机械原理机构的结构分析PPT幻灯片
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机械原理机构的结构分析ห้องสมุดไป่ตู้PT幻灯片
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
机械原理(全套15PPT课件)
按形状分为盘形、圆柱形、平板型等；按从动件类型分为尖底、滚子、平底等
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面连杆机构及其设计 • 凸轮机构及其设计 • 齿轮机构及其设计
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面连杆机构及其设计 • 凸轮机构及其设计 • 齿轮机构及其设计
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
《机械原理》课件第二章平面机构的结构分
用规定的符号和线条代表构件和运动 副，按比例绘制出机构运动简图。
选择合适的投影面
一般选择机构的多数构件在同一平面 或相互平行的平面内运动的投影面作 为绘制运动简图的投影面。
自由度概念及计算公式
自由度概念
机构具有确定运动的独立参数数目称为机构的自由度。
自由度计算公式
F = 3n - 2PL - PH，其中F为机构自由度，n为活动构件数，PL为 低副数，PH为高副数。
《机械原理》课件第二章平面机构 的结构分析
目 录
• 平面机构基本概念与分类 • 平面机构运动简图及自由度计算 • 平面连杆机构结构分析与设计 • 凸轮机构结构分析与设计 • 齿轮传动系统结构分析与设计 • 其他常见平面机构介绍
01 平面机构基本概念与分类
平面机构定义及特点
定义
平面机构是指所有构件都在相互平行的平面内运动的机构，也称为平面连杆机 构。
采用多个连杆机构和关节组合而成，可实现 复杂的空间运动和操作任务。具有结构紧凑 、灵活性强等特点。
04 凸轮机构结构分析与设计
凸轮机构类型及特点
移动凸轮
凸轮相对机架作直线移动，适用于需要直 线往复运动的场合，如机床的进给机构等。
盘形凸轮
凸轮为绕固定轴线转动且有变化直 径的盘形构件，具有结构简单、紧 凑的特点，广泛应用于各种自动化
尺度和相对位置。具有直观、简便等优点，但精度较低。
02
解析法
通过建立机构的数学模型，利用数学方法求解机构的未知尺度和运动参
数。具有精度高、适用范围广等优点，但计算较复杂。
03
优化设计法
以机构的某项或多项性能指标为优化目标，通过计算机辅助设计软件进
行尺度综合和优化设计。可得到性能更优的机构方案，但需要较高的计
机械原理图PPT(44张)
将死的野狗没有人爱
31
飞机的星形发动机
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32
缝纫机
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33
舰炮弹药装填系统
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34
汽车等速万向节
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35
V 型发动机 ——汽缸排列在成一定 角度的两个平面上，V6发动机
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36
直列式发动机——它的汽缸肩并肩地排 成一排，L4发动机，一般的车都用
42
拉链工作原理
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43
无管虹吸原理
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44
•
1．从人人自畏、噤若寒蝉的“文革十 年”到 新时期 艺术家 心情畅 达、创 作自由 ，其差 别有如 天壤， 主要是 因为当 代艺术 批评的 失语与 批评家 的缺席 。
•
2．在中国历史上，不乏艺术家特立独 行的故 事，也 不乏统 治者铲 除异端 的故事 ，这些 与艺术 家创作 中重大 主题表 现不够 、历史 进程描 述不力 的缺陷 有很大 关系。
将死的野狗没有人爱
16
让人发狂的异型齿轮机构，你能想 象其中的三维啮合和运行状态吗
将死的野狗没有人爱
17
除了8
数一数，这是多少缸、多少气门的 发动机
将死的野狗没有人爱
19
德国人菲加士·汪克尔在上世纪初 发明的转子发动机
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20
•
. 人类在发展基因工程作物时没有充 分考虑 对人体 和环境 可能产 生的长 期影响 ，此方 面研究 有很大 的欠缺 。
•
6．这篇文章围绕一个“乐”字，先叙 事后议 论，语 言如行 云流水 ，洋洋 洒洒， 收纵自 如，得 心应手 ，颇有 大家风 范。
机械原理ppt课件
随着计算机科学、控制论、信息论等 学科的交叉融合，机械原理的研究领 域不断扩展，研究方法不断更新。
随着数学、力学等学科的发展，机械 原理开始形成较为完整的理论体系。
02
机构的结构分析
机构组成要素及运动副
机构组成要素
包括构件、运动副和约束等，是 机构的基本组成部分。
