单元三任务一 单缸内燃机机构运动简图的绘制
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机构的组成及运动简图的绘制
F=1 F=0
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 3 4 5 7 8 6
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。 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。
§1.4 机构具有确定运动的条件
1
2
θ 1 S’3 S3 3 1 θ
2
3
1
4 θ
4
给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。
若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2、 θ3、 θ4 均 不能唯一确定。若同时给定θ1和θ4 ，则 θ3 、θ2 能唯一确定，该机构需要两个 独立参数 。
自由度数 1（θ） + 1（x） + 2（x,θ） +
约束数 2（x，y） =3 2（y，θ）=3 1（y） =3
结论：构件自由度＝3－约束数
§1.3
活动构件数 数 n
平面机构的自由度计算
构件总自由度 3× n 低副约束数 2 × PL (低副数) 高副约束
1 × Ph (高副数)
计算公式： F=3n－(2PL +Ph ) 要求：记住上述公式，并能熟练应用。
1
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 )。
2
1
2
2.基本杆组 机构具有确定运动的条件是原动件数＝自由度。 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。
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 3 4 5 7 8 6
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。 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。
§1.4 机构具有确定运动的条件
1
2
θ 1 S’3 S3 3 1 θ
2
3
1
4 θ
4
给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。
若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2、 θ3、 θ4 均 不能唯一确定。若同时给定θ1和θ4 ，则 θ3 、θ2 能唯一确定，该机构需要两个 独立参数 。
自由度数 1（θ） + 1（x） + 2（x,θ） +
约束数 2（x，y） =3 2（y，θ）=3 1（y） =3
结论：构件自由度＝3－约束数
§1.3
活动构件数 数 n
平面机构的自由度计算
构件总自由度 3× n 低副约束数 2 × PL (低副数) 高副约束
1 × Ph (高副数)
计算公式： F=3n－(2PL +Ph ) 要求：记住上述公式，并能熟练应用。
1
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 )。
2
1
2
2.基本杆组 机构具有确定运动的条件是原动件数＝自由度。 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。
绘制内燃机机构运动简图ppt课件
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
.
1.平面机构的组成
机架
固定构件
机构
原动件
按给定运
从动件
动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
.
2.机构运动简图的符号（表3-1）
4、机器 三个共同特点： （1）都是人为的实体组合 （2）各实体间具有特定的相对运动 （3）能实现能量的转换或完成有用的机械功 5、机械 机构和机器的总称
.
8.零件、构件、机构、机器之间的关 系
零件----- 一个独立加工的单元体。
构件-----相对运动的单元体。
机构-----若干构件组成。 机器-----若干机构组成。
注：关于 工程常用 机构运动 简图符号 国家已有 规定。
.
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
.
3.机构运动简图的绘制
步骤：
1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定其 组成的各构件。 2、确定运动副的类型和数目。 3、测量运动尺寸。
4、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大 多数构件的运动平面）。 5、选取比例尺（l），定出各运动副的相对位置，开始绘 制。
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。 .
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
.
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
.
1.平面机构的组成
机架
固定构件
机构
原动件
按给定运
从动件
动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
.
2.机构运动简图的符号（表3-1）
4、机器 三个共同特点： （1）都是人为的实体组合 （2）各实体间具有特定的相对运动 （3）能实现能量的转换或完成有用的机械功 5、机械 机构和机器的总称
.
8.零件、构件、机构、机器之间的关 系
零件----- 一个独立加工的单元体。
构件-----相对运动的单元体。
机构-----若干构件组成。 机器-----若干机构组成。
注：关于 工程常用 机构运动 简图符号 国家已有 规定。
.
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
.
3.机构运动简图的绘制
步骤：
1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定其 组成的各构件。 2、确定运动副的类型和数目。 3、测量运动尺寸。
4、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大 多数构件的运动平面）。 5、选取比例尺（l），定出各运动副的相对位置，开始绘 制。
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。 .
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
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机构运动简图绘制与分析.
