平面机构运动简图PPT课件
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第一节平面机构运动简图及自由度计算ppt课件
b）常见类型：凸轮机构中的滚子从动件及类似滑动摩擦改为滚 动摩擦处。
c)处理方法：自由度计算时应将局部自由度除去，可设想把滚 子与从动件固成一体。
d)自由度计算实例
d)实例：计算下列图示机构自由度。
3C 2 B 1
A
实例
a)概念：机构中与其他运动副所起的限制作用重复，对机构运动 不起新的限制作用的约束，称为虚约束。
学习提要
1.了解相关基本概念：机器、机构、构件、零件、机械、 平面机构、运动副、低副、高副、约束、平面机构运动简 图、平面机构示意图、自由度。 2.掌握平面机构运动简图的绘制。 3.掌握平面机构自由度计算。 4.掌握平面机构自由度计算时几种特殊情况的处理。
(1)复合铰链 （2）局部自由度 （3）虚约束
x
F=3n-2PL-PH
A O
式中：F-机构的自由度 n-机构中活动构件数目
PL-机构中低副的数目 PH-机构中高副的数目
y
低副和高副的约束各是多少？
移动副动画
转动副动画
5）例题：计算内燃机的自由度
F 8
A2
1
3
6
B
E
4
7D
C
5
内燃机运动简图
➢2.平面机构具有确定相对运动的
平面机构只有机构自由度大于零，才可能运动。 ♥ 平面机构具有确定相对运动的条件是：
撇开实际机构中与运动无关的因素，用简单的线条和符号表 示构件和运动副，并按一定比例定出各运动副的位置，表示机构各构 件间相对运动关系的图。
➢2.机构示意图
只是定性地表示机构的组成及运动原理，而不用严格按比例绘 制的简图，通常称为机构示意图。
机构运动简图
F 8
A2
机械设计平面机构的运动简图及自由度ppt课件
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
处理方法：
应除去局部自由度，即把滚 子和从动件看作一个构件。
N = 2, Pl = 2, Ph = 1, F = 3×2 - 2×2 – 1 = 1
与实际相符
一、平面机构的自由度
• 构件未用运动副与其他构件联接前，有 3个自由度
低副使构件失去 2个自由度 高副使构件失去 1个自由度
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
平面机构自由度的计算公式
• 平面机构的自由度：指机构中各活动构件相对机 架的可能独立运动数目；
给定构件1运动参数 1 = 1 (t)，构
件2、3、4的运动是不确定的
再给定构件4运动参数 4 = 4 (t)，
构件2、3的运动是确定的
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
结论：
•构件系统具有确定运动的条件为：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
内燃机的机构运动简图：
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
§1-3 平面机构的自由度
• 机构的构件之间应具有确定的相对运动，不能产 生相对运动或无规则乱动的一堆构件是不能成为 机构的。要判断构件系统是否为机构，就必须研 究平面机构自由度的计算。
精品课件- 平面机构的运动简图及自由度
1、导杆机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将曲柄改为机架时，就演化成导杆机构。
(2)、类型
转动导杆机构 L1<L2
L1 ：机架长度
摆动导杆机构 L1>L2
L2 ：曲柄长度
(2)、应用
简易刨床
牛头刨床机构
2、摇块机构 (1)、演化过程 曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。
1 判定机构的运动设计方案是否合理
2 修改设计方案 （1） F=0:增加一构件带进一平面低副 （2） F<>原动件数目：增加一构件带进两平面低副
增加原动件数目
3 判定机构运动简图是否正确
第二章 平面连杆机构
连杆传动是利用常用的低副传动机构进行的传动，连杆传动能 方便的实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。其中以由四个构 件组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此 本章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
两构件只能在一个平面内作相对转动
限制两个自由度： （两个移动） 保留一个自由度 （转动）
2.移动副 两构件只能沿某一方向作相对移动的运动副称为移动副。
限制两个自由度： （一个移动，一个转动） 保留一个自由度 （移动 ）
(二） 高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
限制一个自由度： （一个移动） 保留两个自由度 （一个移动，一个转动）
时，机构无急回运动。
180o K 1
K 1
摇杆的摆角 ψ＝∠C1DC2 ；
工作行程 回程
（二）、压力角和传动角
压力角
从动件受力点（C点）的受力方向与 受力点的速度方向之间所夹的锐角。
传动角
压力角的余角。
压力角越小，传动角越大，机构 传力性能越好。设计时应使
机械设计基础课件02-2平面机构运动简图
2.2平面机构运动简图 运动副的表示方法：
平面机构的结构分析
2.2平面机构运动简图 构件的表示方法：
平面机构的结构分析
2.2平面机构运动简图 构件的表示方法：两个转动副
平面机构的结构分析
2.2平面机构运动简图 构件的表示方法：三个转动副