运动副
两构件直接接触并能产生一定相对 运动的连接称为运动副。根据接触 形式的不同，运动副可分为低副和 高副两类。
提高机械效率的方法
通过优化机械设计、采用高性能材料、降低摩擦和磨损等方式可 以提高机械效率。
机械的自锁
自锁现象的定义
自锁现象是指机械在某些特定条 件下，无法依靠自身力量进摩 擦系数、负载等因素有关。当机 械处于自锁状态时，无论输入多 大的力，机械都无法产生运动。
挠性转子的平衡方法
挠性转子的特点
与刚性转子相比，挠性转子在旋转过程中会发生弹性变形，导致不平衡量的动态变化。
挠性转子的平衡方法
主要包括影响系数法和模态平衡法。影响系数法通过测量和计算得到各校正平面上的不 平衡量，然后进行加重或去重操作；模态平衡法则针对挠性转子的振动模态进行平衡处
理。
机械速度波动的调节
感谢观看
克服自锁的方法
克服自锁的方法包括改变机械的 几何形状、增加驱动力矩、减小 负载等。在实际应用中，需要根 据具体情况选择合适的克服自锁
的方法。
06
机械的平衡与调速
机械平衡的目的及分类
机械平衡的目的
消除或减小因机械运动而产生的振动、噪音和不必要的动载荷，提高机械运转的平 稳性和可靠性。
机械平衡的分类
解析法的特点
精度高、适用范围广，可以处理复杂 机构的运动分析问题。
随着数学、力学等学科的发展，机械 原理开始形成较为完整的理论体系。
02
机构的结构分析
机构组成要素及运动副
机构组成要素
包括构件、运动副和约束等，是 机构的基本组成部分。
运动副
两构件直接接触并能产生一定相对 运动的连接称为运动副。根据接触 形式的不同，运动副可分为低副和 高副两类。
提高机械效率的方法
通过优化机械设计、采用高性能材料、降低摩擦和磨损等方式可 以提高机械效率。
机械的自锁
自锁现象的定义
自锁现象是指机械在某些特定条 件下，无法依靠自身力量进摩 擦系数、负载等因素有关。当机 械处于自锁状态时，无论输入多 大的力，机械都无法产生运动。
挠性转子的平衡方法
挠性转子的特点
与刚性转子相比，挠性转子在旋转过程中会发生弹性变形，导致不平衡量的动态变化。
挠性转子的平衡方法
主要包括影响系数法和模态平衡法。影响系数法通过测量和计算得到各校正平面上的不 平衡量，然后进行加重或去重操作；模态平衡法则针对挠性转子的振动模态进行平衡处
理。
机械速度波动的调节
感谢观看
克服自锁的方法
克服自锁的方法包括改变机械的 几何形状、增加驱动力矩、减小 负载等。在实际应用中，需要根 据具体情况选择合适的克服自锁
的方法。
06
机械的平衡与调速
机械平衡的目的及分类
机械平衡的目的
消除或减小因机械运动而产生的振动、噪音和不必要的动载荷，提高机械运转的平 稳性和可靠性。
机械平衡的分类
解析法的特点
精度高、适用范围广，可以处理复杂 机构的运动分析问题。
《机械原理》ppt课件
01机械原理概述Chapter机械原理的定义与重要性定义重要性机械原理的研究对象和内容研究对象主要研究各种机构（如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和机器（如内燃机、电动机、机床等）的工作原理、运动特性、力学性能以及设计计算方法等。
研究内容包括机构的组成原理、运动学分析、动力学分析、机械效率与自锁、机器的平衡与调速等。
机械原理的发展历程和趋势发展历程发展趋势02机构的结构分析与设计Chapter机构的基本概念和分类机构定义由刚性构件通过运动副连接而成的系统，用于传递运动和力。
机构分类根据运动特性可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
运动副类型包括低副（转动副、移动副）和高副（点接触、线接触）。
结构分析通过自由度计算、运动链分析等方法，确定机构的组成、运动特性和约束条件。
综合方法基于功能需求，选择合适的机构类型，进行组合、变异和演化，设计出满足特定要求的机构。
创新设计运用创新思维和现代设计方法，如拓扑优化、仿生学等，进行机构创新设计。
机构的结构分析和综合方法机构设计的原则和方法设计原则设计方法案例分析03机械传动与驱动Chapter机械传动的类型和特点摩擦传动啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力和运动。
具有传动效率高、工作可靠、使用寿命长等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。
齿轮类型选择齿轮参数设计强度校核030201齿轮传动的设计与分析链传动和带传动的设计与分析链传动设计带传动设计强度校核液压与气压传动的设计与分析液压传动设计01气压传动设计02控制与调节0304机械系统动力学与振动Chapter机械系统动力学的基本概念和方法动力学基本概念动力学建模方法动力学分析方法机械系统的振动分析和控制振动基本概念振动分析方法振动控制策略机械系统动力学优化设计方法优化设计基本概念动力学优化设计方法优化设计实例分析05机械制造工艺与装备Chapter机械制造工艺的基本概念和流程机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的流程机械制造装备的分类和特点机械制造装备的分类机械制造装备的特点先进制造技术是指基于先进制造理论、技术和方法的总称，包括计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工艺规划（CAPP ）、数控技术（NC ）、柔性制造系统（FMS ）等。
