机构的构型分析
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分析：该机构有 6个构件和7个转 动副。
1
鄂式破碎机运动原理
2 5
4
3
例题二、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘1为原动件， 与滑块2在B点铰接，滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动，拨叉3与 圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲 压运动。试绘制其机构运动简图。
分析：
绘制简图：
过约束机构： 含有虚约束的机构。
解决方法 平面机构的自由度计算公式：F=3n-2P L-P H
例：缝纫机老式脚踏机构自由度：F=3*3—2*4—0=1 正确
对空间而言,平面机构都属于过约束机构。在计算时 必须区分机构的种类，空间机构用通用自由度计算 公式，平面机构用平面机构自由度计算公式。
虚约束——指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有些运 动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用。
例： 圆柱副（Ⅳ级）+圆柱-平面副 Ⅴ级移动副
2.1.3 运动链与机构 ◆ 运动链:杆副连成的相对可动系统。
★ 闭链: 首尾相 接的运动链。
★ 开链: 运动 链的各构件未 构成首尾封闭 的系统。
★平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。 ★ 空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链 。
推论：任何一个平面机构都可以认为是在基本机构的 基础上，依次添加若干个杆组所形成的。
机构的组成原理： 机构＝基本机构＋基本杆组
二、结构分类 设基本杆组中有n个构件，则由条件F＝0有：
F＝3n－2PL－Ph＝0 PL＝3n/2 (低副机构中Ph＝0 )
∵ PL 为整数， ∴ n只能取偶数。
n ＝ 2 4 n>4 已无实例了! PL ＝ 3 6
运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数 目。 运动副引入的约束数：最多为5个。
◆ 运动副分类
1. 按运动副相对运动形式分 Ⅴ级副
Ⅴ级副
转动副
移动副
2. 按运动副引入的约束数分：
Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级、 Ⅳ级副、Ⅴ级副 X级运动副：指引入X个约束的运动副。
自由度数f+约束数u=6
螺旋副 Ⅲ级副
第2章 机构的构型分析
本章教学内容
◆ 机构的构造 ◆ 机构运动简图的绘制 ◆ 机构的自由度 ◆ 过约束结构 ◆ 机构的组成原理及结构分析
本章教学目的
◆ 了解机构的组成，搞清运动副、运动链、自由度等概念； ◆ 能绘制常用机构的机构运动简图； ◆ 能计算平面机构的自由度； ◆ 对平面机构组成的基本原理有所了解。
两构件间面接触作 相对转动 ——转动副
两构件间面接触 作相对移动 ——移动副
两构件间线接触 ——高副
运动副元素不外乎为点、线、面。
构件自由度与运动副约束
1、构件的自由度
一个构件相对另一个构件可能 出现的独立运动。一个自由构件 在空间具有6个自由度。
2. 约束
通过运动副联接的两构件之间的 某些相对独立运动所受到的限制。
常见的虚约束：
1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合
如平行四边形机构，火车轮、椭圆仪等。 计算时要 去掉一个
2.两构件构成多个移动副，且导路平行。
3.两构件构成多个转动副，且同轴。
计算时要 去掉一个
4.运动时，两构件上的两点
距离始终不变。
计算时要
去掉一个
E
F
5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。
了基本机构，其F＝1。剩下的构件组必有F＝0。将构件组继续拆
分成更简单F＝0的构件组，直到不能再拆为止。
F=0 F=1
定义：最简单的F＝0的构件组，称为基本杆组。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。
2 1
8
4 3
５
6 5
7
结论：该机构包含一个基本机构和两个基本杆组，换句话说， 将两个基本杆组添加到基本机构上，构成了该八杆机构。
例如：平面机构的平面条件得不到满足（销轴不平行），将产 生 “别劲”而动不了。
改善方法： 1、运动副中增加间隙，用间隙调整。
但间隙大小的调整需要控制。过大：振动、噪声、精度降 低；过小继续“别劲”。 2、改变运动副形式：缝纫机踏板驱动机构的改变。
机构自由度计算中的另一个问题：复合铰链
复合铰链 －－两个以上的构件在同一处以转动副相联。
第四种形式称为IV级组。 结构特点：
有两个三副杆，且4个构件构成四边形结构。
内端副－－杆组内部相联。 外端副－－与组外构件相联。 机构命名方式： 按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ级机构等。
必须强调指出： 1.杆组的各个外端副不可以同时加在同一个构件上，
否则将成为刚体。如：
2.机构的级别与原动件的选择有关。
2.1 机构的构造
机构 构件（杆）+可动连接（运动副） 2.1.1、构 件
连杆：一个构件
构件： 独立运动的单元体
零件 制造单元体
连杆是由连杆盖、连杆 体、螺栓、大小瓦分别 制造装配而成。
注意：构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接
2.1.2、运动副
运动副：指两构件直接接触并能产生相对 运动的联接。
n=2 的杆组称为Ⅱ级组－－应用最广而又最简单的 基本杆组。共有 5 种类型
典型Ⅱ级组：
n=4 （PL＝6）的杆组有以下四种类型:
以上三种形式称为Ⅲ级组。结构特点：其中一个构件 有三点：
有两个三副杆，且4个构件构成四边形结构。
内端副－－杆组内部相联。 外端副－－与组外构件相联。 机构命名方式： 按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ级机构等。
复合铰链
虚约 束
局部自由度
F＝3n－2PL－PH ＝37 －2 9 － 1= 2
例2:计算图示机构的自由度,并对有 关特殊问题进行说明.
