机械原理及机构简介PPT课件
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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。
机械原理齿轮机构及其设计PPT
α
5、基圆 rb
s = e = p/2
6、齿顶高 ha
O
7、齿根高 hf
8、全齿高 h h = ha + hf
9、压力角 α
一、齿轮各部分名称
ακ
1、齿数 z
2、模数 m (非常主要旳概念) 以齿轮分度圆为计算各部分尺寸基准
齿数 z ×齿距 p = 分度圆周长 πd
分度圆直径d = z × p / π
一对齿轮作无侧隙啮合传动时，共存在四个基本原因：
两个几何原因，即一对共轭旳渐开线齿廓 给定其中任何三个原因， 两个运动原因，即两轮旳角速度 ω0 和ω 就能取得第四个原因
刀具齿廓拟定，强制刀具与轮坯以定传动比 i = ω0/ω运动
刀具旳齿廓（一种几何原因）就必然在轮坯上切削（包络）出轮 坯旳齿廓（另一种几何素）。
连续传动旳条件为：B1B2 ≥ Pb
可表达为：重叠度ε a = B1B2 / Pb≥ 1
ε a 分析：重叠度旳大小表白同步参加啮合轮齿啮合对数旳平均值
ε a = 1 时，一直只有一对轮齿啮合，确保最低连续传动； ε a < 1 时，齿轮传动部分时间不连续； ε a > 1 时，部分时间单齿啮合，部分时间双齿啮合。
pb
2
B1B2
B1P + PB2
ω2
ε = pb = πmcosα
ε=
1 （z1（tan α a1 – tanα ’) + z2（tan α a2 – tanα ’））
2π
由上式可知，重叠度 ε 与齿数 z 正有关，z 越大ε 越高；
啮合角 α’ 越大，重叠度 ε 越小。与模数m无关。
四、原则中心距 a 与实际中心距 a’
(最新整理)机械原理ppt全套-完整资料
a) 构件2包容3 b) 构件3包容2
2.四杆机构的应用
（1）基本型式四杆机构的应用
（2）演化型式四杆机构的应用
机械原理
沈阳航空工件 （1）周转副的条件 ① 最短杆长度＋最长杆长度≤其余两杆长度之和； ② 组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。 其中第一个条件称为杆长条件。
机构的原动件1和从动件3的运动都需要经过连杆2来传动。故 此类机构统称为连杆机构。
机构中的运动副一般均为低副。 故此类机构也称低副机构。
连杆机构中的构件多呈现杆的形状， 故常称构件为杆。 连 杆机构常用其所含的杆数而命名，故有四杆机构、六杆机构等。
机械原理
沈阳航空工业学院
传动特点 优点： ① 运动副一般为低副； ② 构件多呈现杆的形状； ③ 可实现多种运动变换和运动规律； ④ 连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。
摇杆3 连杆:2 周转副：A B 摆转副: C D
双摇杆机构 等腰梯形机构
曲柄摇杆机构 (crank-rocker mechanism)
机械原理
沈阳航空工业学院
铰链四杆机构
双曲柄机构
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 平行四边形机构
反平行四边形机构 双摇杆机构
(double crank mechanism)
机械原理
沈阳航空工业学院
1.铰链四杆机构有曲柄的条件
（1）周转副的条件 （2）铰链四杆机构有曲柄的条件
① 各杆长度应满足杆长条件； ② 最短杆为连架杆或机架。
例:铰链四杆机构 1）各杆长度满足杆长条件
结论：
2）各杆长度不满足杆长条件
如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连
架杆时，则机构为曲柄摇杆机构；当最短杆为机架时，则机
机械原理ppt课件完整版
齿轮传动的设计步骤
包括选择齿轮类型、确定齿轮模 数、齿数、压力角等参数，进行 齿轮强度校核等。
齿轮传动的应用
广泛应用于各种机械设备中，如 汽车、机床、工程机械等。
链传动的设计与分析
链传动的类型
包括滚子链传动、齿形链传动等。
链传动的设计步骤
包括选择链条类型、确定链条节距、链轮齿 数等参数，进行链条强度校核等。
定义与研究对象
机械系统动力学是研究机械系统在力作用下的运动规律及其与力的相互关系的学科。它主要 关注机械系统在外力作用下的运动状态，如速度、加速度、位移等的变化规律。
基本术语与概念
包括力、质量、加速度、动量、动能、势能等，这些术语和概念是描述机械系统运动状态的 基础。
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。
命和可靠性。
检测装备
包括测量仪器、检测设备等，用 于对加工过程中的产品精度和质 量进行检测和控制，确保产品符
合设计要求。
先进制造技术与装备简介
数控技术
机器人技术
通过计算机编程控制机床等加工装备，实现 自动化、高精度和高效率的加工过程。
应用机器人进行自动化生产，提高生产效率 和产品质量，降低劳动强度和生产成本。
2023
PART 03
机械传动与驱动
REPORTING
机械传动的类型和特点
摩擦传动
螺旋传动
利用摩擦力传递动力和运动的传动方 式，如带传动、摩擦轮传动等。其特 点是结构简单、成本低廉，但传动效 率较低且易磨损。
利用螺旋副传递动力和运动的传动方 式，如螺旋千斤顶、螺旋压力机等。 其特点是结构简单、自锁性好，但传 动效率较低。