机械原理课件第二章
（1）平面运动副
转动副
图
移动副
高副
图
（2）空间运动副
• 圆柱副、球面副、螺旋副等。
2020/3/27
第一节 机构的组成（4）
• 按运动副引入的约束数分：x个约束，x级 副。 1级副、2级副、…
• 构件的自由度：构件具有的独立运动的数 目。 作平面运动的自由构件具有三个自由度。 作空间运动的自由构件具有六个自由度。
n=2,PL=2,PH=1
2020/3/27
油泵
3 2 1 4
2020/3/27
绘制图示偏心泵的运动简图
3 2 1 4
2020/3/27
作者：潘存云教授
偏心泵
复合铰链
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多个运动副
2020/3/27
两点距离不变
2020/3/27
对称部分
2020/3/27
轨迹重合
2020/3/27
2020/3/27
齿轮机构
2020/3/27
连杆
2020/3/27
开闭式运动链
2020/3/27
空间运动链
2020/3/27
平面机构
2020/3/27
空间机构
2020/3/27
压力机
2020/3/27
四杆机构
2020/3/27
一个原动件的四杆机构
2020/3/27
二个原动件的四杆机构
2020/3/27
第四节 机构结构分析及机构分类（6）
• 机构的级别：由最高级别的杆组的级别 确定。
• Ⅱ级机构：由最高级别为Ⅱ级的基本杆 组构成的机构。
• Ⅲ级机构：由最高级别为Ⅲ级的基本杆 组构成的机构。
2020/3/27
机械原理之平面机构的结构分析PPT课件( 62页)
•
9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，
人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。
•
10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。
•
7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江
河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
•
8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。
1）固定件或机架；2）原动件；3）从动件 *必须有一个机架，至少有一个原动件，其余为活动构件。
2. 运动副的表示方法
转动副符号
3. 构件的表示方法
移动副符号
高副符号
其他零部件的表示方法可参看GB4460—84“机构运 动简图符号”。
• 绘制小型压力机机构运动简图
1.3 平面机构的自由度
得机构
1.4 机构的组成原理和结构分析 1.4.1 平面机构的高副低代
根据一定条件对机构中的高副以低副代替， 称为高副低代。
代替条件：代替前后机构自由度不变；瞬时 度和瞬时加速度不变。
方法：一个构件加两个低幅。构件：过接触 点法线，两个低幅：即为接触点圆弧曲率中心。
高副接触有三种：圆弧和圆弧接触；点和圆 弧接触；线和圆弧接触。
回转副。计算时不可漏算。
计算自由度 F 3n 2 pL pH 3*5 2*7 1
《机械原理》教学课件—02机构的结构分析
车辆底盘、飞机机身。
原（主）动件━━按给定运动规律运动的构件。 从动件━━其余可动构件。
机构的组成： 机构＝ 机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
§2－3 机构运动简图
机构运动简图━━用以说明机构中各构件之间的相 对运动关系的简单图形。
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。
运动副元素━━直接接触的部分（点、线、面） 典型案例：
点接触
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。
I级副
II级副
III级副
IV级副
V级副
2)按相对运动范围分有： 平面运动副━━平面运动(Plannar kinematic pair) 空间运动副━━空间运动(Spatial kinematic pair ) 例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。
机动示意图━━不按比例绘制的简图 P23表2－2摘录了部分GB4460－84机构示意图。
常用机构运动简图符号
机构名称
3D模型
简图
在机架 上的电 机
外啮合圆柱 齿轮机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
圆锥齿 轮机构
交错轴斜 齿轮机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
内啮合 圆柱齿 轮机构
齿轮齿 条机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
圆柱蜗 杆蜗轮 传动
凸轮机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
槽轮机构
棘轮机构
原（主）动件━━按给定运动规律运动的构件。 从动件━━其余可动构件。