6 此处不是复合铰链 7
5
局部
F=3n - 2PL－PH = 3×6 - 2 × 8 - 1
自由 度
4
8
=1
2
3
1
虚约束
2.5机构的组成原理
目的：
从运动特征分析组成机构的规律，进而可以在机 构自由度不变的条件下机构的演化，并可以为机构的 运动分析和力分析提供理论依据。
功能：正确地表示机构各构件间的相 对运动关系，是机构分析与综合的几 何模型。
绘制的关键：正确地表达出机构 各构件之间运动副的形式和他们 的相对位置。
常用运动副和构件的表示方法
一 般 构 件 的 表 示 方 法
常用机构运动简图符号
常用机构运动简图符号(续）
画机构运动简图的方法
例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图
例2-3作为同学自学内容，习题2-1a、c 2-2a、b 2-3a 、c 2-4a、b
常用的运动副（书5页表2-1）
V级副 ： 转动副、 移动副、 螺旋副
Ⅳ级副： 圆柱副 、 环副
Ⅲ级副：球面副
Ⅱ级副：圆柱-平面副 Ⅰ级副：球面-平面副。
运动副特点： 低副： 制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。
平面副：两构件作平面运动。转动副、移动副 空间副：两构件间作非平面运动的运动副。
高副： 不能独立存在，制造困难，摩擦小。 低级别运动副通过组合或加中间元件形成高级副。
必须强调指出： 1.杆组的各个外端副不可以同时加在同一个构件
上，否则将成为刚体。如：
2.机构的级别与原动件的选择有关。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。
2
4
1
3
8
6 5
7
2 34 1
8
56 7
Ⅱ级机构 或
Ⅱ级机构
典型Ⅱ级组：
n=4 （PL＝6）的杆组有以下四种类型:
以上三种形式称为Ⅲ级组。结构特点：其中一个构件 有三个运动副。
球面副
3. 按运动副接触形式分
★ 低副: 两构件通过面接触而构成的运 动副统称为低副;
★ 高副: 凡两构件系通过点或线接触而 构成的运 动副统称为高副;
低副 高副
低副
2
4. 按运动副的运动空间分:
1
★平面运动副:指构成运动副的两
构件之间的相对运动为平面运动的
运动副;
★空间运动副:指构成运动副的两 构件之间的相对运动为空间运动。
◆ 空间机构: 机构中各构件间的相对运动为空间运动。
一个运动链，可以通过取不同构件为机架，或采用不同 的主动件和输入运动，不同的输出构件将得到不同的输 出运动，从而生成不同运动功能的机构。
2.2 机构运动简图
机构的运动：
为什么要画机 构运动简图？
与原动件运动规律、运动副类型、机构运动尺寸有关。
机构运动简图：用构件和运动 副的符号表示机构图形。
空间运动链
机构的组成：机架、主动件、从动件
主动件
◆机构:在运动链中将一构件加以固 定, 而其余构件都具有确定的运动， 则运动链便成为机构。
机架
◆机架：机构中固定不动构件。 ◆主动件: 机构中按给定的运动规律独
立运动的构件。
◆从动件:机构其余活动构件。 ◆ 平面机构: 机构中各构件间的相对运动为平面运动。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。
2
4
1
3
8
6 5
7
Ⅱ级组
Ⅲ级组
Ⅲ级机构
构件6为输入件 2 34
1 8
56 7
构件7为输入件
Ⅱ级机构 Ⅱ级机构
机构的级别愈高，可以实现的传动函数规律愈复杂，进行分析 与综合的难度亦愈大。
拆杆组的方法：从主动链开始，按运动传递的顺序和杆组运动静 定的条件进行．
3
C
4
2
B 1A
哪一个更复杂呢？
2 B
1
4
A
C 3
D
1.基本机构
由一个原动件和一个机架组成的双杆机构。 a)原动件作移动 (如直线电机、流体压力作动筒)。 b)原动件作转动 (如电动机)。
1 2
1
2.基本杆组
机构具有确定运动的条件是原动件数＝自由度。
2
现设想将机构中的原动件和机架断开，则原动件与机架构成
例题：试由全铰链四杆运动链加Ⅱ级组生成独立的六杆运动链
C
E
B
+
F =?