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。
机械原理经典版课件
机构与机器的运动学分析
总结词
运动学分析是研究机构和机器中构件运动规律的方法，包括位置、速度和加速度 分析。
详细描述
通过运动学分析，可以确定各构件之间的相对位置关系、运动速度和加速度，从 而为机器的动态性能分析和优化设计提供基础。在分析过程中，通常采用坐标系 和参数方程来描述各构件的运动状态，并利用数学模型进行表达。
提高机械稳定性的措施
总结词：提高机械稳定性的措施包括优化结构设计、 增加阻尼材料、合理配置支撑等。这些措施有助于提 高机械系统的固有频率和阻尼比，从而提高其稳定性 。
详细描述：为了提高机械稳定性，可以采取多种措施。 首先，优化结构设计是关键，通过改进机械部件的形状 、尺寸和连接方式等，可以提高其刚度和质量分布的均 匀性，从而提高系统的固有频率和阻尼比。其次，增加 阻尼材料可以有效吸收振动能量，降低系统的振动幅值 ，从而提高其稳定性。此外，合理配置支撑也是重要的 措施之一，它可以减小机械部件的变形和振动，从而提 高其稳定性。在实际应用中，可以根据具体情况选择合 适的措施来提高机械稳定性。
动力学模型
动态优化设计
通过建立数学模型描述机械系统的动 态特性，包括运动方程、力矩方程等 。
根据机械系统的性能要求，优化设计 机械系统的结构参数和运动参数。
动态分析方法
通过求解动力学模型，分析机械系统 的动态响应，包括位移、速度、加速 度等。
机械系统动力学的应用实例
车辆动力学
研究汽车、火车等车辆的动力学 特性，包括悬挂系统、转向系统
2023-2026
END
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REPORTING
机等。
PART 02
机构与机器
机械原理ppt课件
机械原理ppt课件
汇报人：
xx年xx月xx日
• 机械原理概述 • 机械系统组成 • 机械运动学与动力学 • 常用机构分析 • 机械系统设计 • 机械系统优化与仿真
目录
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运动规 律、力的传递和能量转换的一门 学科。
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于机械设计、制造、维修和 性能优化具有重要意义。
01
02
03
汽车工业
汽车中的发动机、变速器 和底盘等关键部件的设计 和制造都涉及到机械原理 的应用。
航空航天
飞机和火箭等航空航天器 的设计和制造进程中，需 要运用机械原理来确保其 稳定性和可靠性。
机器人技术
机器人技术中需要运用机 械原理来设计机器人的运 动机构和控制机构，实现 精确的运动控制。
02
总结词
具有较大的传递力矩的能力。
详细描写
由于连杆机构中的构件之间是接触传递运动和力的，因此 能够承受较大的力矩，适用于传递较大功率的场合。
总结词
可以实现多种复杂的运动轨迹。
详细描写
通过改变连杆机构的构件尺寸、运动副的配置以及输入构 件的运动规律，可以实现多种复杂的运动轨迹，如往复摆 动、连续曲线等。
总结词
适用于高速、中等到重载的传动场合。
详细描写
凸轮机构适用于高速、中等到重载的传动场合，因为凸 轮与从动件之间的接触面积较小，能够承受较大的单位 压力，同时也能实现高速运动。
齿轮机构
总结词
实现回转运动最常用的一种机构。
详细描写
齿轮机构是实现回转运动最常用的机构之一，由两个或多 个齿轮通过齿廓相互啮合来实现回转运动，具有较高的传 动效率和精度。
汇报人：
xx年xx月xx日
• 机械原理概述 • 机械系统组成 • 机械运动学与动力学 • 常用机构分析 • 机械系统设计 • 机械系统优化与仿真
目录
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运动规 律、力的传递和能量转换的一门 学科。
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于机械设计、制造、维修和 性能优化具有重要意义。
01
02
03
汽车工业
汽车中的发动机、变速器 和底盘等关键部件的设计 和制造都涉及到机械原理 的应用。
航空航天
飞机和火箭等航空航天器 的设计和制造进程中，需 要运用机械原理来确保其 稳定性和可靠性。
机器人技术
机器人技术中需要运用机 械原理来设计机器人的运 动机构和控制机构，实现 精确的运动控制。
02
总结词
具有较大的传递力矩的能力。
详细描写
由于连杆机构中的构件之间是接触传递运动和力的，因此 能够承受较大的力矩，适用于传递较大功率的场合。
总结词
可以实现多种复杂的运动轨迹。
详细描写
通过改变连杆机构的构件尺寸、运动副的配置以及输入构 件的运动规律，可以实现多种复杂的运动轨迹，如往复摆 动、连续曲线等。
总结词
适用于高速、中等到重载的传动场合。
详细描写
凸轮机构适用于高速、中等到重载的传动场合，因为凸 轮与从动件之间的接触面积较小，能够承受较大的单位 压力，同时也能实现高速运动。
齿轮机构
总结词
实现回转运动最常用的一种机构。
详细描写
齿轮机构是实现回转运动最常用的机构之一，由两个或多 个齿轮通过齿廓相互啮合来实现回转运动，具有较高的传 动效率和精度。
机械原理课程(与“机构”有关优秀PPT)
第9页，共10页。
初步建立工程观点