机构的组成： 机构＝ 机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
§2－3 机构运动简图
机构运动简图━━用以说明机构中各构件之间的相 对运动关系的简单图形。
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。
运动副元素━━直接接触的部分（点、线、面） 典型案例：
点接触
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。
I级副
II级副
III级副
IV级副
V级副
2)按相对运动范围分有： 平面运动副━━平面运动(Plannar kinematic pair) 空间运动副━━空间运动(Spatial kinematic pair ) 例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。
机动示意图━━不按比例绘制的简图 P23表2－2摘录了部分GB4460－84机构示意图。
常用机构运动简图符号
机构名称
3D模型
简图
在机架 上的电 机
外啮合圆柱 齿轮机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
圆锥齿 轮机构
交错轴斜 齿轮机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
内啮合 圆柱齿 轮机构
齿轮齿 条机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
圆柱蜗 杆蜗轮 传动
凸轮机构
常用机构运动简图符号（续表）
机构名称
3D模型
简图
槽轮机构
棘轮机构
机械原理ppt课件完整版
机械原理的定义与重要性
2024/1/25
定义
机械原理是研究机械系统运动、 力和能量转换规律的科学。
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的性 能、优化机械设计和提高机械效 率具有重要意义。
4
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机构学
传动学
控制理论
机械系统，包括机构、 传动、控制等子系统。
动力学原理
牛顿运动定律、动量定理、动能定理等是机械系统动力学的基本原理，它们揭示了机械系 统运动的基本规律。
17
机械系统的运动方程和求解方法
运动方程的建立
根据机械系统的受力情况和约束条件，可以建立机械系统的运动方程。这些方程通常是一组微分方程或差分方程。
2024/1/25
求解方法
求解机械系统的运动方程可以采用解析法、数值法或图解法等方法。其中，解析法可以得到精确的解，但通常只适用 于简单的机械系统；数值法可以求解复杂的机械系统，但得到的是近似解；图解法则是一种直观形象的求解方法。
工艺特点
机械制造工艺具有多样性、复杂性 和综合性等特点，需要根据不同的 产品要求和生产条件制定相应的工 艺方案。
21
机械制造装备的分类和特点
加工装备
包括机床、刀具、夹具等，用于 对原材料进行切削、磨削等加工 操作，具有高精度、高效率和高
自动化等特点。
热处理装备
包括加热炉、淬火设备、回火设 备等，用于改善材料的力学性能 和加工性能，提高产品的使用寿
稳定性概念及判定方法：稳定性是指 机械系统在受到扰动后能否恢复到原 平衡状态的能力。稳定性的判定方法 包括静力学判定法、动力学判定法和 能量判定法等。其中，静力学判定法 主要关注机械系统在平衡位置附近的 稳定性；动力学判定法则通过分析机 械系统的运动方程来判断其稳定性； 能量判定法则是通过分析机械系统的 能量变化来判断其稳定性。
机械原理教学PPT 机构的结构分析
机构的自由度 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动 参数的数目，其数目用F表示。
结论 机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等
于机构的自由度数目F。
结论： 机构具有确定运动的条件是：机构原动件数目应等于机构的
自由度的数目F。
如果原动件数<F, 则机构的运动将不确定； 如果原动件数>F, 则会导致机构最薄弱环节的损坏。
§2-3 机构运动简图的绘制(了解)
1． 机构运动简图 机构运动简图：用以说明机构中各构件之间的相 对运动关系的简单图形。
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。
画构件时应忽略构件的实际外形，只考虑构件 尺寸(即运动副之间的尺寸)和运动副的性质。
术语 机构示意图：不按比例绘制的简图； 机构运动简图：按精确比例绘制的简图。
原动件画法：1个机架、1个活动构件、1个低副、 1个箭头，一个都不能少。
●基本组的联接 ─ 结构综合的杆组法(理解)
给定自由度（原动件）数目和类型，用不同数目、 不同类型的基本组去联接，可得到新机构。
注意：杆组的各个外端副不允许联在同一个构件上。
1个构件
1个构件
3.机构的结构分析 ●目的 ──正确拆分杆组; ──判断机构级别。
3. 运动链 ●运动链的定义：
两个以上构件用运动副联接而成的系统。
●运动链的分类 ──闭式运动链(闭链)：运动链是封闭图形。 ──开式运动链(开链)：运动链是开放图形。
闭链