G
A
D
C
1.加在对面杆上，形成Stephenson 运动链
C
B A
E
F
G
D
B A
E F
G
D
2.加在相邻杆上,得到Watt运动链
C
BE A
G
F
D
BE A
C
G
F
D
对stephenson运动链和watt运动链的应用可以从以下几个方 面进行研究: 1.特征点的运动规律; 2.以不同构件为机架时不同活动点的运动规律; 3.应用领域(机器人机构、工程机械领域等）
例如：凸轮机构 尖端从动件→滚子从动件
局部自 由度
滑动摩擦
滚动摩擦
计算时将滚 子固化
× 错误计算： F=3×3-3×2-1=2
图
正确算法：F=2×3-2×2-1=1√
虚约束和局部度是在机构运动副及其配置满足一定条件产生 的。若不满足相应的条件，局部自由度将变成影响输出运动的全
局自由度；虚约束将变成真实的约束。
两个低副
计算：m个构件,有m－1转动副。
例题 计算图示圆盘锯机构的自由度。
在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。
解：活动构件数n=7 低副数PL=10
F=3n － 2PL － PH 0=1
=3×7 － 2×10 －
B
D5
4 1E 7
2 3
8A
圆盘锯机构
F
6
F 点
C的
轨
迹
为
一
直
线
例1:计算图示大筛机构的自由度,并对有关特殊问题进行指明.
老机构
新机构
F=3*6-5*2-4*1-3*1=1
老机构
图 6—34
与实际情况不符合 属于过约束机构
Ｆ＝６＊３－５＊４＝－２
２.４过约束机构
计算出现问题的原因：
所有Ⅴ级转动副提供了绕y 轴转 动的约束，而整个机构只需要一个 绕y方向转动的约束，即可保证整个 机构保持平面运动，因此有三个是 重复的——虚约束。
6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。
如等宽凸轮
W
注意：法线不重合时，变成实际约束！
n2
A n1
n1 A’ n2
n1
n2
A
A’
n1
n2
虚约束的作用： 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。
过约束的另一种情况：局部自由度 目的：减少运动副内的摩擦磨损。滑动摩擦→滚动摩擦
4、选择适当的比例尺, 定出各运动副之间的相对 位置，用规定的简单线条和各种运动副符号, 将机 构运动简图画出来。
2.3 机构的自由度
机构的自由度： 机构具有的独立相对运动数目．
一个构件有６个独立自由度；一个ｋ级副产生ｋ个约束；
5
机构自由度Ｆ＝６ｎ－ kP k k 1
例:缝纫机踏板驱动机构:
C D4
A 1 B
3 2
5
E
6
绘制机构运动简图小结：
1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机 2. 架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定
运动副的数目；
2. 循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相 3. 对运动的性质，确定运动副的类型和数目； 3. 恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件 4. 的运动平面相平行的平面作为投影面；
1
鄂式破碎机运动原理
2 5
4
3
例题二、图示为一冲床。绕固定中心A转动的菱形盘1为原动件， 与滑块2在B点铰接，滑块2推动拨叉3绕固定轴C转动，拨叉3与 圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲 压运动。试绘制其机构运动简图。
分析：
绘制简图：
过约束机构： 含有虚约束的机构。
解决方法 平面机构的自由度计算公式：F=3n-2P L-P H
例：缝纫机老式脚踏机构自由度：F=3*3—2*4—0=1 正确
对空间而言,平面机构都属于过约束机构。在计算时 必须区分机构的种类，空间机构用通用自由度计算 公式，平面机构用平面机构自由度计算公式。