实验一机构运动简图绘制与分析一、实验目的1．熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能；2．加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定运动；3．加深对平面机构结构分析的了解。
二、实验内容及要求1．以指定的3～4种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图的绘制；2．分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度，并验证它们是否具有确定的运动；3．进行机构的结构分析。
三、实验设备和工具1．各种机器实物和模型；2．学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等；四、实验原理机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。
而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定的。
因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简单的线条来代替构件。
构件的表示法见图1。
用规定的符号代表运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。
常用运动符号示例见表1－1。
五、实验步骤1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。
3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。
4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。
用数字1、2、3……分别标准各构件，用字母A、B、C……分别标准各运动副。
5、计算机构的自由度数，并将计算结果与实际机构的自由度相对照，观察二者是否相符。
6、测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸；对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。
绘制单缸内燃机的运动简图
识读机构运动简图 （1）分析机械传动系统的组成，设备的动力源是如何传递到执行机构
的传动路线与方式，各机构工作原理及结构特点，记录相关参数。 （2）测绘处于动力源及执行部件间的传动机构运动简图。 （3）根据机构运动简图了解机械设备的运行情况。
任务实施
单缸四冲程内燃机
任务实施
1.设计要求与数据 单缸四冲程内燃机主体机 构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运 动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
任务实施
1.设计要求与数据 鄂式破碎机主体机构。 2.设计内容 绘制鄂式破碎机的运动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
培养技能
因此，可以选择不考虑与运动特性无关的因素（如构件的复杂外形等）， 而用规定的线条和符号，绘制机构运动简图方法表明单缸四冲程内燃机将燃 气燃烧时的热能转化为机械能的工作原理。
任务目标
（1）掌握运动副、高副、低副的概念。 （2）掌握低副和高副，以及转动副和移动副的实例及表示方法。 （3）掌握用简单线条或符号表达机构的运动关系，绘制机械运动简图 的方法。
夯实理论
一、机构的组成
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。构件有点、线、面接触。
点接触
线接触
面接触
夯实理论
平面运动副的分类 按两构件接触性质，分为低副、高副。 (1)低副 两构件以面接触而形成的运动副。 1)转动副 只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
二、平面机构的运动简图 （一）机构运动简图的概念
用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定 运动副的相对位置及与运动有关的尺寸的简图。
的传动路线与方式，各机构工作原理及结构特点，记录相关参数。 （2）测绘处于动力源及执行部件间的传动机构运动简图。 （3）根据机构运动简图了解机械设备的运行情况。
任务实施
单缸四冲程内燃机
任务实施
1.设计要求与数据 单缸四冲程内燃机主体机 构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运 动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
任务实施
1.设计要求与数据 鄂式破碎机主体机构。 2.设计内容 绘制鄂式破碎机的运动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
培养技能
因此，可以选择不考虑与运动特性无关的因素（如构件的复杂外形等）， 而用规定的线条和符号，绘制机构运动简图方法表明单缸四冲程内燃机将燃 气燃烧时的热能转化为机械能的工作原理。
任务目标
（1）掌握运动副、高副、低副的概念。 （2）掌握低副和高副，以及转动副和移动副的实例及表示方法。 （3）掌握用简单线条或符号表达机构的运动关系，绘制机械运动简图 的方法。
夯实理论
一、机构的组成
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。构件有点、线、面接触。
点接触
线接触
面接触
夯实理论
平面运动副的分类 按两构件接触性质，分为低副、高副。 (1)低副 两构件以面接触而形成的运动副。 1)转动副 只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