开链
4. 运动链成为机构的2个条件 （1）选定某一构件为机架； （2）选定1个或几个构件为原动件，使运动确定。
术语 机架─相对固定的构件。 原动件─运动规律已知的构件。 从动件─其余可动构件。 输出构件─运动、动力输出的构件。 连架杆─与机架相联的构件。
结论 机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等
于机构的自由度数目F。
结论： 机构具有确定运动的条件是：机构原动件数目应等于机构的
自由度的数目F。
如果原动件数<F, 则机构的运动将不确定； 如果原动件数>F, 则会导致机构最薄弱环节的损坏。
§2-3 机构运动简图的绘制(了解)
1． 机构运动简图 机构运动简图：用以说明机构中各构件之间的相 对运动关系的简单图形。
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。
画构件时应忽略构件的实际外形，只考虑构件 尺寸(即运动副之间的尺寸)和运动副的性质。
术语 机构示意图：不按比例绘制的简图； 机构运动简图：按精确比例绘制的简图。
原动件画法：1个机架、1个活动构件、1个低副、 1个箭头，一个都不能少。
●基本组的联接 ─ 结构综合的杆组法(理解)
给定自由度（原动件）数目和类型，用不同数目、 不同类型的基本组去联接，可得到新机构。
注意：杆组的各个外端副不允许联在同一个构件上。
1个构件
1个构件
3.机构的结构分析 ●目的 ──正确拆分杆组; ──判断机构级别。
3. 运动链 ●运动链的定义：
两个以上构件用运动副联接而成的系统。
●运动链的分类 ──闭式运动链(闭链)：运动链是封闭图形。 ──开式运动链(开链)：运动链是开放图形。
闭链
开链
4. 运动链成为机构的2个条件 （1）选定某一构件为机架； （2）选定1个或几个构件为原动件，使运动确定。
术语 机架─相对固定的构件。 原动件─运动规律已知的构件。 从动件─其余可动构件。 输出构件─运动、动力输出的构件。 连架杆─与机架相联的构件。
机械设计原理--机构的结构分析概述(ppt 90页)
第二章 机构的结构分析
2.1 机构结构分析的内容及目的 2.2 机构的组成 2.3 机构运动简图 2.4 机构具有确定运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构组成原理、结构分类及结构分析
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
5）常用的平面运动副及其自由度和约束
平面高副
平面低副
齿轮副 凸轮副
转动副
移动副
n
2
t
t
1
n
y 1
x
2
y 1
x 2
引入约束：1个 n 自 由 度：2个 t ,
平面I级副
引入约束:2个 x , y 自由度:1个
平面II级副
引入约束:2个 y , 自由度:1个 x
平面II级副
运动副小结
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
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。
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 。
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。
2.1 机构结构分析的内容及目的 2.2 机构的组成 2.3 机构运动简图 2.4 机构具有确定运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构组成原理、结构分类及结构分析
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
5）常用的平面运动副及其自由度和约束
平面高副
平面低副
齿轮副 凸轮副
转动副
移动副
n
2
t
t
1
n
y 1
x
2
y 1
x 2
引入约束：1个 n 自 由 度：2个 t ,
平面I级副
引入约束:2个 x , y 自由度:1个
平面II级副
引入约束:2个 y , 自由度:1个 x
平面II级副
运动副小结
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
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。
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 。
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。
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平面运动副，它只有转动副、移动副（统称为低副） 和平面高副三种形式。
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第二章 机构的结构分析
平面高副是两构件以点或线的形式相接触而形成的 运动副，这种运动副允许两构件在接触点A绕垂直于平 面的Z轴作相对转动和沿切线t-t方向作相对移动，而只 约束掉沿着轮廓线接触点A公法线方向的移动自由度。
18
第二章 机构的结构分析
2
第二章 机构的结构分析