平面机构的结构分析2.Fra bibliotek平面机构运动简图 构件的表示方法：一转动一移动
平面机构的结构分析
2.2平面机构运动简图
平面机构的结构分析
平面机构运动简图的绘制（例：单缸内燃机的机构简图绘制）
2.2平面机构运动简图
平面机构的结构分析
平面机构运动简图的绘制（例：单缸内燃机的机构简图绘制）
观察结构
2.2平面机构运动简图 平面机构运动简图的绘制（例：牛头刨床主运动机构）
平面机构的结构分析
2.2平面机构运动简图 平面机构运动简图的绘制（例：牛头刨床主运动机构）
平面机构的结构分析
2.2平面机构运动简图
平面机构的结构分析
机构简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，仅表示机构运动传递 情况和结构特征。由于机构的实际运动不仅与机构中运动副的性质(低副或高副等)、运动副的 数目及相对位置（转动副中心、移动副的中心线、高副接触点的位置等）、构件的数目等有关。 因此，按一定的长度比例尺用规定的简化画法表示构件和运动副的图形称为机构运动简图。
平面机构及其自由度——运动简图ppt实用资料
5. 构件的表示
由于构件的相对运动主要取决于运动副，因此首先应当用符号画出各运动副元 素在构件上的相对位置，然后再用简单的线条把它们连接成构件。
4.机构运动简图常用符号
1
用简单线条和规定的符号表示构件和运动副，并按照一定的比例尺确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种表明机构的组成和各构件间真实运动关系的简单图形，称为机
构的运动简图。
பைடு நூலகம்
3. 高副的表示（画出接触处的曲线轮廓）
4.多个运动副的表示（在一个构件上）
1）两个运动副元素
两转
两移
一转一移
一高一低
4.多个运动副的表示（在一个构件上）
多个运动副的表示（在一个构件上）
通过机构运动简图不仅可以简明的描述一部机器或机械系统的组成情况，而且运动特性与其实际完全等价。
高副的表示（画出接触处的曲线轮廓）
用简单线条和规定的符号表示构件和运动副，并按照一定的比例尺确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种表明机构的组成和各构件间真实运动关系的简单图形，称为机
构的运动简图。
由高于副机 的构表在示运（动画时出2 ，接各触部处分的的曲运线动轮是廓由）其原动2件的运动规律、该机构中各运动副2的类型、数目及相对位置来决定的，2而与构件和运动副的实际结构无关2。
多个运动副的表示（在一个构件上）
多个运动副的表示（在一个构件上）
通多过个机 运构动运副动的简表图示不（仅在可一以个简构明件的上描）述一部机器或机械系1 统的组成情况，而且运动特性1与其实际完全等价1。
构的运动简图。 多个运动副的表示（在一个构件上） 高副的表示（画出接触处的曲线轮廓） 用简单线条和规定的符号表示构件和运动副，并按照一定的比例尺确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种表明机构的组成和各构件间真实运动关系的简单图形，称为机 构的运动简图。 多个运动副的表示（在一个构件上） 通过机构运动简图不仅可以简明的描述一部机器或机械系统的组成情况，而且运动特性与其实际完全等价。 高副的表示（画出接触处的曲线轮廓） 多个运动副的表示（在一个构件上） 多个运动副的表示（在一个构件上） 多个运动副的表示（在一个构件上） 高副的表示（画出接触处的曲线轮廓） 通过机构运动简图不仅可以简明的描述一部机器或机械系统的组成情况，而且运动特性与其实际完全等价。 多个运动副的表示（在一个构件上） 多个运动副的表示（在一个构件上） 通过机构运动简图不仅可以简明的描述一部机器或机械系统的组成情况，而且运动特性与其实际完全等价。 多个运动副的表示（在一个构件上）
机械设计平面机构运动简图与自由度课件
农业机械
用于播种、收割等环节的平面 机构设计。
平面机构设计的发展趋势与未来展望
01
智能化设计
利用计算机技术实现自动化、智能 化的机构设计。
人机交互设计
注重用户体验，实现人机友好、安 全可靠的机构设计。
03
02
轻量化设计
采用新型材料和优化设计方法，实 现机构轻量化。
绿色设计
考虑环保和可持续发展，实现节能 减排的机构设计。
平面机构的自由度数小于实际 可动数目时，机构将出现自锁 现象，无法实现预定运动；
平面机构的自由度数等于零时 ，机构处于平衡状态，无法实 现任何运动。
03
平面机构运动简图的实例分析
平面四杆机构的运动简图与自由度分析
平面四杆机构运动简图
通过简化四杆机构的形状和尺寸，绘 制出反映其运动特性的简单图形。
平面机构的自由度数
一个平面机构在给定位置和给定条件下，能够独 立运动的几何参数数目的总和。
3
平面机构的自由度数计算公式
$F = 3n - 2p_{r} - p_{h}$，其中$n$为活动构件 数，$p_{r}$为低副数，$p_{h}$为高副数。
平面机构的自由度的计算方法
确定活动构件数、低副数和高副数
自由度分析
计算平面凸轮机构的自由度，以评估其运动 能力。
从动件运动规律分析
研究凸轮机构中从动件的位移、速度和加速 度等运动参数的变化规律。
实例应用
介绍平面凸轮机构在各种机械装置中的应用 ，如内燃机、自动机床等。
平面齿轮机构的运动简图与自由度分析
平面齿轮机构运动简图
自由度分析
绘制齿轮机构的基本组成和运动关系，反 映其工作原理。
02
它通过抽象和简化真实机构的结 构和运动特性，以便于分析和研 究机构的运动学和动力学特性。
用于播种、收割等环节的平面 机构设计。
平面机构设计的发展趋势与未来展望
01
智能化设计
利用计算机技术实现自动化、智能 化的机构设计。
人机交互设计
注重用户体验，实现人机友好、安 全可靠的机构设计。
03
02
轻量化设计