二、平面机构的运动简图 （一）机构运动简图的概念
用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定 运动副的相对位置及与运动有关的尺寸的简图。
绘制内燃机机构运动简图ppt
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动。
-
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动
-
◆高副：运动副元素为以点或线接触
齿轮副
凸轮副 点接触
-
线接触
低副中两构件之间是面接触，承受相同载荷时， 压强较低，不易磨损。
高副中两构件之间是点接触和线接触，其接触部 分的压强较高，故容易磨损。
-
机构
√ 平面机构
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
-
1.平面机构的组成
机架
固定构件
机构
原动件
从动件
按给定运 动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
-
任务一 绘制内燃机机构运 动简图
主讲人：李南南
-
一、基本概念
1、零件 是机器组成中不 可再拆的最小单元，是机 器的制造单元。分为通用 零件和专用零件
2、构件 组成机械系统的 最小运动单元（可以是单 独加工的单元体，如车床 的主轴；也可是多个零件 的组合体，如连杆）。
-
连杆体
螺栓 连杆盖 螺母
3、机构 多个实体的组合，能够实现预期的相对 运动
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。 -
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
-
-
机械
二、运动副
两个零件或构件间既相接触又有相对运动的 一种联接形式，如车轮与钢轨、一对轮齿以 及轴与轴承之间的联接。
-
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动
-
◆高副：运动副元素为以点或线接触
齿轮副
凸轮副 点接触
-
线接触
低副中两构件之间是面接触，承受相同载荷时， 压强较低，不易磨损。
高副中两构件之间是点接触和线接触，其接触部 分的压强较高，故容易磨损。
-
机构
√ 平面机构
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
-
1.平面机构的组成
机架
固定构件
机构
原动件
从动件
按给定运 动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
-
任务一 绘制内燃机机构运 动简图
主讲人：李南南
-
一、基本概念
1、零件 是机器组成中不 可再拆的最小单元，是机 器的制造单元。分为通用 零件和专用零件
2、构件 组成机械系统的 最小运动单元（可以是单 独加工的单元体，如车床 的主轴；也可是多个零件 的组合体，如连杆）。
-
连杆体
螺栓 连杆盖 螺母
3、机构 多个实体的组合，能够实现预期的相对 运动
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。 -
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
-
-
机械
二、运动副
两个零件或构件间既相接触又有相对运动的 一种联接形式，如车轮与钢轨、一对轮齿以 及轴与轴承之间的联接。
单元三任务三 汽车发动机配气机构分析
1、按照凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮
盘形凸轮是凸轮的最基本的形式。绕 固定轴线转动并具有一定变化向径的盘 形构件，机构的从动件在垂直于凸轮轴 的平面内运动。这种凸轮机构结构简单 ，易于加工，应用最为广泛，但从动件 的行程不能太长。
图 3-3 盘形凸轮
学习单元三 汽车常用机构
一、汽车发动机配气机构分析
2、按照从动件的形状分类
（1）尖顶从动件
（2）滚子从动件
学习单元三 汽车常用机构
一、汽车发动机配气机构分析
（3）平底从动件
凸轮机构结构紧凑、润滑性能和动
力性能好、效率高，故适用于高速的场 合，但是凸轮轮廓线不能呈凹形，因此 运动规律受到限制。
（3）平底从动件
学习单元三 汽车常用机构
一、汽车发动机配气机构分析
（2）平板移动凸轮 凸轮相对于机架做直线运动的平板状零件，当盘形凸轮的回转中 心趋于无穷大时，即为平板移动凸轮。 （2）圆柱凸轮 凸轮的轮廓曲线位于圆柱面上，可视为将移动凸轮卷成圆柱体而 得。圆柱凸轮绕固定轴线转动，从动轮的运动平面与凸轮轴平行。
（2）平板移动凸轮
（3）圆柱凸轮
学习单元三 汽车常用机构
一、汽车发动机配气机构分析
（1）尖顶从动件 凸轮机构的尖顶能与各种形状的凸轮轮廓保持接触，可实现任意 的运动规律，结构最为简单，但尖顶易磨损，所以适用于低速、轻 载的场合。 （2）滚子从动件 凸轮机构的滚子与凸轮为滚动摩擦，磨损小，承载能力大，但是 运动规律有一定的限制，且滚子和转轴之间有间隙，所以不适合于 高速的应用场合。
学习单元三 汽车常用机构
一、汽车发动机配气机构分析
四、凸轮轴
在汽车发动机配气机构中，凸轮尺寸小而且紧接轴径时，凸轮 与轴做成一体，称为凸轮轴，如图3-34所示。凸轮轴的作用是按照 发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律驱动和控制气 门的开起和关闭。
单缸内燃机机构运动简图的绘制ppt课件
5
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
同时具备以上三个特征的称为机器。机构仅有机器的前两个特 征，即机构是人为的实体组合，并且各个实体间具有确定的相对运 动。图3-1所示内燃机由曲柄连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成 ，见图3-3。