重点： (1)运动副及其分类。 (2)平面机构的自由度计算及具有确定运动的 条件 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 难点： 机构运动简图绘制、机构中的虚约束的判定问 题。
3
第二章 机构的结构分析
第一节 机构结构分析的内容及目的
✓机构运动的可能性及其具有确定运动的条件 ✓研究机构的组成，绘制机构运动简图 ✓研究机构的组成原理
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第二章 机构的结构分析
两构件上参与接触而构成运动副的部分称为运 动副元素。
构件之间的接触不外乎点、线、面三种形式，运动 副元素也不外乎是点、线、面。
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第二章 机构的结构分析
对运动副的理解要把握以下三点： （１）运动副是一种联接（接触）； （２）运动副由两个构件组成； （３）组成运动副的两个构件之间有相对运动。 可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
10
第二章 机构的结构分析
一个构件在三维空间自由 运动时，有6个自由度：
沿三个坐标轴的移动绕三个 坐标轴的转动。
两构件间的运动副所起的作 。
用就是限制构件间的某些相对 运动，这种相对运动的限制作 用称为约束。
若运动副的自由度用f表示，约束用s表示，则自由度
和约束的关系为： f 6s
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第二章 机构的结构分析
4
第二章 机构的结构分析
第二节 机构的组成
机构分为两大类： 平面机构 空间机构
机构是由构件和运动 副两个要素组成的
5
第二章 机构的结构分析
1.构件 构件是指作为一个整体参与机构运动的刚性单元
体。 一个构件，可以是不能拆开的单一零件，也可以是
由若干个不同零件装配起来的刚性体。
6
第二章 机构的结构分析
3.运动副的分类 1）根据运动副所引入的约束数分类 引入一个约束称为Ⅰ级副，引入两个约束称为Ⅱ级
副，依次类推，还有Ⅲ级副、Ⅳ级副，最末为Ⅴ级副。
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第二表章2-1 常机用构运动的副及结其简构图分析
名 图形 称
球 面 高 副
简图符号
副级 自由度 名 称
圆
柱
I
5套
筒
副
图形
柱 面 高 副
转
II
4动
副
球 面 低 副
20
第二章 机构的结构分析
5.机构
如将运动链中的某个构件固 定，使之成为机架，而让另一 个或几个构件按给定的运动规 律相对于固定构件运动，其余 构件都随之具有确定的相对运 动，则这个运动链即成为机构。
机构中按给定运动规律运动的构件称为主动件， 随主动件运动的构件称为从动件。
21
第二章 机构的结构分析
移 III 3 动
副
球
螺
销
IV 2 旋
副
副
简图符号 副级 自由度 IV 2
V
1
V
1
V
1
13
第二章 机构的结构分析
2）根据组成运动副的两运动副元素的接触情况分类
运动副元素以点或线接触的运动副称为高副，运动副 元素以面接触的运动副称为低副。
球面高副
柱面高副
14
第二章 机构的结构分析
球面低副
移动副
转动副
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第二章 机构的结构分析
例1：图示为一颚式破碎机，当曲柄1绕轴心O连续回转 时，动颚板5绕轴心F往复摆动，从而将矿石轧碎，试 绘制此破碎机的机构运动简图。
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第二章 机构的结构分析
第二章 机构的结构分析
基本内容： (1)机构结构分析的内容及目的。 (2)机构的组成。 (3)机构运动简图。 (4)机构具有确定运动的条件。 (5)平面机构自由度的计算。 (6)计算平面机构的自由度时应注意的事项。 (7)机构的组成原理及平面机构的结构分类。
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第二章 机构的结构分析
教学基本要求： (1)搞清运动副、运动链、约束和自由度等重 要概念。 (2)掌握平面机构自由度的计算方法及其具有 确定运动的条件。 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 (4)明确机构组成的概念，了解平面机构的组 成原理。
第三节 机构运动简图
22
第二章 机构的结构分析
在研究机构的运动时，只需按规定符号表示运动副、 常用机构、及一般构件，并按一定的比例尺表示机构 的运动尺寸和运动副的位置，绘制表示机构各构件间 相对运动关系的简化图形，将机构的运动传递情况表 示出来，这种图形被称为机构运动简图。
23
第二章 机构的结构分析
运动副必须始终保持接触。 若借助于构件的结构形状所产生的几何约束来封闭的 运动副称为几何封闭运动副。 若借助于重力、弹簧力、气液压力等来封闭的运动副 称为力封闭运动副，如凸轮机构。
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第二章 机构的结构分析
4.运动链 两个以上构件通过运动副的连接而构成的
