机械设计基础第二章
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例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。
动画
颚式破碎机主体机构
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。
解 (1)由图可知，颚式破碎机主体机构由机架1、偏心轴2(如图(b)所示)、 动颗3、肘板4组成。机构运动由带轮J输人，带轮J与偏心轴2固连成一 体(属于同一构件)，绕转动中心A转动，故偏心轴2为原动件。动领3和 肘板4为从动件，动鳄3通过肘板4与机架相连，并在偏心轴2的带动下做 平面运动将矿石打碎，故动颗3和肘板4为从动件。
2.1.1 运动副
1
运动副的概念
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接。
平面运动副 两构件只能在同一平面内做相对运动的运动副。 机构是具有确定相对运动的多构件组合体，为了传递
运动和动力，各构件之间必须以一定的方式连接起来，并 且具有确定的相对运动。
2.1.1 运动副
2
平面运动副的分类
若组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面中运 动，则称该机构为平面机构。
工程中常见的机构大多属于平面机构，本章仅讨论平 面机构。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1 机构的组成 2.2 平面机构的运动简图 2.3 平面机构的自由度
2.1 机构的组成
学习要点 •掌握运动副的分类及构件组成。
2.1.1 运动副 2.1.2 构件
(2)偏心轴2与机架1、偏心轴2与动颚3、动颚3与肘板4、肘板4与机 架1均构成转动副，其转动中心分别为A、B、C、D。
选择构件的运动平面为视图平面，图(c)所示的机构运动瞬时位置为 原动件位置。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
例2-2 绘制如图所示单缸内燃机的机构运动简图。已知LAB =75mm， LBC=300mm。
单缸内燃机
单缸内燃机机构运动简图
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
解 (1)在内燃机中，活塞为原动件，曲轴AB为工作构件。 活塞的往复运动经连杆BC变换为曲轴AB的旋转运动。
(2)活塞与缸体(机架)组成移动副，与连杆BC在C点组成转动 副;曲轴与缸体在A点组成转动副，与连杆BC在B点组成转动副。
(3)选长度比例尺μl =0.01 m/mm，按规定符号绘制机构运动简 图，如图所示。活塞的大小与运动无关，可酌定。
按两构件间接触性质不同，平面运动副通常可分为低副和高副。 (1)低副 两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。
动画
动画
2.1.1 运动副
2
平面运动副的分类
(2)高副 两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。
动画
动画
动画
Baidu Nhomakorabea
转动副的常见结构 移动副的常见结构及其符号
4
运动连和机构
两个以上的构件通过运动副联接组成的系统称为运动链，分 为闭链和开链两种。
2.1.2 构件
机构中的构件有三类： 机架（或固定构件）：固定不动的构件； 原动件：按给定的运动规律独立运动的构件； 从动件：机构中其他活动构件。
从动件的运动规律取决于原动件的运动规律及运动 副的结构和构件尺寸。
构件的受力状况及运动特点与构件结构尺寸有关，下 面介绍几种常见的构件结构。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
学习导航
知识目标：•掌握机构的组成。 •掌握平面机构运动简图的绘制方法。 •掌握机构自由度的计算方法。
能力目标：•会区分运动副的类型。 •会绘制平面机构运动简图。 •会判断机构是否具有确定的运动。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
机械一般由若干个常用机构组成，而机构是由两个以 上具有确定相对运动的构件组成的。
(4)选择适当的比例尺μl=构件实际长度/构件图样长度。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
能力训练案例2-1 ：画出冲床（图2-7(a)）所示的机构运动简图。
能力训练案例2-2 ：画出压力机（图2-8(a)）的机构示意图。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
2.2.1 机构运动简图的概念
在研究机构运动特性时，为使问题简化，可不考虑构件 和运动副的实际结构，只考虑与运动有关的构件数目、运动 副类型及相对位置。用规定的线条和符号表示构件的运动副， 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， 这种表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形称为机 构运动简图。
不严格按比例绘制的机构运动简图称为机构示意图。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形，称为机构运 动简图。“找三件——数数目——量距离——按比例”
平面机构运动简图的绘制步骤： (1)分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件。 (2)由原动件开始，依次分析构件间的相对运动形式，确定运动 副的类型和数目。 (3)选择适当的视图平面和原动件位置，以便清楚地表达各构件 间的运动关系。通常选择与构件运动平面平行的平面作为投影面。
2.3 平面机构的自由度
学习要点
•掌握自由度与约束的概念。 •掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。 •会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1 自由度和约束的概念
2.3.2 机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1 自由度和约束的概念
2.1.2 构件
1 具有转动副元素的杆状构件
如图所示，图(a)~图(c)为含有两个转动副元素的杆状构件，图 (d)~图(f)为含有三个转动副元素的杆状构件。杆件的形状主要取决 于机构的结构设计，保证运动时不发生干涉。
杆状构件具有转动副元素的杆状构件
2.1.2 构件
1 具有转动副元素的杆状构件 设计时为了保证杆件受力时具有足够的强度和刚度，
其截面形状可以设计成不同形式，常见的有如图所示的 几种。
杆状构件截面形状
2.1.2 构件
2 具有移动副元素和转动副元素的构件
单缸内燃机构造简图
2.2 平面机构的运动简图
学习要点
•认识平面机构的运动简图。 •掌握机构运动简图的符号及绘画方法。
2.2.1 机构运动简图的概念
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
1
自由度
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。