（a）
（b）
（c）
•
图3-1-3 组成内燃机的机构
•
（a）曲柄连杆机构 （b）齿轮机构 （c）凸轮机构 6
（3）以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面 ，用规定的符号和线条按照比例绘制在此平面上，得到的图形即为 机构运动简图。
17
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
18
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11
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
2、高副 两构件通过点接触或者线接触而组成的运动副称为高副。图3-5a
中凸轮1与从动件2，图3-5b中齿轮1与齿轮2都在其接触处分别组成 高副。
（a）齿轮副
（b）凸轮副
图3-5 高副
12
•学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
高副中两构件之间是点、线接触，接触部分压强高，故容易磨损。
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
从制造角度来分析，机器是由若干零件组成的，零件是机器组成 中不可再拆的最小单元，是机器的制造单元。按照使用特点，零件 可以分为两种：一种是在各种机器中都可能用到的零件，称为通用 零件，如螺钉、螺栓、齿轮、带轮、卡环等；另一种是在特定的机 器中才能用到的零件，称为专用零件，如内燃机的曲轴、活塞等。
8
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
运动副中构件间的接触形式可分为点、线和面三种。 按照构件间的接触特性，一般运动副可分为低副和高副两构件之间通过面接触形成的运动副称为低副。根据它们之间的相 对运动是转动还是移动，又可以分为转动副和移动副。
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
同时具备以上三个特征的称为机器。机构仅有机器的前两个特 征，即机构是人为的实体组合，并且各个实体间具有确定的相对运 动。图3-1所示内燃机由曲柄连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成 ，见图3-3。
（a）
（b）
（c）
•
图3-1-3 组成内燃机的机构
•
（a）曲柄连杆机构 （b）齿轮机构 （c）凸轮机构 6
（3）以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面 ，用规定的符号和线条按照比例绘制在此平面上，得到的图形即为 机构运动简图。
17
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
18
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11
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
2、高副 两构件通过点接触或者线接触而组成的运动副称为高副。图3-5a
中凸轮1与从动件2，图3-5b中齿轮1与齿轮2都在其接触处分别组成 高副。
（a）齿轮副
（b）凸轮副
图3-5 高副
12
•学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
高副中两构件之间是点、线接触，接触部分压强高，故容易磨损。
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
从制造角度来分析，机器是由若干零件组成的，零件是机器组成 中不可再拆的最小单元，是机器的制造单元。按照使用特点，零件 可以分为两种：一种是在各种机器中都可能用到的零件，称为通用 零件，如螺钉、螺栓、齿轮、带轮、卡环等；另一种是在特定的机 器中才能用到的零件，称为专用零件，如内燃机的曲轴、活塞等。
8
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
运动副中构件间的接触形式可分为点、线和面三种。 按照构件间的接触特性，一般运动副可分为低副和高副两构件之间通过面接触形成的运动副称为低副。根据它们之间的相 对运动是转动还是移动，又可以分为转动副和移动副。
绘制内燃机机构运动简图
所有构件均在同一平面或在 几个相互平行的平面内运动
空间机构
螺旋副 球面副
空间运动副 11
运动副及其分类
转
副球
动
销
副
副移 动
副平 面 高
球 面 副
副圆 柱
副螺 旋
12
三、平面机构运动简图
运用国际规定的简单符号和线条代表运动副和构 定义： 件，并按一定比例尺确定运动副的位置。这种表示机 构运动特征的简单图形称为机构运动简图。
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
13
1.平面机构的组成
机架
机构 原动件
从动件
固定构件
按给定运动 规律独立运动 的构件。
其余活动构件，其活动 取决于原动件的运动规律 及机构的组成情况。
14
2.机构运动简图的符号（表3-1）
注：关于 工程常用 机构运动 简图符号 国家已有 规定。
15
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
16
3.机构运动简图的绘制
步骤：
1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定其 组成的各构件。
2、确定运动副的类型和数目。 3、测量运动尺寸。
机械
4
二、运动副
两个零件或构件间既相接触又有相对运动的 一种联接形式，如车轮与钢轨、一对轮齿以 及轴与轴承之间的联接。
运动副 构件之间的可动联接