本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、公式、标准及参数 和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、当量、 等效、代换等等。在机构分析与综合中，除解析法外还介、实验法以 及试凑等一些工程中实用的方法。因此在学习时，对名词应正确理解 其含义，对公式应着重于应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作 法。
4）常用机构的分析与设计
5）机构的选型与组合*
第7页，共10页。
本课程的特点
本课程是一门技术基础课，其最显著的特点是基础理论与工 程实际的结合。要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料 及机械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论力学的知识。但 并不是这些课程的简单重复，而是要引导学生如何应用所学的只 是解决工程实际中所遇到的问题。
第5页，共10页。
（3）机器的结构
传统的机器由如下三个部分组成：
原 动 部 分 传 动 部 分 执 行 部 分
现代机器一般由如下四个部分组成：
原 动 部 分 传 动 部 分 执 行 部
2．研究内容
1） 机构的组成及其自由度的计算
因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这些理论和方法如何在工
另外，实际工程工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用多 种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有分析、判断、决策 的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的 工作作风。
第10页，共10页。
2） 机构的运动分析 程实际中的应用。
是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。 在机构分析与综合中，除解析法外还介、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。 所以可以说，机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合体。 5）机构的选型与组合* 传统的机器由如下三个部分组成：
初步建立工程观点
本课程要用到很多与工程有关的名词、符合、公式、标准及参数 和对机械研究的一些常用的简化方法，如倒置、反转、转化、当量、 等效、代换等等。在机构分析与综合中，除解析法外还介、实验法以 及试凑等一些工程中实用的方法。因此在学习时，对名词应正确理解 其含义，对公式应着重于应用，而对方法则着重掌握其基本原理和作 法。
4）常用机构的分析与设计
5）机构的选型与组合*
第7页，共10页。
本课程的特点
本课程是一门技术基础课，其最显著的特点是基础理论与工 程实际的结合。要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料 及机械制造基础等先修课程的知识，尤其是理论力学的知识。但 并不是这些课程的简单重复，而是要引导学生如何应用所学的只 是解决工程实际中所遇到的问题。
第5页，共10页。
（3）机器的结构
传统的机器由如下三个部分组成：
原 动 部 分 传 动 部 分 执 行 部 分
现代机器一般由如下四个部分组成：
原 动 部 分 传 动 部 分 执 行 部
2．研究内容
1） 机构的组成及其自由度的计算
因此，在本课程的学习过程中，一方面要注意这些理论和方法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性，另一方面更要注意这些理论和方法如何在工
另外，实际工程工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解可采用多 种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有分析、判断、决策 的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的 工作作风。
第10页，共10页。
2） 机构的运动分析 程实际中的应用。
是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。 在机构分析与综合中，除解析法外还介、实验法以及试凑等一些工程中实用的方法。 所以可以说，机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合体。 5）机构的选型与组合* 传统的机器由如下三个部分组成：
机械原理ppt
F = 3×n - （2pl+ph)-F'
虚约束及其去除方法 虚约束是指机构中某些运动副代入得对机构运动
其重复约束作用的约束，其数目以p´表示。 除去虚约束的方法：
先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除 去，再来计算机构的自由度。
或从机构的约束数中减去虚约束数目p´。 F = 3×n - （2pl+ph-p')-F'
位 置 ， 因 P13 为 机 构 3 的绝对瞬心，则有
3
vB l BP13
2l AB l