虚约束——指机构在某些特定几何条件或结构条件下，有些运 动副带入的约束对机构运动实际上起不到独立的约束作用。
例： 圆柱副（Ⅳ级）+圆柱-平面副 Ⅴ级移动副
2.1.3 运动链与机构 ◆ 运动链:杆副连成的相对可动系统。
★ 闭链: 首尾相 接的运动链。
★ 开链: 运动 链的各构件未 构成首尾封闭 的系统。
★平面运动链:各构件间的相对运动为平面运动的运动链。 ★ 空间运动链:各构件间的相对运动为空间运动的运动链 。
推论：任何一个平面机构都可以认为是在基本机构的 基础上，依次添加若干个杆组所形成的。
机构的组成原理： 机构＝基本机构＋基本杆组
二、结构分类 设基本杆组中有n个构件，则由条件F＝0有：
F＝3n－2PL－Ph＝0 PL＝3n/2 (低副机构中Ph＝0 )
∵ PL 为整数， ∴ n只能取偶数。
n ＝ 2 4 n>4 已无实例了! PL ＝ 3 6
运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数 目。 运动副引入的约束数：最多为5个。
◆ 运动副分类
1. 按运动副相对运动形式分 Ⅴ级副
Ⅴ级副
转动副
移动副
2. 按运动副引入的约束数分：
Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级、 Ⅳ级副、Ⅴ级副 X级运动副：指引入X个约束的运动副。
自由度数f+约束数u=6
螺旋副 Ⅲ级副
第2章 机构的构型分析
本章教学内容
◆ 机构的构造 ◆ 机构运动简图的绘制 ◆ 机构的自由度 ◆ 过约束结构 ◆ 机构的组成原理及结构分析
本章教学目的
◆ 了解机构的组成，搞清运动副、运动链、自由度等概念； ◆ 能绘制常用机构的机构运动简图； ◆ 能计算平面机构的自由度； ◆ 对平面机构组成的基本原理有所了解。
两构件间面接触作 相对转动 ——转动副
两构件间面接触 作相对移动 ——移动副
两构件间线接触 ——高副
运动副元素不外乎为点、线、面。
构件自由度与运动副约束
1、构件的自由度
一个构件相对另一个构件可能 出现的独立运动。一个自由构件 在空间具有6个自由度。
2. 约束
通过运动副联接的两构件之间的 某些相对独立运动所受到的限制。
常见的虚约束：
1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合
如平行四边形机构，火车轮、椭圆仪等。 计算时要 去掉一个
2.两构件构成多个移动副，且导路平行。
3.两构件构成多个转动副，且同轴。
计算时要 去掉一个
4.运动时，两构件上的两点
距离始终不变。
计算时要
去掉一个
E
F
5.对运动不起作用的对称部分。如多个行星轮。
了基本机构，其F＝1。剩下的构件组必有F＝0。将构件组继续拆
分成更简单F＝0的构件组，直到不能再拆为止。
F=0 F=1
定义：最简单的F＝0的构件组，称为基本杆组。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。
2 1
8
4 3
５
6 5
7
结论：该机构包含一个基本机构和两个基本杆组，换句话说， 将两个基本杆组添加到基本机构上，构成了该八杆机构。
例如：平面机构的平面条件得不到满足（销轴不平行），将产 生 “别劲”而动不了。
改善方法： 1、运动副中增加间隙，用间隙调整。
但间隙大小的调整需要控制。过大：振动、噪声、精度降 低；过小继续“别劲”。 2、改变运动副形式：缝纫机踏板驱动机构的改变。
机构自由度计算中的另一个问题：复合铰链
复合铰链 －－两个以上的构件在同一处以转动副相联。
第四种形式称为IV级组。 结构特点：
有两个三副杆，且4个构件构成四边形结构。
内端副－－杆组内部相联。 外端副－－与组外构件相联。 机构命名方式： 按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ级机构等。
必须强调指出： 1.杆组的各个外端副不可以同时加在同一个构件上，
否则将成为刚体。如：
2.机构的级别与原动件的选择有关。
2.1 机构的构造
机构 构件（杆）+可动连接（运动副） 2.1.1、构 件
连杆：一个构件
构件： 独立运动的单元体
零件 制造单元体