5
运动副的分类
运动副中构件间的接触形式分为点、线、面三种形式
按运动副元素接触情况的不同
低 副 高 副
单元三任务一单缸内燃机机构运动简图的绘制
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
同时具备以上三个特征的称为机器。机构仅有机器的前两个特征，即机构是人为的实体组合，并且各个实体间具有确定的相对运动。 图3-1所示内燃机由曲柄连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成，见图3-3。
（a）
（b）
（c）
图3-1-3 组成内燃机的机构 （a）曲柄连杆机构 （b）齿轮机构 （c）凸轮机构
（3）以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面，用规定的符号和线条按照比例绘制在此 平面上，得到的图形即为机构运动简图。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构 运动简图的绘制
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
运动副中构件间的接触形 式可分为点、线和面三种。
按照构件间的接触特性， 一般运动副可分为低副和 高副两类。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
1、低副
两构件之间通过面接触形成的运动副称为低副。根据 它们之间的相对运动是转动还是移动，又可以分为转 动副和移动副。
二、运动副
机构是由若干构件组成的。当由构件组成机构时，需要以一定的方式把各个构件彼此联接起来 ，而且每个构件至少必须与另一构件相联接，并且这种联接不能是刚性联接（如铆接、焊接）。 我们把两构件直接接触而又彼此有一定的相对运动的联接称为运动副。
运动副中构件间的接触形式可分为点、线和面三种。 按照构件间的接触特性，一般运动副可分为低副和高副两类。
（b）凸轮副
高副中两构件之间是点、线接触，接触部分压强高， 故容易磨损。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
根据组成运动副的两构件之间的相对运动是平面运动还是空间运动，运动副可分为平面运动副和空间运动副。 三、机构运动简图
机械设计基础项目一任务二、内燃机机构运动简图的绘制及其结构分析
齿轮6′ 槽凸轮6 杆件3
滑块7 杆件4 压杆8
滚子5
杆件2
移动副
1′—— 6′ 平面高副 5 —— 6
偏心轮1 齿轮1′ 机座9
3.选择适当的视图平面及原动件的静态位置
选择原则
1)清楚表达机构的主体部分；
滑块7 齿轮6′ 槽凸轮6 杆件3 滚子5 杆件2
2)尽可能反映机构的全面运动；
3)可以选择其他视图平面
▲以及怎样的结构才能保证具有确定的相对运动？
这对于设计新的机构显得尤其重要。
2.绘制机构运动简图
目的是为运动分析和动力分析作准备。
3.按结构特点对机构进行分类 不同的机构都有各自的特点，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。
4.研究机构的组成原理 目的是搞清楚按何种规律组成的机构能满足 运动确定性的要求。
高副产生的约束数： 1 Ph
计算公式:
例三: 计算平面运动链自由度
2 3
4 1
5
n = 4 PH = 1
P L= 5
F = 3 × 4 – 2× 5 – 1 = 1
知识点5 机构机构具有确定运动的条件
机构自由度F≤0
1
2
机构自由度F > 0
运动链成为机构的条件
3
1
机构自由度F≤0
机构的自由度数目和机构原动件的数目与 机构的运动有着密切的关系： 若机构自由度F≤0，则机构不能运动（桁架）。
B 1 2
D
4
5 6
F C
E
3 8
7
A
可以证明：F点的轨迹为一直线。
圆盘锯机构
2
局部自由度
例五:
机构运动简图的绘制机械原理
机构运动简图的绘制
绘制方法及步骤: 绘制方法及步骤: (1)搞清机械的构造及运动情况,沿着运动传递路线, 搞清机械的构造及运动情况,沿着运动传递路线, 查明组成机构的构件数目,运动副的类别及其位置; 查明组成机构的构件数目,运动副的类别及其位置; (2)选定视图平面; 选定视图平面; (3)选适当比例尺,作出各运动副的相对位置,再画 选适当比例尺,作出各运动副的相对位置, 出各运动副和机构的符号, 出各运动副和机构的符号,最后用简单线条连接即得机 构运动简图. 构运动简图.
图2-4
图2-5
�
举例 1 小型压力机
举例 2
内燃机
10 C
11
8 ,9 3 7 D B 18 4 A 1
例2-1绘制图2-4所示牛头刨床机构的运动简图.
(1)从主动件开始,按运动传动顺序,分析各构件之间 相对运动性质,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)合理选择长度比例尺 (m/mm),绘制机构运动简图, 如图2-5所示.
绘制方法及步骤: 绘制方法及步骤: (1)搞清机械的构造及运动情况,沿着运动传递路线, 搞清机械的构造及运动情况,沿着运动传递路线, 查明组成机构的构件数目,运动副的类别及其位置; 查明组成机构的构件数目,运动副的类别及其位置; (2)选定视图平面; 选定视图平面; (3)选适当比例尺,作出各运动副的相对位置,再画 选适当比例尺,作出各运动副的相对位置, 出各运动副和机构的符号, 出各运动副和机构的符号,最后用简单线条连接即得机 构运动简图. 构运动简图.
图2-4
图2-5
�
举例 1 小型压力机
举例 2
内燃机
10 C
11
8 ,9 3 7 D B 18 4 A 1
例2-1绘制图2-4所示牛头刨床机构的运动简图.
(1)从主动件开始,按运动传动顺序,分析各构件之间 相对运动性质,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)合理选择长度比例尺 (m/mm),绘制机构运动简图, 如图2-5所示.