BP13
2.56rad / s
vC l CP133 0.4m / s vE l P13E3 0.357m / s
3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置，因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故 从P13 引BC的垂线交于点E。由图可得
4）定出VC =0 时机构的两个位置，量出
1 26.4
2 226.6
已 知 ： 图 示 导 杆 机 构 尺 寸 ： lAB=0.051m ， lAC=0.114m, ω1 =5rad/s。试用瞬心法确定：机构在 图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。
通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定 运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
n=4, PL=6, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×4－2×6-1×0=0
F=3×10－2×13－2－1=1
计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否 有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪 一类虚约束）。最后判断该机构是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件），为什么？
若构成的是相对不可动的系统，则为珩架或结构 体，即蜕变为一个构件。运动链有首末封闭的闭链， 也有未封闭的开链。运动链还有平面运动链和空间运 动链之分。
虚约束及其去除方法 虚约束是指机构中某些运动副代入得对机构运动
其重复约束作用的约束，其数目以p´表示。 除去虚约束的方法：
先将机构中引入虚约束的运动副或运动链部分除 去，再来计算机构的自由度。
或从机构的约束数中减去虚约束数目p´。 F = 3×n - （2pl+ph-p')-F'
位 置 ， 因 P13 为 机 构 3 的绝对瞬心，则有
3
vB l BP13
2l AB l
BP13
2.56rad / s
vC l CP133 0.4m / s vE l P13E3 0.357m / s
3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置，因 BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故 从P13 引BC的垂线交于点E。由图可得
4）定出VC =0 时机构的两个位置，量出
1 26.4
2 226.6
已 知 ： 图 示 导 杆 机 构 尺 寸 ： lAB=0.051m ， lAC=0.114m, ω1 =5rad/s。试用瞬心法确定：机构在 图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。
通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定 运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
n=4, PL=6, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×4－2×6-1×0=0
F=3×10－2×13－2－1=1
计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否 有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪 一类虚约束）。最后判断该机构是否有确定运动 （图中箭头所示构件为原动件），为什么？
若构成的是相对不可动的系统，则为珩架或结构 体，即蜕变为一个构件。运动链有首末封闭的闭链， 也有未封闭的开链。运动链还有平面运动链和空间运 动链之分。
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机械原理
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16
沈阳航空航天大学
机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
1.铰链四杆机构有曲柄的条件
（1）周转副的条件 （2）铰链四杆机构有曲柄的条件
① 各杆长度应满足杆长条件； ② 最短杆为连架杆或机架。
例:铰链四杆机构 1）各杆长度满足杆长条件
结论：
2）各杆长度不满足杆长条件
如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连
（3）满足预定的轨迹要求
即要求在机构的运动过程中，连杆上某些点的轨迹能满足预 定的轨迹要求。
鹤式起重机 搅拌机构
连杆机构的设计方法有：图解法、解析法和实验法。
2. 用解析法设计四杆机构
（1）按预定的运动规律设计
1）按预定的两连架杆对应的位置设计 例1
2）按期望函数设计四杆机构
例2
（2）按预定的连杆位置设计
飞机起落架收放机构
折叠式桌的折叠机构
夹具
机械原理
沈阳航空工业学院