连杆是由连杆盖、连杆 体、螺栓、大小瓦分别 制造装配而成。
注意：构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接
2.1.2、运动副
运动副：指两构件直接接触并能产生相对 运动的联接。
n=2 的杆组称为Ⅱ级组－－应用最广而又最简单的 基本杆组。共有 5 种类型
典型Ⅱ级组：
n=4 （PL＝6）的杆组有以下四种类型:
以上三种形式称为Ⅲ级组。结构特点：其中一个构件 有三点：
有两个三副杆，且4个构件构成四边形结构。
内端副－－杆组内部相联。 外端副－－与组外构件相联。 机构命名方式： 按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ级机构等。
复合铰链
虚约 束
局部自由度
F＝3n－2PL－PH ＝37 －2 9 － 1= 2
例2:计算图示机构的自由度,并对有 关特殊问题进行说明.
6 此处不是复合铰链 7
5
局部
F=3n - 2PL－PH = 3×6 - 2 × 8 - 1
自由 度
4
8
=1
2
3
1
虚约束
2.5机构的组成原理
目的：
从运动特征分析组成机构的规律，进而可以在机 构自由度不变的条件下机构的演化，并可以为机构的 运动分析和力分析提供理论依据。
功能：正确地表示机构各构件间的相 对运动关系，是机构分析与综合的几 何模型。
绘制的关键：正确地表达出机构 各构件之间运动副的形式和他们 的相对位置。
常用运动副和构件的表示方法
一 般 构 件 的 表 示 方 法
常用机构运动简图符号
常用机构运动简图符号(续）
画机构运动简图的方法
例题一：绘制图示颚式破碎机的机构运动简图
例2-3作为同学自学内容，习题2-1a、c 2-2a、b 2-3a 、c 2-4a、b
常用的运动副（书5页表2-1）
V级副 ： 转动副、 移动副、 螺旋副
Ⅳ级副： 圆柱副 、 环副
Ⅲ级副：球面副
Ⅱ级副：圆柱-平面副 Ⅰ级副：球面-平面副。
运动副特点： 低副： 制造容易，承载能力强，摩擦阻力大。
平面副：两构件作平面运动。转动副、移动副 空间副：两构件间作非平面运动的运动副。
高副： 不能独立存在，制造困难，摩擦小。 低级别运动副通过组合或加中间元件形成高级副。
必须强调指出： 1.杆组的各个外端副不可以同时加在同一个构件
上，否则将成为刚体。如：
2.机构的级别与原动件的选择有关。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。
2
4
1
3
8
6 5
7
2 34 1
8
56 7
Ⅱ级机构 或
Ⅱ级机构
典型Ⅱ级组：
n=4 （PL＝6）的杆组有以下四种类型:
以上三种形式称为Ⅲ级组。结构特点：其中一个构件 有三个运动副。
球面副
3. 按运动副接触形式分
★ 低副: 两构件通过面接触而构成的运 动副统称为低副;
★ 高副: 凡两构件系通过点或线接触而 构成的运 动副统称为高副;
低副 高副
低副
2
4. 按运动副的运动空间分:
1
★平面运动副:指构成运动副的两
构件之间的相对运动为平面运动的
运动副;
★空间运动副:指构成运动副的两 构件之间的相对运动为空间运动。
◆ 空间机构: 机构中各构件间的相对运动为空间运动。
一个运动链，可以通过取不同构件为机架，或采用不同 的主动件和输入运动，不同的输出构件将得到不同的输 出运动，从而生成不同运动功能的机构。
2.2 机构运动简图
机构的运动：
为什么要画机 构运动简图？
与原动件运动规律、运动副类型、机构运动尺寸有关。
机构运动简图：用构件和运动 副的符号表示机构图形。
空间运动链
机构的组成：机架、主动件、从动件
主动件
◆机构:在运动链中将一构件加以固 定, 而其余构件都具有确定的运动， 则运动链便成为机构。
机架
◆机架：机构中固定不动构件。 ◆主动件: 机构中按给定的运动规律独
立运动的构件。
◆从动件:机构其余活动构件。 ◆ 平面机构: 机构中各构件间的相对运动为平面运动。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组。
2
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Ⅱ级组