单缸内燃机运动分析介绍课件
性能参数可以反映单缸内燃机的 工作状态和效率
运动分析可以优化性能参数，提 高单缸内燃机的性能
性能参数和运动分析共同决定了 单缸内燃机的工作效果和效率
性能参数在实际应用中的意义
功率：决定了单
1 缸内燃机的输出 能力，影响设备 的工作效率
燃油效率：决定 了单缸内燃机的
3 燃油经济性，影 响设备的运行成 本
连杆的作用：连接活 塞和曲轴，传递动力
连杆的运动：上下往 复运动，带动活塞运 动
连杆的运动规律：与 曲轴的旋转角度和活 塞行程有关
连杆的运动分析：通过 力学原理和运动学原理 进行分析，了解连杆的 运动特性和受力情况
01
02
03
04
曲轴运动分析
曲轴旋转：曲轴在气缸内 旋转，带动活塞上下运动
连杆运动：连杆连接曲轴 和活塞，传递动力
演讲人
目录
01. 单缸内燃机的基本结构 02. 单缸内燃机的运动分析 03. 单缸内燃机的性能参数 04. 单缸内燃机的发展趋势
气缸、活塞、连杆、曲轴等部件
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
气缸：单缸内 燃机的核心部 件，负责燃烧 燃料产生动力
活塞：在气缸 内上下运动， 将燃料燃烧产 生的压力转化 为机械能
活塞运动：活塞在气缸内 上下运动，压缩气体
气门运动：气门控制气体 的进出，实现进气和排气
曲轴转速：曲轴的转速决 定了发动机的功率和扭矩
曲轴平衡：曲轴需要平衡， 以减少振动和噪音
功率、扭矩、转速等参数
功率：单缸内燃机的输出功 率，单位为千瓦（kW）或
马力（hp）
扭矩：单缸内燃机的输出扭 矩，单位为牛顿米（Nm）
扭矩：决定了单 缸内燃机的输出
运动分析可以优化性能参数，提 高单缸内燃机的性能
性能参数和运动分析共同决定了 单缸内燃机的工作效果和效率
性能参数在实际应用中的意义
功率：决定了单
1 缸内燃机的输出 能力，影响设备 的工作效率
燃油效率：决定 了单缸内燃机的
3 燃油经济性，影 响设备的运行成 本
连杆的作用：连接活 塞和曲轴，传递动力
连杆的运动：上下往 复运动，带动活塞运 动
连杆的运动规律：与 曲轴的旋转角度和活 塞行程有关
连杆的运动分析：通过 力学原理和运动学原理 进行分析，了解连杆的 运动特性和受力情况
01
02
03
04
曲轴运动分析
曲轴旋转：曲轴在气缸内 旋转，带动活塞上下运动
连杆运动：连杆连接曲轴 和活塞，传递动力
演讲人
目录
01. 单缸内燃机的基本结构 02. 单缸内燃机的运动分析 03. 单缸内燃机的性能参数 04. 单缸内燃机的发展趋势
气缸、活塞、连杆、曲轴等部件
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
气缸：单缸内 燃机的核心部 件，负责燃烧 燃料产生动力
活塞：在气缸 内上下运动， 将燃料燃烧产 生的压力转化 为机械能
活塞运动：活塞在气缸内 上下运动，压缩气体
气门运动：气门控制气体 的进出，实现进气和排气
曲轴转速：曲轴的转速决 定了发动机的功率和扭矩
曲轴平衡：曲轴需要平衡， 以减少振动和噪音
功率、扭矩、转速等参数
功率：单缸内燃机的输出功 率，单位为千瓦（kW）或
马力（hp）
扭矩：单缸内燃机的输出扭 矩，单位为牛顿米（Nm）
扭矩：决定了单 缸内燃机的输出
绘制内燃机机构运动简图
机械
二、运动副
两个零件或构件间既相接触又有相对运动的 一种联接形式，如车轮与钢轨、一对轮齿以 及轴与轴承之间的联接。
运动副 构件之间的可动联接
运动副的分类
运动副中构件间的接触形式分为点、线、面三种形式
按运动副元素接触情况的不同
低 副 高 副
运动副元素为面接触 运动副元素为线或点接触
1、低副：分为移动副和转动副
4、机器 三个共同特点： （1）都是人为的实体组合 （2）各实体间具有特定的相对运动 （3）能实现能量的转换或完成有用的机械功 5、机械 机构和机器的总称
8.零件、构件、机构、机器之间的关 系
零件----- 一个独立加工的单元体。
构件-----相对运动的单元体。
机构-----若干构件组成。 机器-----若干机构组成。
任务一 绘制内燃机机构运 动简图
主讲人：李南南
一、基本概念
1、零件 是机器组成中不 可再拆的最小单元，是机 器的制造单元。分为通用 零件和专用零件
2、构件 组成机械系统的 最小运动单元（可以是单 独加工的单元体，如车床 的主轴；也可是多个零件 的组合体，如连杆）。
连杆体
螺栓 连杆盖 螺母
3、机构 多个实体的组合，能够实现预期的相对 运动
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动。
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动