采用新型材料和优化设计方法，实 现机构轻量化。
绿色设计
考虑环保和可持续发展，实现节能 减排的机构设计。
平面机构的自由度数小于实际 可动数目时，机构将出现自锁 现象，无法实现预定运动；
平面机构的自由度数等于零时 ，机构处于平衡状态，无法实 现任何运动。
03
平面机构运动简图的实例分析
平面四杆机构的运动简图与自由度分析
平面四杆机构运动简图
通过简化四杆机构的形状和尺寸，绘 制出反映其运动特性的简单图形。
平面机构的自由度数
一个平面机构在给定位置和给定条件下，能够独 立运动的几何参数数目的总和。
3
平面机构的自由度数计算公式
$F = 3n - 2p_{r} - p_{h}$，其中$n$为活动构件 数，$p_{r}$为低副数，$p_{h}$为高副数。
平面机构的自由度的计算方法
确定活动构件数、低副数和高副数
自由度分析
计算平面凸轮机构的自由度，以评估其运动 能力。
从动件运动规律分析
研究凸轮机构中从动件的位移、速度和加速 度等运动参数的变化规律。
实例应用
介绍平面凸轮机构在各种机械装置中的应用 ，如内燃机、自动机床等。
平面齿轮机构的运动简图与自由度分析
平面齿轮机构运动简图
自由度分析
绘制齿轮机构的基本组成和运动关系，反 映其工作原理。
02
它通过抽象和简化真实机构的结 构和运动特性，以便于分析和研 究机构的运动学和动力学特性。
平面机构的运动简图绘制34页PPT
例7
F ＝ 3n － 2Pl － Ph F’ 9 12 1 ＝＝31 －2 － -1
2-7虚约束对机构工作性能的影响
• 虚约束虽不影响机构运动，但能起到 改善机构受力状况，使动力平衡，增 加机构刚度和稳定性，克服机构的运 动不确定性等作用 。
•不论哪种虚约束，都对几何尺寸提出严 格的要求，否则虚约束将变成实际约束。
F＝3n－2Pl－Ph ＝3 －2 2 －3 1
2
＝-1 错
1
➢移动副导路平行 ➢转动副轴线重合 ➢平面高副接触点共法线
“移动副”
“转动副”
注意事项（续）
局部自由度F’ —除去
机构中某些构件所具 有的局部运动，并不影响 机构运动的自由度。
这时
F ＝ 3n － 2Pl － Ph 3 3 1
＝＝32 －2 －
——Ⅱ级机构 最高级别为Ⅲ级组的基本杆组所构成的机构
——Ⅲ级机构
3. 平面机构的结构分析 判断机构由哪些基本杆组组成 确定机构的级别
II级机构
1 8
5
4 6
3
7
2
8 5 6 7
4
2
3
III级机构
小结
1 机器和机构的概念 机器——机构——构件——零件
机构中的构件可分为固定件、原动件 、从动件
2 运动副的三要素
2-4 机构具有确定运动的条件 2-6 计算平面机构自由度时应注意
的事项 2-7 虚约束对机构工作性能的影响 2-8 平面机构的组成原理、结构分类
及结构分析
学习提示：
重点是： 1 计算机构自由度时的注意事项 2 机构具有确定运动的条件
难点是： 虚约束的识别与处理
2-6 计算平面机构自由度时应 注意的事项
第三章-机构运动简图及平面机构自由度.ppt
虚约束
• (2) 重复表示的运动副。
ko
虚约束
ko
虚约束
• (3) 对传递运动不起独立作用的对称部分。
B2
1 A
1
C C3' D
4 E
4
5 n=4, PL=5,F=2
ko
三、机构具有确定运动的条件
1.F>0; 2.原动件数等于机构自由度数。
ko
例子：试计算机构的自由度
ko
计算自由度时应注意的事项
• （1）复合铰链： • 定义：两个以上的构件同时在一处以铰链相联接，此种铰链
称为复合铰链。如下图：
为什么要研究平面机构 运动简图，它有什么意义？
ko
§3-2 平面机构运动简图
一、平面机构运动简图 用规定的符号和线条按一定的比例表
示构件和运动副间的相对位置，并能完 全反映机构运动特征的简图。
1
2
ko
二、构件和运动副的常用代表符号
1
1
2 2
1
2
11 2
2 1
2
移动副
1 1
2
2
1
1
2
2
ko
1 2
ko
第三章 平面机构的运动简图 和自由度
1.如何判定是机构？
机构的定义是？
ko
主要内容
机构的分类和组成 平面机构的运动简图 平面机构的自由度
ko
本章重要概念
• 机构 • 构件 • 运动副 • 低副 • 高副 • 自由度 • 约束 • 运动链
ko
3.1 机构的组成
组成要素
运动副 机构中的运动单元体，由 构 件 一个或若干个零件组成。
B2 A1
单个自由构件有3个自由度
• (2) 重复表示的运动副。
ko
虚约束
ko
虚约束
• (3) 对传递运动不起独立作用的对称部分。
B2
1 A
1
C C3' D
4 E
4
5 n=4, PL=5,F=2
ko
三、机构具有确定运动的条件
1.F>0; 2.原动件数等于机构自由度数。
ko
例子：试计算机构的自由度
ko
计算自由度时应注意的事项
• （1）复合铰链： • 定义：两个以上的构件同时在一处以铰链相联接，此种铰链
称为复合铰链。如下图：
为什么要研究平面机构 运动简图，它有什么意义？
ko
§3-2 平面机构运动简图
一、平面机构运动简图 用规定的符号和线条按一定的比例表
示构件和运动副间的相对位置，并能完 全反映机构运动特征的简图。
1
2
ko
二、构件和运动副的常用代表符号
1
1
2 2
1
2
11 2
2 1
2
移动副
1 1
2
2
1
1
2
2
ko
1 2
ko
第三章 平面机构的运动简图 和自由度
1.如何判定是机构？
机构的定义是？
ko
主要内容
机构的分类和组成 平面机构的运动简图 平面机构的自由度
ko
本章重要概念
• 机构 • 构件 • 运动副 • 低副 • 高副 • 自由度 • 约束 • 运动链
ko
3.1 机构的组成
组成要素
运动副 机构中的运动单元体，由 构 件 一个或若干个零件组成。
B2 A1
单个自由构件有3个自由度
运动简图设计(共39张PPT)
运动副元素：两构件上直接参与接触构成运动副的部分。