Ⅲ级组
Ⅲ级机构
构件6为输入件 2 34
1 8
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构件7为输入件
Ⅱ级机构 Ⅱ级机构
机构的级别愈高，可以实现的传动函数规律愈复杂，进行分析 与综合的难度亦愈大。
拆杆组的方法：从主动链开始，按运动传递的顺序和杆组运动静 定的条件进行．
3
C
4
2
B 1A
哪一个更复杂呢？
2 B
1
4
A
C 3
D
1.基本机构
由一个原动件和一个机架组成的双杆机构。 a)原动件作移动 (如直线电机、流体压力作动筒)。 b)原动件作转动 (如电动机)。
1 2
1
2.基本杆组
机构具有确定运动的条件是原动件数＝自由度。
2
现设想将机构中的原动件和机架断开，则原动件与机架构成
例题：试由全铰链四杆运动链加Ⅱ级组生成独立的六杆运动链
C
E
B
+
F =?
G
A
D
C
1.加在对面杆上，形成Stephenson 运动链
C
B A
E
F
G
D
B A
E F
G
D
2.加在相邻杆上,得到Watt运动链
C
BE A
G
F
D
BE A
C
G
F
D
对stephenson运动链和watt运动链的应用可以从以下几个方 面进行研究: 1.特征点的运动规律; 2.以不同构件为机架时不同活动点的运动规律; 3.应用领域(机器人机构、工程机械领域等）
例如：凸轮机构 尖端从动件→滚子从动件
局部自 由度
滑动摩擦
滚动摩擦
计算时将滚 子固化
× 错误计算： F=3×3-3×2-1=2
图
正确算法：F=2×3-2×2-1=1√
虚约束和局部度是在机构运动副及其配置满足一定条件产生 的。若不满足相应的条件，局部自由度将变成影响输出运动的全
局自由度；虚约束将变成真实的约束。
两个低副
计算：m个构件,有m－1转动副。
例题 计算图示圆盘锯机构的自由度。
在B、C、D、E四处应各有 2 个运动副。
解：活动构件数n=7 低副数PL=10
F=3n － 2PL － PH 0=1
=3×7 － 2×10 －
B
D5
4 1E 7
2 3
8A
圆盘锯机构
F
6
F 点
C的
轨
迹
为
一
直
线
例1:计算图示大筛机构的自由度,并对有关特殊问题进行指明.
老机构
新机构
F=3*6-5*2-4*1-3*1=1
老机构
图 6—34
与实际情况不符合 属于过约束机构
Ｆ＝６＊３－５＊４＝－２
２.４过约束机构
计算出现问题的原因：
所有Ⅴ级转动副提供了绕y 轴转 动的约束，而整个机构只需要一个 绕y方向转动的约束，即可保证整个 机构保持平面运动，因此有三个是 重复的——虚约束。
6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。
如等宽凸轮
W
注意：法线不重合时，变成实际约束！
n2
A n1
n1 A’ n2
n1
n2
A
A’
n1
n2
虚约束的作用： 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。
过约束的另一种情况：局部自由度 目的：减少运动副内的摩擦磨损。滑动摩擦→滚动摩擦
4、选择适当的比例尺, 定出各运动副之间的相对 位置，用规定的简单线条和各种运动副符号, 将机 构运动简图画出来。
2.3 机构的自由度
机构的自由度： 机构具有的独立相对运动数目．
一个构件有６个独立自由度；一个ｋ级副产生ｋ个约束；
5
机构自由度Ｆ＝６ｎ－ kP k k 1
例:缝纫机踏板驱动机构:
C D4
A 1 B
3 2
5
E
6
绘制机构运动简图小结：
1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机 2. 架、原动部分、传动部分和执行部分，以确定
运动副的数目；
2. 循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相 3. 对运动的性质，确定运动副的类型和数目； 3. 恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件 4. 的运动平面相平行的平面作为投影面；