21
沈阳航空航天大学
机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
5.铰链四杆机构的连杆曲线
在四杆机构运动时，其连杆平面上的每一点均描绘出一条 曲线，称为连杆曲线(coupler curves)
B型
水滴型
面包型
瘦长型
机械原理
伪椭圆型
三角型
沈阳航空工业学院
a）已知连杆两个预定位置
b）已知连杆三个预定位置
c）已知连杆四个预定位置
机械原理
沈阳航空工业学院
26
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机械原理
第8章 平面连杆机构及其设计
(1)按连杆预定位置设计四杆机构
1 )假设活动铰链B、C已知，求固定铰链A、D
机械原理全套ppt课件
机械传动系统
轴系零部件
熟悉带传动、链传动、齿轮传动等传动方 式的工作原理、特点及应用场合。
了解轴承、轴、联轴器、离合器等轴系零部 件的结构、功能及选用原则。
机械原理在实际工程应用中的价值
1 2
指导机械设计
机械原理为机械设计提供理论依据，指导设计师 进行科学合理的机构选型、传动方案制定和零部 件设计。
获得综合性能最优的连杆机构方案。
多目标优化
在给定设计空间和约束条件下，寻求连杆机构材料的 最优分布，以实现轻量化设计和提高机构的整体性能 。
04 凸轮机构设计与 分析
凸轮机构类型及特点
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，适用于较小行程
的场合。
移动凸轮
等因素。
07 轮系设计与分析
轮系类型及特点
定轴轮系
所有齿轮的几何轴线均固定不变，适 用于简单、低速的传动系统。
混合轮系
由定轴轮系和行星轮系组合而成，兼 具两者的特点，适用于复杂、高速的 传动系统。
行星轮系
至少有一个齿轮的几何轴线绕其他齿 轮的几何轴线转动，结构紧凑、承载 能力大、传动效率高。
轮系传动比计算方法
06 蜗杆传动设计与 分析
蜗杆传动类型及特点
蜗杆传动类型
包括圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。
蜗杆传动特点
具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小、自锁性好等特点。但同时也存在 效率低、发热量大、制造成本高等缺点。
蜗杆传动参数选择与强度计算
参数选择
包括蜗杆头数、蜗轮齿数、模数、压 力角、螺旋角等参数的选择，需根据 传动要求和工作条件进行确定。
机械原理课程目标与要求
机械原理(全套154页PPT课件)
接触，且易于制造，易于保证所要求的制造精度 3）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，工程
上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。
4）可实现远距离传递的操纵机构。
不足之处： 1）不易于传递高速运动。 2）可能产生较大的运动累积误差。 3）平面连杆机构的设计较为繁难。
§2-1 平面四杆机构的基本形式、演变
构件和零件 构件 机器中的独立运动单元 • 零件 机器中的制造单元
机架（固定构件）
构件分成以下几种
主动件
活动构件
从动件
其中，运动规律已知的活动构件称为原动件，
输出运动或动力的从动件称为输出件。
由若干零件组成 的构件——连杆
1--连杆体 2--螺栓 3--螺母 4--连杆盖
1
2 3
4
二、运动副及其分类
n –活动构件数；Pl –低副数；Ph –高副数
n = 3, Pl= 4 F = 3×3–2×4 = 1
n = 4, Pl = 5 F = 3×4–2×5 = 2
平面机构具有确定运动的条件是：
１）机构自由 度数 F≥1。 2） 原动件数目等于机构自由度数F.
三、计算机构自由度时应注意的几种情况
1) 正确确定运动副的数目 由三个或三个以上构件组成的轴线重
如转动副、移动副。
2）高副：点或线接触的运动副。 如齿轮副、凸轮副。
也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平 面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空 间运动。如螺旋副，球面副。
第一章
平面机构具有确定 运动的条件
构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。
上常用来作为直接完成某种轨迹要求的执行机构。
4）可实现远距离传递的操纵机构。
不足之处： 1）不易于传递高速运动。 2）可能产生较大的运动累积误差。 3）平面连杆机构的设计较为繁难。
§2-1 平面四杆机构的基本形式、演变
构件和零件 构件 机器中的独立运动单元 • 零件 机器中的制造单元
机架（固定构件）
构件分成以下几种
主动件
活动构件
从动件
其中，运动规律已知的活动构件称为原动件，
输出运动或动力的从动件称为输出件。
由若干零件组成 的构件——连杆
1--连杆体 2--螺栓 3--螺母 4--连杆盖
1
2 3
4
二、运动副及其分类
n –活动构件数；Pl –低副数；Ph –高副数
n = 3, Pl= 4 F = 3×3–2×4 = 1
n = 4, Pl = 5 F = 3×4–2×5 = 2
平面机构具有确定运动的条件是：
１）机构自由 度数 F≥1。 2） 原动件数目等于机构自由度数F.