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
3.1.2 自在度和运动副约束
自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度
2024年2月4日
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.2 平面机构的运动简图
《机械设计基础 》
2.转动副 构件组成转动副时，如以下图表示。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
图垂直于回转轴线时用图a表示；
图面不垂直于回转轴线时用图b表示。
表示转动副的圆圈，其圆心必需与回转轴线重合。
平面机构的构造分析
§3.1 机构的组成
§3.2 平面机构的运动简图
§3.3 平面机构的自在度
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.1.1 运动副
运动副： 构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相 对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运 动副。
说明
3.3 平面机构的自在度
《机械设计基础 》
三个构件在同一轴线处，两个转动副。
推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.3 平面机构的自在度
C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
3.1.2 自在度和运动副约束
自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度
2024年2月4日
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.2 平面机构的运动简图
《机械设计基础 》
2.转动副 构件组成转动副时，如以下图表示。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
图垂直于回转轴线时用图a表示；
图面不垂直于回转轴线时用图b表示。
表示转动副的圆圈，其圆心必需与回转轴线重合。
平面机构的构造分析
§3.1 机构的组成
§3.2 平面机构的运动简图
§3.3 平面机构的自在度
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.1.1 运动副
运动副： 构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相 对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运 动副。
说明
3.3 平面机构的自在度
《机械设计基础 》
三个构件在同一轴线处，两个转动副。
推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.3 平面机构的自在度
C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph
01平面机构运动简图
动画演示
2020/3/20
2
2、组成：机架：固定不动的构件 原动件：输入运动规律的构件 从动件：其它的活动构件
3、平面机构：各构件在同一平面或相互平行的平面内运动
空间机构：各构件不完全在同一平面或相互平行的平面内运动
蜗杆传动
2020/3/20
曲柄滑块机构
3
二、自由度
一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。构件所具 有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。所以一个作平面运动 的自由构件有3个自由度, 作空间运动的自由构件有 6个 自由度。
如果：活动构件数：n 低副数： pl 高副数： ph
连接前总自由度： 3n
连接后引入的总约束数： 2pl+ph
➢ 机构自由度F： F=3n - ( 2pl + ph ) =3n - 2pl - ph
2020/3/20
18
机构自由度计算举例：
2020/3/20
牛头刨床
19
机构自由度计算举例：
解：n=6,PL=8,PH=1 F=3n- 2PL-PH=3×6-2×8-1=1
2）确定所有运动副的类型和数目，测量各运动副之间位置；
3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性），确定视图方向；
作图尺寸 mm
4）确定比例； l 实际尺寸(mm) 5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
2020/3/20
13
例： 试绘制内燃机的机构运动简图
2020/3/20
14
2020/3/20
20
机构自由度计算举例：
2 1
2 3
1
3 4
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
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3. 具有运用标准，规范，手册，查阅相关技术资料能力。 4.获得本学科实验技能的初步训练。 5.通过本课程的学习为后续专业课程打好基础。Biblioteka 09.10.20201
第一章 平面机构的运动简图及自由度
1.平面机构的组成 2.平面机构自由度及其计算 3.平面机构运动简图及绘制画法 4.平面机构具有确定相对运动的条件
基本要求：➢ 用简单线条表示构件