◆高副：运动副元素为以点或线接触
机构运动简图的绘制
1机构运动简图的绘制【一】能力目标能根据实物绘制机构运动简图 【二】知识目标1.了解机构组成原理2.理解自由度、运动副、约束的概念及三者的关系 【三】教学的重点与难点重点：平面机构的运动简图的绘制。
难点：绘制简图时构件及运动副的表示。
【四】教学方法与手段多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式。
【五】教学任务及内容一、机构的组成 （一）运动副a)，轴承中的滚动体与内外圈的滚道、图b)啮合中的一对齿廓、图c)滑块与导槽，均保持直接接触，并产生一定的相对运动。
因而它们都构成了运动副。
构件上参与接触的点、线、面，称为运动副的元素。
根据运动副对构件运动形式的约束及两构件接触方式的不同，运动副可如下分类： 1、 高副两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
如图所示，凸轮与从动杆及两齿轮分别在其接触处组成高副。
2、低副 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
平面低副可分为转动副和移动副。
（1）转动副 若运动副只允许两构件作相对转动，则称该运动副为转动副，也称铰链。
如图所示各构件的联接就是转动副。
如果转动副的两构件之一是固定不动的，则称该转动副为固定铰链。
若转动副中两构件都是运动的，则称该转动副为活动铰链。
（2）移动副 若运动副只允许两构件沿接触面某一方向相对滑移，则称该运动副为移动副。
如图所示。
（二）自由度和运动副的约束yO 121、构件的自由度在平面运动中，每一个独立的构件，其运动均可分为三个独立的运动，即沿x轴和y 轴的移动及在xoy平面内的转动。
构件的这三种独立的运动称为其自由度，分别用x、y及α为三个独立参数表示。
由上述可知：构件的自由度等于构件的独立运动参数。
平面内自由的构件，有3个自由度，而空间内自由的构件，有6个自由度。
2、运动副的约束当两构件通过运动副联接，任一构件的运动将受到限制，从而使其自由度减少，这种限制就称为约束。
每引入一个约束，构件就减少一个自由度。
（1）转动副2——约束，1——自由度（2）移动副2——约束，1——自由度（3）平面高副1——约束，2——自由度（三）运动链和机构两个以上的构件以运动副联接而构成的系统称为运动链。
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学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
从制造角度来分析，机器是由若干零件组成的，零件是机器组成 中不可再拆的最小单元，是机器的制造单元。按照使用特点，零件 可以分为两种：一种是在各种机器中都可能用到的零件，称为通用 零件，如螺钉、螺栓、齿轮、带轮、卡环等；另一种是在特定的机 器中才能用到的零件，称为专用零件，如内燃机的曲轴、活塞等。
磨损。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
2、高副 两构件通过点接触或者线接触而组成的运动副称为高副。图3-5a
中凸轮1与从动件2，图3-5b中齿轮1与齿轮2都在其接触处分别组成 高副。
（a）齿轮副 图3-5 高副
（b）凸轮副
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一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
运动副中构件间的接触形式可分为点、线和面三种。 按照构件间的接触特性，一般运动副可分为低副和高副两类。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
1、低副 两构件之间通过面接触形成的运动副称为低副。根据它们之间的相 对运动是转动还是移动，又可以分为转动副和移动副。
学习目标：
1.学习运动副的定义与分类； 2.学习运动副的表示方法； 3.学会绘制机构运动简图。
图3-1-2 内燃机结构简图
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
图3-1-2 内燃机结构与机构运动简图
学习单元三 汽车常用机构
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一、单缸汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
