运作有重要影响。
机构分析与综合 答题步骤
cos sin 0 Rot z , 0 0 1 0
0
sin cos 0 0
0 0 1 0
0 0 1
0
3）变换矩阵连乘顺序：相对基础系--从右向左，相对运动（当前）系--从左向右 2.求分别位于两个坐标系中两点之间的距离
1
三、平面运动链的结构综合
1.求图的环数和周长 （1）结构综合（全转动副的低副运动链） 1）自由度计算公式： 3n 2 p 1 （n-活动构件数，p-低副数）； 2）运动链结构公式： 3 n 1 2 p 1 3n 2 p 4 （n-所有构件数，p-低副数）； 3）环数、所有构件数、运动副之间的关系： L p n 1 ； n 4）环数计算公式： L 1 【n杆运动链】。 2 （2）图论基本知识 1）图：有一系列边和顶点组成的相互连通的网络【G】； 2）顶/节点：图中两边连接点【 Vi /V】； 3）边：两顶点之间连线【 eij /E】； 4）同构：两个图具有相同的关联矩阵； 5）周长：构成环的边数。 2.画不同构的图及图所对应的运动链 （1）构图原则 1）两顶点之间只能用一条边连接； 2）顶点数V=构件数n，边数E=运动副数p； 3）图中不能有三角形结构（运动链中桁架的交换图的子图）； 4）图中各边只能在节点处相交，不能交叉（一定是平面图）； 5）连接变数多的节点放置在图的上方； 6）外环尽量长，图形按顺序组合。 （2）图与运动链的交换【前一图的顶点对应后一图的边】 1）图中：顶点-运动链中的构件，边-运动副； 2）变换图中：顶点-转动副，边-构件。
T
2 3 nz oz az J1 1 （2）由 2 求 （ 为移动副时按以下算法） J J T n 2 2
《机械原理》笔记
《机械原理》*号内容第一章概论第一节本课程的研究内容什么是机器、机构?机器的三特征：１)由一系列的运动单元体所组成。
2)各运动单元体之间都具有确定的相对运动。
3）能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动。
具有以上1、2两个特征的实体称为机构。
构件——由一个或多个零件连接而成的运动单元体。
零件——机器中的制造单元体。
第二节机构的分析与综合及其方法机构分析:对已知机构的结构和各种特性进行分析。
机构综合:根据工艺要求来确定机构的结构形式、尺寸参数及某些动力学参数。
机构综合的内容: 1.机构的结构综合2.机构的尺度综合3.机构的动力学综合。
机构的结构综合：主要研究机构的组成规律。
机构的尺度综合（或运动学综合）：研究已知机构如何按给定的运动要求确定其尺寸参数.概括为四类:(1)刚体导引:当机构的原动件做简单运动时，要求刚体连续地变换其位置。
(2)函数变换：使机构某从动件的运动参数为原动件运动参数的给定函数。
（3）轨迹复演：使连杆上某点的轨迹能近似地与给定曲线复合。
（4)瞬时运动量约束:按构件在某些特定位置时的运动量来设计机构的结构参数。
准点——符合预定条件的几个位置。
只要求几个位置处符合给定条件的机构综合方法称为准点法。
减小结构误差的途径是：合理确定准点的分布。
可按契比谢夫零值公式配置准点。
第三节学习本课的方法1．注意基本理论与基本方法之间的联系2. 用工程观点学习理论与基本方法3．注意加强感性认识和实践性环节第二章机构的结构分析第一节概述构成机构的基本要素——构件运动副运动链运动副:两构件间直接接触且能产生某些相对运动的联接称为运动副。
约束---对构件间运动的限制。
运动副元素—运动副参加接触的部分。
空间运动副和约束的关系。
平面机构中只有Ⅳ级副和Ⅴ级副。
(为什么？）低副－-－副元素为面接触(如移动副、转动副);高副－－-－副元素为点(线）接触。
运动链---构件由运动副连接而成的系统。
机构—选定机架,给相应的原动件，其余构件作确定运动的运动链。
机构分析与综合论文
机构分析与综合机构学是着重研究机械中机构的结构和运动等问题的学科，是机械原理的主要分支。
研究各种机械中有关机构的结构、运动和受力等共性问题的一门学科。
研究内容分两个方面：第一是对已有机构的研究，即机构分析（结构分析，运动分析和动力分析）；第二是按要求设计新的机构，即机构综合（结构综合，运动综合和动力综合）。