➢ 规定符号代表运动副 ➢ 按比例定出运动副的相对位置 ➢ 与原机械具有完全相同的运动特性
机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按 严格比例所画的图形
09.10.2020
9
2、常用构件和运动副的表示方法： （1）构件（杆）：
杆、轴类构件
机架
同一构件
09.10.2020
2
§1-1 平面机构的组成
平面机构：各构件在同一平面或相互平行的平面内运动 空间机构：各构件不完全在同一平面或相互平行的平面内运动
蜗杆传动
曲柄滑块机构
09.10.2020
3
一、机构的组成与分类
1、概念： 机构：是具有确定相对运动的构件的组合
构件：机构中的（最小）运动单元; 由一个或若干个零件刚性联接而成
➢ 机构自由度F： F=3n - ( 2pl + ph ) =3n - 2pl - ph
09.10.2020
22
机构自由度计算举例：
2 1
2 3
1
3 4
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
B
5
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
09.10.2020
09.10.2020
当这些构件之间 以一定的方式联接起 来成为机构时，各个 构件不再是自由构件。 两相互接触的构件间 只能作一定的相对运 动，自由度减少。这 种对构件独立运动所 施加的限制称为约束。
5
三、运动副及其分类
概念：两构件直接接触又存在一定相对运动的可动联接。 类型：低副和高副 （一） 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。
1.转动副 （或铰链）
两构件只能在一个平面内作相对转动
限制两个自由度：（两个移动） 保留一个自由度（转动）
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2.移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。
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限制两个自由度：（一个移动，一个转动） 保留一个自由度（移动 ）
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（二）高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
课程的内容
常用机构和通用零部件的工作原理，运动特点、结构特点、 基本的设计理论和计算方法。
课程的性质
性质：专业技术基础课 作用：承上启下 特点：科学性，综合性，实践性
课程的任务
1.了解常用机构的结构，运动特性，初步具有分析和设计常用机 构的能力。
2.掌握通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护等知识。 并初步具有设计简单机械传动装置的能力。
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§1-3 平面机构的自由度
一、平面机构的自由度计算
机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运 动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关）
如果：活动构件数：n 低副数： pl 高副数： ph
联接前，总自由度：3n
联接后，引入的总约束数：2pl+ph
两副构件
三副构件
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（2）运动副的符号
转动副： 移动副：
2
2
2
1
1
1
1 1
2
2
1
1
2
2
2
2 1
1 2
1 2
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11
齿轮副：
凸轮副：
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2
2
1
1
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常用构件和运动副的表示方法
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3、绘制机构运动简图的步骤
1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；
偏心轮和圆弧形滑块是转 动副的特殊形式。它们的 绘制是易错点。绘制时关 键是要找出相对转动中心。
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2)绘制移动副时，导路的方向和位置是关键。必须注 意：代表移动副的滑块，其导路的方向必须与相对移 动的方向一致；转动副到移动副导路间的距离要精确。
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小结：
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限制一个自由度：（一个移动） 保留两个自由度（一个移动，一个转动）
8
§1-2 平面机构运动简图
和运动有关的： 运动副的类型、数目、相对位置、构件数目
和运动无关的： 构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、 运动副的具体构造
1、机构运动简图：简明表示机构中各构件之间相对运动关系 的图形。