可相对运动的系统称为运动链。
✓闭式运动链 ✓开式运动链
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
绘制机构运动简图的步骤： 1）确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动
部份，确定出组成机构的所有构件，确定出构件间运 动副的类型。
2）恰当地选择投影面，将机构运动简图表示清楚。
3）选择适当的比例尺（μ＝实际尺寸/图示尺寸）， 定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出各 类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条 连接起来，这样便可绘制出机构的运动简图。
构件与零件的区别： 零件是从制造加工角度提出的最小单元概念，
即零件是制造加工的最小单元，是组成机器最基本的、 不可再拆分的单元。
构件则是从运动和功能实现的角度提出的最小单元概 念，即构件是最小的独立运动单元，从运动角度讲，构 件是一个刚体。
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第二章 机构的结构分析
2.运动副
两构件间的直接接触而又能产生一定相对运动的 活动连接称为运动副。
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第二章 机构的结构分析
3）根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类 两构件之间的对运动为移动的运动副称为移 动副，相对运动为螺旋运动的运动副称为螺旋副，相 对运动为球面运动的运动副为球面副。
螺旋副 16
第二章 机构的结构分析
两构件间相对运动的平面平行，则称为平面运动副， 否则称为空间运动副。
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第二章 机构的结构分析
平面高副是两构件以点或线的形式相接触而形成的 运动副，这种运动副允许两构件在接触点A绕垂直于平 面的Z轴作相对转动和沿切线t-t方向作相对移动，而只 约束掉沿着轮廓线接触点A公法线方向的移动自由度。
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
重点： (1)运动副及其分类。 (2)平面机构的自由度计算及具有确定运动的 条件 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 难点： 机构运动简图绘制、机构中的虚约束的判定问 题。
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第二章 机构的结构分析
第一节 机构结构分析的内容及目的
✓机构运动的可能性及其具有确定运动的条件 ✓研究机构的组成，绘制机构运动简图 ✓研究机构的组成原理
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第二章 机构的结构分析
两构件上参与接触而构成运动副的部分称为运 动副元素。
构件之间的接触不外乎点、线、面三种形式，运动 副元素也不外乎是点、线、面。
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第二章 机构的结构分析
对运动副的理解要把握以下三点： （１）运动副是一种联接（接触）； （２）运动副由两个构件组成； （３）组成运动副的两个构件之间有相对运动。 可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
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第二章 机构的结构分析
一个构件在三维空间自由 运动时，有6个自由度：
沿三个坐标轴的移动绕三个 坐标轴的转动。
两构件间的运动副所起的作 。
用就是限制构件间的某些相对 运动，这种相对运动的限制作 用称为约束。
若运动副的自由度用f表示，约束用s表示，则自由度
和约束的关系为： f 6s
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
第二节 机构的组成
机构分为两大类： 平面机构 空间机构
机构是由构件和运动 副两个要素组成的
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第二章 机构的结构分析
1.构件 构件是指作为一个整体参与机构运动的刚性单元
体。 一个构件，可以是不能拆开的单一零件，也可以是
由若干个不同零件装配起来的刚性体。
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第二章 机构的结构分析
3.运动副的分类 1）根据运动副所引入的约束数分类 引入一个约束称为Ⅰ级副，引入两个约束称为Ⅱ级
副，依次类推，还有Ⅲ级副、Ⅳ级副，最末为Ⅴ级副。
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第二表章2-1 常机用构运动的副及结其简构图分析
名 图形 称
球 面 高 副
简图符号
副级 自由度 名 称
圆