三、计算机构自由度时应注意的几种情况
1) 正确确定运动副的数目 由三个或三个以上构件组成的轴线重
如转动副、移动副。
2）高副：点或线接触的运动副。 如齿轮副、凸轮副。
也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平 面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空 间运动。如螺旋副，球面副。
第一章
平面机构具有确定 运动的条件
构件运动，即对整个机构运动无关的自由度。
机械原理课件完整版
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机械平衡的内容
研究机械系统在各种力作用下的平衡条件，分析平衡状态下系 统的受力情况和运动特性，以及探讨实现平衡的方法和措施。
刚性转子的平衡设计
01
刚性转子平衡设计的原则
根据转子的结构特点和工艺要求，选择合适的平衡方法，确定平衡精度
等级和校正量，以保证转子在运转过程中的稳定性和可靠性。
02 03
刚性转子平衡设计的方法
采用静平衡或动平衡方法，通过测量转子的不平衡量，对其进行相应的 校正，使转子达到平衡状态。其中，静平衡方法适用于低速、小直径的 转子，而动平衡方法适用于高速、大直径的转子。
刚性转子平衡设计的注意事项
在进行转子平衡设计时，需要考虑转子的结构刚度、转速、轴承类型等 因素对平衡的影响，同时还需要注意测量仪器的精度和测量方法的正确 性。
刚性转子平衡试验的注意事项 在进行转子平衡试验时，需要选择合适的试验设备和测量方法，确保试验结果的准确性和可靠性。同时， 还需要注意试验过程中的安全问题，防止意外事故的发生。
07
机械的运转及其速度波 动的调节
机械运转过程及驱动力、阻力矩
01
02
03
机械运转过程
机械运转是指机械设备中 各个零部件之间通过相互 作用和传动，实现预定的 运动和功能的过程。
利用速度瞬心进行机构的速度分析，可以简化计算过程，提高求 解效率。
用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析
1 2
矢量方程的建立
根据机构中各构件之间的运动关系，建立矢量方 程。
矢量方程的解法
运用几何方法求解矢量方程，得到机构的速度和 加速度。
3
矢量方程图解法的应用 适用于平面机构中速度和加速度的求解，具有直 观、形象的特点。
经典课件机械原理(课件)
机械系统的等效动力学模型
等效动力学模型的概念
等效动力学模型的建立 方法
等效动力学模型的应用
等效动力学模型是指将复杂的机械系 统简化为一个或几个简单的动力学模 型，以便于分析和计算。通过等效动 力学模型，可以方便地研究机械系统 的动态特性，如振动、稳定性等。
建立等效动力学模型的方法有多种， 如集中参数法、分布参数法、有限元 法等。这些方法都是将复杂的机械系 统简化为一个或几个简单的动力学模 型，以便于分析和计算。
经典课件机械原理(课件)
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面机构的力分析 • 机械的平衡 • 机械的运转及其速度波动的调节
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。
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。它为机械设计、制造、控制和使用提供了基本的理论 和方法。
培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。
02
机构的结构分析
机构组成与分类
机构组成
由两个或两个以上的构件通过活动联接形成的构件系统。
机构分类
按组成的各构件间相对运动的不同，机构可分为平面机构（如平面连杆机构、圆 柱齿轮机构等）和空间机构（如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等）。
机构运动简图及表示方法
机构运动简图
自锁
当驱动力作用于机构的某一构件上， 若不能使机构产生运动，则称该机构 处于自锁状态。自锁条件与机构的受 力情况、摩擦系数等因素有关。
05
机械的平衡
机械平衡的目的和内容
要点一
机械原理完整ppt课件
微器等。
04 连杆机构与凸轮机构
连杆机构的基本形式和设计方法