:1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、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的运动平面 相平行的平面作为投影面。 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。
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例： 试绘制内燃机的机构运动简图
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例题1：内燃机
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例题2：破碎机
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A B
E
DC
F
G
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偏心轮机构
绘制运动副时注意事项
1) 绘 制 转 动 副 时 ， 转 动 副的位置是关键：代表 转动副小圆的圆心必须 与回转中心重合；两个 转动副中心连线的长度 一定要精确。
分清原动件、机架和从动件
2）确定所有运动副的类型和数目，测量各运动副之间位置；
3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性），确定视图方向；
4）确定比例；
l
实际尺寸 m
作图尺寸(mm)
(或者mm/mm)
5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
原动件用箭头标出运动方向
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动画演示
2、组成：机架：固定不动的构件
原动件：输入运动规律的构件
09.10.2020从动件：其它的活动构件
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二、自由度
一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。构件所具 有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。所以一个作平面运动 的自由构件有 自3个由度, 作空间运动的自由构件有 6个 自由度。
第一章 平面机构的运动简图及自由度
1.平面机构的组成 2.平面机构自由度及其计算 3.平面机构运动简图及绘制画法 4.平面机构具有确定相对运动的条件
基本要求：➢ 用简单线条表示构件
➢ 规定符号代表运动副 ➢ 按比例定出运动副的相对位置 ➢ 与原机械具有完全相同的运动特性
机构示意图：只需表明机构运动传递情况和构造特征，不必按 严格比例所画的图形
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2、常用构件和运动副的表示方法： （1）构件（杆）：
杆、轴类构件
机架
同一构件
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§1-1 平面机构的组成
平面机构：各构件在同一平面或相互平行的平面内运动 空间机构：各构件不完全在同一平面或相互平行的平面内运动
蜗杆传动
曲柄滑块机构
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一、机构的组成与分类
1、概念： 机构：是具有确定相对运动的构件的组合
构件：机构中的（最小）运动单元; 由一个或若干个零件刚性联接而成
➢ 机构自由度F： F=3n - ( 2pl + ph ) =3n - 2pl - ph
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机构自由度计算举例：
2 1
2 3
1
3 4
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
B
5
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
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当这些构件之间 以一定的方式联接起 来成为机构时，各个 构件不再是自由构件。 两相互接触的构件间 只能作一定的相对运 动，自由度减少。这 种对构件独立运动所 施加的限制称为约束。
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三、运动副及其分类
概念：两构件直接接触又存在一定相对运动的可动联接。 类型：低副和高副 （一） 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。
1.转动副 （或铰链）
两构件只能在一个平面内作相对转动
限制两个自由度：（两个移动） 保留一个自由度（转动）
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2.移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。
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限制两个自由度：（一个移动，一个转动） 保留一个自由度（移动 ）
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（二）高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
