机械原理第2章机构的结构分析(机构的组成原理和机构类型综合11

（1）机架：机构中特殊的构件， 一般情况下机架相对地面固定不 动，即机构中的固定构件。
2 从动件
3 4
1原动件
机架
平面铰链四杆机构
机械原理第2章机构的结构分析(机构 的组成原理和机构类型综合11
4.机构 （mechanism）
（2）原动件：按给定运动规律独
立运动的构件；
原动件
（3）从动件：机构中其余活动构
③确定各运动副之间的相对位置，选取适当比例尺，根据机 构的运动尺寸定出各运动副之间的相对位置（转动副的中心， 移动副的导路方向及高副的接触点等），画出相应的运动副 符号，用构件符号将各运动副连接起来，标出构件号数字、 运动副的字母代号、原动件的运动方向箭头。 ④检验机构是否满足运动要求。
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z
y
x
I级副
II级副
III级副
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(3)运动副的分类
1)按引入的约束数分有:I级副、II级副、III级副、IV级 副、V级副。
提供4个约束条件的，称为Ⅳ级副，提供5个约束条 件的，称为Ⅴ级副。
z
x
IV级副
y
V级副-1
V级副-2
V级副-3
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构件可以是一个零件；也可以是由几个零件组成。图示内燃 机中的连杆就是由单独加工的连杆体、连杆盖、轴瓦、螺杆、螺 母、轴套等零件组成的。这些零件分别加工制造，但是当它们装 配成连杆后则作为一个整体运动，相互之 间不产生相对运动。
套筒
内燃机 连杆 螺栓
垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
连杆盖 机械原理第2章机构的结构分析(机构 的组成原理和机构类型综合11
3.运动链 （kinematic chain）
运动链：通过运动副的连接而构成的可相对运动的构件 系统。分为闭式运动链和开式运动链两种。
闭式运动链
开式运动链
作者：潘存云教授
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3.运动链 （kinematic chain）
（1）运动链分类
运动副：两个构件之间接触，而又能产生一定相对运动 的可动连接，称为运动副。
运动链：两个以上的构件通过运动副的连接而构成的可 相对运动的构件系统。
机构：将运动链中某一构件固定作为参考系，并有一个
或几个构件给定运动规律（主动件或原动件），而使其
余构件（从动件）具有确定的运动，则此种运动链称为
机构 。
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2.运动副 （kinematic pair, joint）
(1)运动副
机构中各个构件之间需要有确定的相对运动。因此，构件 的连接既要使两个构件接触，又能产生一定的相对运动，这种 互相接触的可动连接称为运动副。
运动副: 是两构件互相接触而构成的可动联接。条件是： a)两个构件，b) 互相接触，c) 相对运动。
（a）
（b）
（c）
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5.机构运动简图应满足的条件
(1)构件数目与实际相同；
(2)运动副的数目、类型与实际相符；
(3)运动副之间的相对位置及构件尺寸与实际机构成比例。
绘制机构运动简图的思路：先定原动部分，再定工作部 分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，找 出中间构件，确定构件数目及运动副的类型，并用符号 表示出来。
转动副
移动副
齿轮副
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(3)运动副的分类
1)按引入的约束数分有:I级副、II级副、III级副、IV级 副、V级副。 构件每加上一个约束，便失去一个自由度，自由度与
约束数之和为6。提供一个约束条件的，称为I级副，提供 两个约束条件的，称为II级副。其余依此类推。
(3)运动副的分类
低副：面接触的运动副； 2)按运动副接触形式分有
高副：点或线接触的运动副。 低副的例子：如转动副、移动副等； 高副的例子：如齿轮副、凸轮副等。
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低副的例子
转动副（曲面接触）
移动副（平面接触）
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2.3 机构运动简图
在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘 出其机构运动简图。
1.机构运动简图
根据机构的运动尺寸，按比例定出各运动副的位置， 采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法， 将机构运动传递情况表示出来的简化图形。
2.作用
（1）表示机构的结构和运动情况； （2）作为运动分析和动力分析的依据。
平面高副
平面低副
齿轮副 凸轮副
转动副
y 1
x 2
移动副
y 1
x 2
引入约束：1个 自 由 度：2个
平面I级副
引入约束:2个
引入约束:2个
自由度:1个
自由度:1个
平面II级副
平面II级副
机械原理第2章机构的结构分析(机构
的组成原理和机构类型综合11
运动副小结
两个构件之间接触，而又能产生一定相对运 动的可动连接，称为运动副。
2 1
2 1
2
2
2
1
1
1
2
2
2
1
1 1
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3.运动链小结
通过运动副的连接而构成的可相对运动的构件系统。 分为闭式运动链和开式运动链两种。
闭式运动链
开式运动链
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4.机构小结
将运动链中的某一构件固定作为参考系，并有一个 或几个构件给定运动规律（原动件），从而使其余构件 （从动件）具有确定的运动，此种运动链称为机构。
机械原理第2章机构的结 构分析(机构的组成原理
和机构类型综合11
2020/11/18
机械原理第2章机构的结构分析(机构 的组成原理和机构类型综合11
2.1 机构结构分析的内容及目的
1. 机构的组成 认识机构 2.机构运动简图的绘制 会画图 3.机构具有确定运动的条件 必须知道 4.机构自由度的计算 机构的分析设计 5.机构的组成原理及结构的分类 机构的开发设计
固 定 构 构件
件同 一 构 件
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4.表示构件的符号
双 副 构
件 三 副
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常用机构运动 简图符号