连杆机构的基本形式
包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构等，每种形式都有其特定的运动特 性和应用场合。
连杆机构的设计方法
根据给定的运动规律和设计要求，选择合适的连杆机构形式，并通过几何关系、 运动学分析和动力学计算等方法，确定机构的尺寸、运动参数和动力参数。
机械原理完整ppt课 件
目录
CONTENTS
• 机械原理概述 • 机构的结构分析与设计 • 机械传动与驱动 • 连杆机构与凸轮机构 • 间歇运动机构与组合机构 • 机械系统动力学与平衡 • 现代设计方法在机械原理中的应用
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运动、 力和能量转换规律的科学。
01
链传动应用
适用于机床、起重机械、农业机械等需要较大传动比和较高效率的场合
。
02
带传动应用
广泛应用于轻工、纺织、化工等行业的传动系统中，如缝纫机、皮带运
输机等。
03
螺旋传动应用
常用于机床进给机构、千斤顶、螺旋压力机等需要直线运动或升降运动
的场合。同时，在精密仪器和微调装置中也有广泛应用，如精密螺旋测
中的重要性。
优化设计的数学模型
02
讲解优化设计的数学模型，包括设计变量、目标函数和约束条
件等要素的定义和表示方法。
优化算法与实例分析
03
介绍常用的优化算法，如梯度下降法、遗传算法等，并通过实
例分析展示如何在机械设计中应用这些算法进行优化。
可靠性设计在机械原理中的应用
可靠性设计的基本概念
介绍可靠性设计的定义、目的和意义，阐述可靠性设计在机械设计中的重要性。
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机械原理及机械结构简介
➢研究对象和内容
§1 研究对象和内容
机械 机构和机器的总称
机器种类 ：金属切削机床 内燃机 汽车 拖拉机 卷扬机 ......
是能量变换的装置，即可将某种形式
动力机器
的能量变换成机械能，或者把机械能 变换成其他形式的能量:电动机，燃
机
煤油核，水风潮汐地热太阳能。
工作机器 是完成有用的机械功或者是搬运
螺旋副
球面副
●
若干构件通过运动副联接而成的可动系统 称运动链
若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为 机构。 机构中构件的分类：
1、机架（描述运动的参考系） 2、原动件（运动规律已知的构件） 3、从动件
§2 平面机构运动简图的绘制
机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图
与运动有关的因素：
机构中独立运动的物体称为构件
连杆是内燃机中的一个构件，它由连 杆体1、连杆盖2、轴瓦3、4和5以及螺栓6、 螺母7、开口销8等零件构成。
构件（运动的整体） 零件（制造的单元）
研究对象： 常用机构 （连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构…）
主要内容：
机械原理 结构分析（机构的组成及其自由度的计算等） 运动分析（机构的速度和加速度分析等） 机器动力学（机械的平衡、机械的运转与调速等） 常用机构的分析与设计（机构综合） 机构的选型与组合（机械系统运动方案设计）
1. 转动副
y
y
0
x
0FF=31
约束数 S = 2 x
不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相 对固定，运动副引入的约束数S均相同。
●
2. 移动副 约束数 S = 2
3. 齿轮副
4. 凸轮副
n
n
约束数 S = 1
平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1
n n
●
三、平面机构的自由度 1.机构自由度的计算公式 机构的自由度 F= 3活动构件数-2低副数 -1高副数
器
物品：汽车起重机机床。
信息机器
是用来获得和变换信息：计算机绘 图复印传真手机。
机器与其它装置的主要区别是： 机器一定要作机械运动，并通过运动来实现
物料和信息的变换与传递且对外作功，完成能量
转换。
机器组成：原动机，传动机构，执行 机构，控制系统。
内燃机
平底凸 轮机构
内燃机
1 箱体 4 曲轴 7 凸轮
§1 构件及其运动副
一、构件 —— 运动的单元.