课程的内容
常用机构和通用零部件的工作原理，运动特点、结构特点、 基本的设计理论和计算方法。
课程的性质
性质：专业技术基础课 作用：承上启下 特点：科学性，综合性，实践性
课程的任务
1.了解常用机构的结构，运动特性，初步具有分析和设计常用机 构的能力。
2.掌握通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护等知识。 并初步具有设计简单机械传动装置的能力。
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§1-3 平面机构的自由度
一、平面机构的自由度计算
机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运 动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关）
如果：活动构件数：n 低副数： pl 高副数： ph
联接前，总自由度：3n
联接后，引入的总约束数：2pl+ph
两副构件
三副构件
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（2）运动副的符号
转动副： 移动副：
2
2
2
1
1
1
1 1
2
2
1
1
2
2
2
2 1
1 2
1 2
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11
齿轮副：
凸轮副：
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2
2
1
1
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常用构件和运动副的表示方法
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13
3、绘制机构运动简图的步骤
1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；
偏心轮和圆弧形滑块是转 动副的特殊形式。它们的 绘制是易错点。绘制时关 键是要找出相对转动中心。
09.10.2020
18
2)绘制移动副时，导路的方向和位置是关键。必须注 意：代表移动副的滑块，其导路的方向必须与相对移 动的方向一致；转动副到移动副导路间的距离要精确。
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小结：
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限制一个自由度：（一个移动） 保留两个自由度（一个移动，一个转动）
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§1-2 平面机构运动简图
和运动有关的： 运动副的类型、数目、相对位置、构件数目
和运动无关的： 构件外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、 运动副的具体构造
1、机构运动简图：简明表示机构中各构件之间相对运动关系 的图形。
:1. 分析机构的组成及运动情况，确定机构中的机架、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的运动平面 相平行的平面作为投影面。 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。
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例： 试绘制内燃机的机构运动简图
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例题1：内燃机
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16
例题2：破碎机
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A B
E
DC
F
G
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偏心轮机构
绘制运动副时注意事项
1) 绘 制 转 动 副 时 ， 转 动 副的位置是关键：代表 转动副小圆的圆心必须 与回转中心重合；两个 转动副中心连线的长度 一定要精确。
分清原动件、机架和从动件
2）确定所有运动副的类型和数目，测量各运动副之间位置；
3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性），确定视图方向；
4）确定比例；
l
实际尺寸 m
作图尺寸(mm)
(或者mm/mm)
5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
原动件用箭头标出运动方向
09.10.2020
动画演示
2、组成：机架：固定不动的构件
原动件：输入运动规律的构件
09.10.2020从动件：其它的活动构件
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二、自由度
一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。构件所具 有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。所以一个作平面运动 的自由构件有 自3个由度, 作空间运动的自由构件有 6个 自由度。