一．机构分析与综合的外延内涵1.机构分析机构分析的目的在于掌握机构的组成原理、运动性能和动力性能，以便合理地使用现有机构并充分发挥其效能，或为验证和改进设计提供依据。
在经典的机构学中，一般只作结构和运动两方面的分析，只有对高速或高精度的机构才作动力分析。
结构分析分析的目的是了解各种机构的组成及其对运动的影响。
机构的结构公式(即机构自由度公式)，是判定机构运动可能性和确定性的依据。
最早的结构公式是1869年俄国人切比雪夫提出的平面运动链结构公式。
它的引入，为精确地建立各种结构公式提供了必要的条件。
此外，虚约束、局部自由度、非几何条件引起的约束等都会影响机构自由度的计算。
1916年，俄国人阿苏尔根据机构构成特征提出按族、级、类和阶进行机构分类。
他还提出，机构是由不可分拆的、自由度为零的构件和运动副组成的杆组依次接到原动件和机架上而成的。
阿苏尔杆组的概念至今仍广为应用。
运动分析其目的是计算机构的运动参数、掌握其运动性能，以鉴别它是否达到工作要求。
对机构进行运动分析时，不考虑引起机构运动的外力、机构中构件的质量、弹性和运动副中的间隙对机构运动的影响，而仅从几何上分析机构的位移、速度和加速度等运动情况。
运动分析的方法有图解法和解析法。
2.机构综合机构综合是按结构、运动和动力3个方面的要求来设计新机构的理论和方法，可分为结构综合、运动综合和动力综合3部分。
以往﹐经典的机构学只作前两方面的综合，但随著机械向高速高精度发展，现代机构学也常包括第3方面的综合。
18世纪末和19世纪初﹐瑞士人欧拉、俄国人罗蒙诺索夫、法国人蒙日，G.和J.V.彭赛列等几何学家和力学家的著作奠定了机构综合理论的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究机构结构分析和综合的目的如下：(1)研究组成机构的要素及机构具有确定运动的条件，然后判断机构能否运动。
(2) 研究机构的组成原理，并根据结构特点对机构进行分类，以便于对其进行运动分析和力分析。
(3)研究机构运动简图的绘制方法，即研究如何用简单的图形表示机构的结构和运动状态。
(4)研究机构结构综合方法，即研究在满足预期运动及工作条件下，如何综合出机构可能的结构型式及其影响机构运动的结构参数。
一、机构的组成要素(Main Elements of Composing a Mechanism)机构是具有相对运动的构件组合体，是由构件和运动副两个要素组成的。
1.构件(Member)所谓构件是指机器中独立的运动单元。
构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。
下图所示齿轮轴构件是由齿轮、轴、键三个零件组成的。
2.运动副(Kinematic Pair)两构件直接接触并能相互产生相对运动而组成的活动联接称为运动副。
两构件参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素。
两构件间的运动副所起的作用是限制构件间的相对运动，使相对运动自由度的数目减少，这种限制作用称为约束，而仍具有的相对运动叫做自由度（见下面给出的常用运动副的三维动态图）。
3.运动链(Kinematic Chain )由若干个构件通过运动副联接组成相对可动的构件系统称为运动链。
如果运动链中的各构件构成首末封闭的系统则称为闭式链(如图2-3a)，否则称为开式链(如图2-3b )。
在一般机构中，大多采用闭式链，而机器人机构中大多采用开式链。
图2-3a 图2-3b4.机构(Mechanism)如果运动链中的一个构件固定作为机架时则这种运动链称为机构。
二、运动副的分类(Classification of Kinematic Pairs )1. 根据运动副所引入的约束数分类。
把引入一个约束数的运动副称为I级副，引入两个约束数的运动副称为Ⅱ级副，依此类推。
2. 根据构成运动副的两构件的接触情况进行分类。
凡是以面接触的运动副称为低副(lower pair)，而以点或线相接触的运动副称为高副(higher pair)。
3. 根据构成运动副的两元素间相对运动的空间形式进行分类。
如果运动副元素间只能相互作平面平行运动，则称之为平面运动副，否则称为空间运动副。