3、机构运动简图绘制的方法 （1）观察机构的实际结构，分析机构的运动情况，找出机构的固 定件（机架）、主动件和从动件。 （2）从主动件开始，按照运动传递路线，分清构件间相对运动的 性质，确定运动副的类型。
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一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
1、机构的组成 组成机构的构件，根据运动副性质可分为三类。 （1）机架：机构中固定不动的构件，它用来支撑机构中的其他活 动构件。 （2）主动件（原动件）：机构中作用了驱动力或力矩的构件，或 运动规律已知的构件。 （3）从动件：机构中随主动件而运动的其他全部活动构件。 2、机构运动简图的符号
二、运动副
机构是由若干构件组成的。当由构件组成机构时，需要以一定 的方式把各个构件彼此联接起来，而且每个构件至少必须与另一构 件相联接，并且这种联接不能是刚性联接（如铆接、焊接）。我们 把两构件直接接触而又彼此有一定的相对运动的联接称为运动副。
运动副中构件间的接触形式可分为点、线和面三种。 按照构件间的接触特性，一般运动副可分为低副和高副两类。
a）转动副
（b）移动副 图3-4 低副
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
（1）、转动副 若组成运动副的两构件之间只能绕着同一轴线做相对运动，则该
运动副称为转动副，又称铰链。
（2）、移动副 若组成运动副的两构件之间只能沿着某一轴线方向做相对移动，
则该运动副称为移动副。 低副中两构件之间是面接触，承受相同载荷时，压强较低，不易
高副中两构件之间是点、线接触，接触部分压强高，故容易磨损。
（a）齿轮副
（b）凸轮副
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一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
根据组成运动副的两构件之间的相对运动是平面运动还是空间运 动，运动副可分为平面运动副和空间运动副。
三、机构运动简图
由于机构的运动仅与机构中运动副的性质（低副或者高副等）、 运动副的数目及相对位置（转动副中心、移动副中心、高副接触点 的位置等）、构件的数目有关，而与构件的外形、截面尺寸、组成 构件的零件数目、运动副的具体构造等因素无关，因此，可以按照 一定的长度比例尺确定运动副的位置，并用特定的构件和运动副符 号及线条绘制出图形，这种表示机构运动特征的简单图形称为机构 运动简图。机构运动简图简明地表达了实际机构的运动情况，此外 ，还可以通过该图进行运动和动力分析。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
同时具备以上三个特征的称为机器。机构仅有机器的前两个特 征，即机构是人为的实体组合，并且各个实体间具有确定的相对运 动。图3-1所示内燃机由曲柄连杆机构、凸轮机构和齿轮机构组成 ，见图3-3。
（a）
（b）
（c）
图3-1-3 组成内燃机的机构
（a）曲柄连杆机构 （b）齿轮机构 （c）凸轮机构
（3）以与机构运动平面相平行的平面作为绘制运动简图的平面 ，用规定的符号和线条按照比例绘制在此平面上，得到的图形即为 机构运动简图。
从运动角度分析，机器是由若干构件组成的。“构件”是指机器 的运动单元。构件可以是一个零件，如内燃机的曲轴，见图3-1-1 ；也可能是若干个零件的刚性组合体，如内燃机的连杆，是由连杆 、螺母、连杆盖和螺栓等零件组成的一个构件整体，如图3-1-2所 示。
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
一、机构常识
人类为了提高生产率，创造和发展了各种各样的机器。我们经常 见到的汽车、飞机、轮船、推土机，还有日常生活中接触到的洗衣 机、电风扇、电冰箱等，都是机器。可见，机器的种类繁多，其结 构原理，功能作用也各不相同，但是从机器的组成来看，他们有着 共同之处： （1）都是人为的实体组合； （2）各实体间具有确定的相对运动； （3）能实现变换或者传递能量、物料和信息。
学习单元三 汽车常用机构
本单元的学习任务可以分为： 学习任务一 绘制单缸内燃机机构运动简图 学习任务二 分析汽车前轮转向机构 学习任务三 分析内燃机配气机构 学习任务四 分析驻车制动锁止机构
学习单元三 汽车常用机构
一、单缸内燃机机构运动简图的绘制
任务描述：
下图的内燃机结构简图虽然较为清晰地显示了单缸内燃机内部 的结构零件，但是在反映机构的运动情况时，显得较为复杂，不利 于分析机构的运动规律。因此，为了便于分析理解，可以把下图中 的结构图画成内燃机的机构运动简图。