任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
动画
颚式破碎机主体机构
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。
解 (1)由图可知，颚式破碎机主体机构由机架1、偏心轴2(如图(b)所示)、 动颗3、肘板4组成。机构运动由带轮J输人，带轮J与偏心轴2固连成一 体(属于同一构件)，绕转动中心A转动，故偏心轴2为原动件。动领3和 肘板4为从动件，动鳄3通过肘板4与机架相连，并在偏心轴2的带动下做 平面运动将矿石打碎，故动颗3和肘板4为从动件。
2.1.1 运动副
1
运动副的概念
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接。
平面运动副 两构件只能在同一平面内做相对运动的运动副。 机构是具有确定相对运动的多构件组合体，为了传递
运动和动力，各构件之间必须以一定的方式连接起来，并 且具有确定的相对运动。
2.1.1 运动副
2
平面运动副的分类
若组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面中运 动，则称该机构为平面机构。
工程中常见的机构大多属于平面机构，本章仅讨论平 面机构。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1 机构的组成 2.2 平面机构的运动简图 2.3 平面机构的自由度
2.1 机构的组成
学习要点 •掌握运动副的分类及构件组成。
2.1.1 运动副 2.1.2 构件
(2)偏心轴2与机架1、偏心轴2与动颚3、动颚3与肘板4、肘板4与机 架1均构成转动副，其转动中心分别为A、B、C、D。
选择构件的运动平面为视图平面，图(c)所示的机构运动瞬时位置为 原动件位置。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
例2-2 绘制如图所示单缸内燃机的机构运动简图。已知LAB =75mm， LBC=300mm。
单缸内燃机
单缸内燃机机构运动简图
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
解 (1)在内燃机中，活塞为原动件，曲轴AB为工作构件。 活塞的往复运动经连杆BC变换为曲轴AB的旋转运动。
(2)活塞与缸体(机架)组成移动副，与连杆BC在C点组成转动 副;曲轴与缸体在A点组成转动副，与连杆BC在B点组成转动副。
(3)选长度比例尺μl =0.01 m/mm，按规定符号绘制机构运动简 图，如图所示。活塞的大小与运动无关，可酌定。
按两构件间接触性质不同，平面运动副通常可分为低副和高副。 (1)低副 两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。
动画
动画
2.1.1 运动副
2
平面运动副的分类
(2)高副 两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。
动画
动画
动画
Baidu Nhomakorabea
转动副的常见结构 移动副的常见结构及其符号
4
运动连和机构
两个以上的构件通过运动副联接组成的系统称为运动链，分 为闭链和开链两种。
2.1.2 构件
机构中的构件有三类： 机架（或固定构件）：固定不动的构件； 原动件：按给定的运动规律独立运动的构件； 从动件：机构中其他活动构件。
从动件的运动规律取决于原动件的运动规律及运动 副的结构和构件尺寸。
构件的受力状况及运动特点与构件结构尺寸有关，下 面介绍几种常见的构件结构。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
学习导航
知识目标：•掌握机构的组成。 •掌握平面机构运动简图的绘制方法。 •掌握机构自由度的计算方法。
能力目标：•会区分运动副的类型。 •会绘制平面机构运动简图。 •会判断机构是否具有确定的运动。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
机械一般由若干个常用机构组成，而机构是由两个以 上具有确定相对运动的构件组成的。
(4)选择适当的比例尺μl=构件实际长度/构件图样长度。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
能力训练案例2-1 ：画出冲床（图2-7(a)）所示的机构运动简图。
能力训练案例2-2 ：画出压力机（图2-8(a)）的机构示意图。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
2.2.1 机构运动简图的概念
在研究机构运动特性时，为使问题简化，可不考虑构件 和运动副的实际结构，只考虑与运动有关的构件数目、运动 副类型及相对位置。用规定的线条和符号表示构件的运动副， 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， 这种表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形称为机 构运动简图。
不严格按比例绘制的机构运动简图称为机构示意图。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形，称为机构运 动简图。“找三件——数数目——量距离——按比例”
平面机构运动简图的绘制步骤： (1)分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件。 (2)由原动件开始，依次分析构件间的相对运动形式，确定运动 副的类型和数目。 (3)选择适当的视图平面和原动件位置，以便清楚地表达各构件 间的运动关系。通常选择与构件运动平面平行的平面作为投影面。
2.3 平面机构的自由度
学习要点
•掌握自由度与约束的概念。 •掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。 •会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1 自由度和约束的概念
2.3.2 机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1 自由度和约束的概念
2.1.2 构件
1 具有转动副元素的杆状构件
如图所示，图(a)~图(c)为含有两个转动副元素的杆状构件，图 (d)~图(f)为含有三个转动副元素的杆状构件。杆件的形状主要取决 于机构的结构设计，保证运动时不发生干涉。
杆状构件具有转动副元素的杆状构件
2.1.2 构件
1 具有转动副元素的杆状构件 设计时为了保证杆件受力时具有足够的强度和刚度，
其截面形状可以设计成不同形式，常见的有如图所示的 几种。
杆状构件截面形状
2.1.2 构件
2 具有移动副元素和转动副元素的构件
单缸内燃机构造简图
2.2 平面机构的运动简图
学习要点
•认识平面机构的运动简图。 •掌握机构运动简图的符号及绘画方法。
2.2.1 机构运动简图的概念
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
1
自由度
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。
任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。