球面高副柱面高副球面低副球销副圆柱套筒副转动副移动副螺旋副三、机构运动简图的绘制(Drawing Kinematic Scheme of Mechanism)为便于研究机构的运动，用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况，这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。
绘制机构运动简图时，常用构件和运动副的代表符号在表2-2中给出。
绘制机构运动简图的步骤：(1) 确定机构中的原动件和执行件，再把两者之间的传动部份搞清楚，从而找出组成机构的所有构件并确定构件间的运动副类型。
(2) 恰当地选择投影面。
一般选择机构中与多数构件的运动平面相平行的面为投影面。
(3) 选择适当的比例尺，按机构的运动尺寸定出各运动副的相对位置，用规定的符号画出各运动副并用简单线条联接起来，便可绘制出机构的运动简图。
表2-2 常用机构构件、运动副代表符号例2-1绘制图2-4所示牛头刨床机构的运动简图。
图2-4 图2-5解：(1) 从主动件小齿轮开始，按运动传递顺序，分析各构件之间相对运动的性质，并确定联接各构件的运动副类型。
(2) 合理选择视图。
本题选择与各回转轴线垂直的平面作为视图平面。
(3) 选择适当的长度比例尺(m/mm)，按机构尺寸位置画出转动副、移动副和齿轮高副，用线条将各运动副联接起来，即得如图2-5所示的机构运动简图。
一、平面机构自由度的计算公式( Degree of Freedom of a Planar Mechanism)不受任何约束的构件在平面中的运动只有三个自由度（即两个移动，一个转动），具有n个活动构件的平面机构，若各构件之间共构成P L个低副和P H个高副，则它们共引入了(2P L+P H)个约束，机构的自由度F显然为:F=3n-(2P L+P H)=3n-2P L-P H(2-1)这就是平面机构自由度的计算公式，也称为平面机构结构公式。
二、机构自由度的意义及机构具有确定运动的条件(The Meaning of DOF and Conditions to Have a Determined Motion for a Mechanism )机构的自由度数目和机构原动件(driving links)的数目与机构的运动有着密切的关系：(1) 若机构自由度Ｆ≤0，则机构不能运动；(2) 若机构自由度Ｆ>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的，这就是机构具有确定运动的条件；(3) 若机构自由度Ｆ>0，且多于原动件数，则机构各构件间的运动是不确定的；(4) 若机构自由度Ｆ>0，且少于原动件数，则机构各构件间不能运动或在薄弱环节产生破坏。
三、计算机构自由度时应注意的事项(Items to Be Noted During Calculating DOF )在计算机构自由度时，应注意以下一些情况，否则计算结果往往会发生错误。
1.复合铰链(Compound Hinge)由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。
由m个构件汇集而成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。
图2-8图2-9例2-3计算图2-9所示锯床进给机构的自由度数。
解：在本机构中，A、B、C、D四处都由三个构件组成复合铰链，n＝7，P L＝10，P H=0，由式(2-1)可得：F=3×7-2×10-0=12.局部自由度(Passive DOF)) 对整个机构运动输出不起作用的自由度称为局部自由度。
在计算机构自由度时，应将局部自由度舍弃不计。
如图2-10所示凸轮机构中的滚子绕自身轴线的转动不影响从动件的输出运动，故称之为局部自由度。
图2-103.虚约束(Redundant Constraints)不起独立限制作用的约束称为虚约束。
如图2-11a 所示的平行四边形机构中，加上一个构件5(黄色构件)，便形成具有一个虚约束的平行四边形机构，如图2-11b 所示。
图2-11 a)图2-11 b)常见的虚约束有以下几种情况(1) 当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束，如图2-10中凸轮机构的移动从动件与机架组成两个移动副，只能按一个移动副计算。