柱
I
5套
筒
副
图形
柱 面 高 副
转
II
4动
副
球 面 低 副
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第二章 机构的结构分析
5.机构
如将运动链中的某个构件固 定，使之成为机架，而让另一 个或几个构件按给定的运动规 律相对于固定构件运动，其余 构件都随之具有确定的相对运 动，则这个运动链即成为机构。
机构中按给定运动规律运动的构件称为主动件， 随主动件运动的构件称为从动件。
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第二章 机构的结构分析
移 III 3 动
副
球
螺
销
IV 2 旋
副
副
简图符号 副级 自由度 IV 2
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第二章 机构的结构分析
2）根据组成运动副的两运动副元素的接触情况分类
运动副元素以点或线接触的运动副称为高副，运动副 元素以面接触的运动副称为低副。
球面高副
柱面高副
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第二章 机构的结构分析
球面低副
移动副
转动副
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第二章 机构的结构分析
例1：图示为一颚式破碎机，当曲柄1绕轴心O连续回转 时，动颚板5绕轴心F往复摆动，从而将矿石轧碎，试 绘制此破碎机的机构运动简图。
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第二章 机构的结构分析
第二章 机构的结构分析
基本内容： (1)机构结构分析的内容及目的。 (2)机构的组成。 (3)机构运动简图。 (4)机构具有确定运动的条件。 (5)平面机构自由度的计算。 (6)计算平面机构的自由度时应注意的事项。 (7)机构的组成原理及平面机构的结构分类。
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第二章 机构的结构分析
教学基本要求： (1)搞清运动副、运动链、约束和自由度等重 要概念。 (2)掌握平面机构自由度的计算方法及其具有 确定运动的条件。 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 (4)明确机构组成的概念，了解平面机构的组 成原理。
第三节 机构运动简图
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第二章 机构的结构分析
在研究机构的运动时，只需按规定符号表示运动副、 常用机构、及一般构件，并按一定的比例尺表示机构 的运动尺寸和运动副的位置，绘制表示机构各构件间 相对运动关系的简化图形，将机构的运动传递情况表 示出来，这种图形被称为机构运动简图。
23
第二章 机构的结构分析
运动副必须始终保持接触。 若借助于构件的结构形状所产生的几何约束来封闭的 运动副称为几何封闭运动副。 若借助于重力、弹簧力、气液压力等来封闭的运动副 称为力封闭运动副，如凸轮机构。
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第二章 机构的结构分析
4.运动链 两个以上构件通过运动副的连接而构成的
可相对运动的系统称为运动链。
✓闭式运动链 ✓开式运动链
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
绘制机构运动简图的步骤： 1）确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动
部份，确定出组成机构的所有构件，确定出构件间运 动副的类型。
2）恰当地选择投影面，将机构运动简图表示清楚。
3）选择适当的比例尺（μ＝实际尺寸/图示尺寸）， 定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出各 类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条 连接起来，这样便可绘制出机构的运动简图。
构件与零件的区别： 零件是从制造加工角度提出的最小单元概念，
即零件是制造加工的最小单元，是组成机器最基本的、 不可再拆分的单元。
构件则是从运动和功能实现的角度提出的最小单元概 念，即构件是最小的独立运动单元，从运动角度讲，构 件是一个刚体。
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第二章 机构的结构分析
2.运动副
两构件间的直接接触而又能产生一定相对运动的 活动连接称为运动副。
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第二章 机构的结构分析
3）根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类 两构件之间的对运动为移动的运动副称为移 动副，相对运动为螺旋运动的运动副称为螺旋副，相 对运动为球面运动的运动副为球面副。
螺旋副 16
第二章 机构的结构分析
两构件间相对运动的平面平行，则称为平面运动副， 否则称为空间运动副。