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机构的真实运动仅与机构中的运动副的机构情况 （转动副、移动副及高副等）和机构的运动尺寸（由各 运动副的相对位置确定的尺寸）有关，而与机构的外形 尺寸等因素无关。
运动链
按运动分
按结构分
平面运动链 空间运动链
闭式运动链（简称闭链） 开式运动链（简称开链）
平面闭式运动链 空间闭式运动链 平面开式运动链 空间开式运动链
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（2）闭式链
首尾两构件相互联 接形成一个封闭的可动 系统，称为闭式链。
四杆闭式链
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4)按相对运动范围分有 平面运动副: 产生平面运动( plannar kinematic pair ) 例如：转动副、移动副。 空间运动副: 产生空间运动( spatial kinematic pair ) 例如：球面副、螺旋副。
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5）常用的平面运动副及其自由度和约束
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2.2 机构的组成
1.构件 （link）
从运动角度来看，任
何机器（或机构）都是由
许多运动单元组合而成的，
这些运动单元称为构件。
活塞
连杆
曲轴
构件：独立的运动理第2章机构的结构分析(机构 的组成原理和机构类型综合11
转动副的符号
两构 件为 活动 转 构件 动 副 有一 个构 件固 定
1 2
1 1
2
1 2
1 2
2
1
2
2
1
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移动副的符号
两构 件为 活动 移 构件 动 副 有一 个构 件固 定
2 1
2 1
2
2
2
1
1
1
2
2
2
1
1 1
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(2)表示构件的符号
双 副 构
件 三 副
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2.运动副小结
(1)运动副 构件之间的可动连接。两个构件之间接触，而又能
产生一定相对运动的可动连接，称为运动副。 (2)运动副元素
运动副的几何形状。组成运动副的两构件上参与接 触的点、线、面称为运动副元素。
组成运动副的两构件上参与接触的点、线、 面称为运动副元素。
运动副有多种分类。
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(4) 运动副的表示方法
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(4) 运动副的表示方法
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件，其运动取决于原动件的运动规
律、机构的结构和构件的尺寸。
从动件
机架
机构分为平面机构和空间机构两类，
其中平面机构应用最为广泛。
空间铰链四杆机构
机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
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机构小结：
构件：从运动角度来看，机构是由若干运动单元组合而 成的，这些运动单元称为构件。
机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
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5.绘制机构运动简图的步骤
中间部分
工作部分 辊压机
原动部分
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破碎机
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1.构件小结
(1)构件：独立的运动单元。
(2)表示构件的符号
固 定 构
构件
件
同 一
构
件
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顺口溜：先两端，后中间，从头至尾走一遍，
数数构件是多少，再看它们怎相连。
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(4)绘制机构运动简图的步骤：
①分析机构中相邻构件之间的运动副，搞清楚运动副的类型 与数目、构件的数目以及运动传递路线；
②选视图平面（通常选与运动平面平行的平面），测量各运 动副之间的尺寸，绘制示意图；
高副的例子
作者：潘存云教授
齿轮副（高副线接触）
凸轮副(高副点接触)
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(3)运动副的分类
转动副
3)按运动副相对运动形式分有 移动副
螺旋副
球面副
球面副
螺旋副
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(3)运动副的分类
（2）开式链
首尾两构件不相互 联接，形成一个非封闭 可动系统称为开式链。
四杆开式链
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4.机构 （mechanism）
机构：将运动链中某一构件固定，而其余构件相对于 它有确定的运动，此种运动链称为机构 。
简言之具有固定构件的运动链称 为机构。
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3.机构示意图
不按精确比例绘制的机构简图。 机构运动简图符号已经有国家标准，该标准对运 动副、构件及各种机构的表示符号作了规定，下表为 构件与部分机构的表示方法。
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4.表示构件的符号
(3)运动副有多种分类。
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(4)运动副的符号
两构 件为 活动 转 构件 动 副 有一 个构 件固 定
1 2
1 1
2
1 2
1 2
2
1
2
2
1
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(4)运动副的符号
两构 件为 活动 移 构件 动 副 有一 个构 件固 定
转动副
移动副
齿轮副
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z y
x
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(2)运动副元素
运动副元素是两构件参与接触而构成的运动副表面。 （点、线、面）例如轴与轴承、活塞与缸套、齿轮齿廓。
约束: 运动副的作用是限制构件间的相对运动，这种 限制作用称为约束。