(2) 当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。
图2-12所示的曲轴就属于这种情况。
图2-12(3)机构中两活动构件上某两点间的距离始终保持不变时，若用具有两个转动副的附加构件来连接这两个点，则将会引入一个虚约束，如图2-13和图2-11b均属这种情况。
(4) 机构中对运动起重复限制作用的对称部分也会引入虚约束。
如图2-14所示的行星轮系中的三个行星轮的三个高副中只有一个起作用，其余两个为虚约束。
图2-13图2-14例2-4计算图2-15a 所示大筛机构的自由度。
a）b）图2-15解：机构各构件均在同一平面运动，可按图2-15b分析F=3×7-2×9-1=2故可以用构件1和凸轮5作为原动件。
四、空间机构自由度简述( DOF of Spatial Mechanism)若n个活动构件中有P1个Ⅰ级副；有P2个Ⅱ级副；有P3个Ⅲ级副；有P4个Ⅳ级副；有P5个Ⅴ级副，则可得空间机构的自由度公式为F=6n-5P5-4P4-3P3-2P2-P1 (2-2)公共约束是机构中所有构件共同失去的自由度，设公共约束数为m，则可得如下机构自由度计算公式：F=(6－m)n－∑(i－m)P i其中m ——公共约束，对于平面机构，m=3。
即平面构件具有3个公共约束，最多只能有3个自由度。
一、平面机构的组成原理(Composition Principle of Planar Mechanism )机构可看成由机架、原动件和从动件系统三部分组成。
将具有确定运动的机构（原动件数等于自由度数）的机架和原动件除去后，余下的从动件系统应是自由度为0的构件组。
最简单的、不可再分的、自由度为0的构件组称为基本杆组或称为阿苏尔杆组(Assur groups)。
根据公式(2-1)，组成平面机构基本杆组应满足条件F=3n-2P L-P H=0 (2-3)如果基本杆组的运动副全部为低副，则上式可变为F=3n-2P L=0或n = (2/3)P L(2-4)最简单的平面基本杆组是由两个构件和三个低副组成的，称为II级杆组。
II级杆组只有表2-3中所给出的五种型式。
它是根据转动副(Revolute pair)和移动副(Prismatic pair)的数目和排列的不同而得出的。
表2-3 II级及部分III级、IV级基本杆组结构型式除Ⅱ级杆组外，还有其它较高级的基本杆组。
表2-3中还给出了两种Ⅲ级杆组和一种Ⅳ级杆组。
机构的组成原理：任何机构都可看成是由若干个基本杆组依次连接到原动件和机架上所组成的系统。
在同一机构中可包含不同级别的基本杆组，我们把机构中所包含的基本杆组的最高级数作为机构的级数，这就是机构的结构分类方法。
二、平面机构的结构分析(Structure Analysis of Planar Mechanism)机构结构分析就是将已知机构分解为原动件、机架和若干个基本杆组，进而了解机构的组成，并确定机构的级别。
机构结构分析的步骤是：(1) 计算机构的自由度并确定原动件。
(2) 拆杆组。
例2-5 计算图2-16所示机构的自由度，并确定机构的级别。
图2-16解：该机构无虚约束和局部自由度，所以其自由度为：F=3×5-2×7=1该机构为II级机构。
三、平面机构的高副低代(Higher Pair to Be Replaced with Lower Pair of Planar Mechanism)为将低副机构的结构分析与运动分析方法用于含高副的平面机构，可按一定约束条件将高副虚拟地用低副代替，称之为高副低代，它表明了平面高副与低副之间的内在联系。
高副低代的条件是：(1) 代替前后机构的自由度完全相同。
(2) 代替前后机构的运动状况(位移、速度、加速度)相同。
高副低代的关键是找出构成高副的两轮廓曲线在接触点处的曲率中心，然后用一个构件和位于两个曲率中心的两个转动副来代替该高副。
如图2-17所示，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、O2，半径为R1、R2，它们在C点构成高副，当机构运动时，替代机构如图中虚线所示。