二、运动副 —— 两个构件直接接触且具有确定相 对运动的联接。
运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。 平面运动副分类:
转动副
移动副
特点：面接触、相对转动或相对移动 低副
●
齿轮副
凸轮副
特点：点或线接触、沿接触点切线方向相对移动 绕接触点的转动 高副
2
A
B
1
3
D 4 C
●
例2 活塞泵
§3 平面机构的自由度 一、构件的自由度
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置 所需独立坐标数）。 一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
y x
1
x
2
●
二、平面运动副的约束条件
约束— 限制 约束条件 —
约束数
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
2 活塞 3 连杆 5、6 齿轮 8 推杆
连杆机构 齿轮机构 凸轮机构
内燃机
箱体+
活塞、连杆、曲轴
连杆机构
齿轮
齿轮机构
凸轮、推杆
凸轮机构
牛头刨床
机构
具有确定相对运动 的组合体，是机器的 主要组成部分。 （传递运动和力或改变 运动形式）
连杆机构 齿轮机构
电动机
螺旋机构
机器 具有确定的相对运动的
组合体，并能完成有益的机械功 或转换机械能。
机械原理研究的基本问题： 机械原理研究的基本问题：
机构分析
机构综合
机构分析： 根据给定的机构运动简图来研究机构的运动特性和传力特性。
机构综合： 根据给定的机构运动特性和传力特性来设计机构运动简图。
平面机构的结构分析
内容
•构件及其运动副 •机构运动简图的绘制 •平面机构自由度的计算
重点
运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、 机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
（通常，原动件为含低副构件且析
内容
•运动分析目的和方法 •用速度瞬心法求机构的速度 •用矢量方程图解法求机构的速度和加速度 •复杂机构的速度分析 •用解析法求机构的速度和加速度
重点
速度瞬心及“三心定理”的运用、矢量方程图解 法求一般机构的速度和加速度。
§1 运动分析目的和方法
目的：
确定机构的运动参数
（轨迹、位移、速度、加速度等）
方法：
图解法（瞬心法、矢量方程）
形象直观、繁琐精度低。
解析法（矢量方程、复数、矩阵等）
精度高、公式复杂、计算量大。
§2 用速度瞬心法分析机构的速度
构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置
表达方式：
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
一、运动副符号
转动副 移动副
齿轮副
凸轮副
1
1
2
2
2
2
螺旋副
机构运动简图表
球面副
二、构件
不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖 面线表示机架。
带运动副元素的构件
三、机构运动简图的绘制
▪回转副：回转副中心 ▪移动副：垂直导轨无穷远处 ▪纯滚动高副：接触点 ▪一般高副：接触点公法线上
一、速度瞬心的概念 速度瞬心 瞬时等速重合点（同速点）
B
•
A• VA
VB
P
绝对瞬心 VPij=0 相对瞬心 VPij0
1
2
B
•
A
•
VA2A1
P12 P21
VB2B1
瞬心Pij（i、j代表构件）
二、瞬心数目的确定
方法：计算或作图
K N(N1) N—构件数 2
三、瞬心位置的确定 1）由运动副直接相联的两构件
方法与步骤： 1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺； 5.验算自由度。
B A
C
A
机架
B C
3 C 23 4
2
B 12
1
A 14
4
C234
2
3 4
B12
1 A14
例1 颚式破碎机
计算公式 F ＝3n 2PL PH
例
F＝3n2PL PH F＝3n2PLPH F＝3n2PLPH
＝3 3 2 4 0 ＝34 2 5 0 ＝3 2 2 2 1
＝1
＝2
＝1
●
三个构件通过三
个转动副相连, 相
当于一个构件。
F=3n-2PL-PH
=3 2-23 -0 =0
F=3n-2PL-PH =3 3-25-0 =-1
➢研究对象和内容
§1 研究对象和内容
机械 机构和机器的总称
机器种类 ：金属切削机床 内燃机 汽车 拖拉机 卷扬机 ......
是能量变换的装置，即可将某种形式
动力机器
的能量变换成机械能，或者把机械能 变换成其他形式的能量:电动机，燃
机
煤油核，水风潮汐地热太阳能。
工作机器 是完成有用的机械功或者是搬运
螺旋副
球面副
●
若干构件通过运动副联接而成的可动系统 称运动链
若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成为 机构。 机构中构件的分类：
1、机架（描述运动的参考系） 2、原动件（运动规律已知的构件） 3、从动件
§2 平面机构运动简图的绘制
机构运动简图 表示机构运动特征的一种工程用图
与运动有关的因素：
机构中独立运动的物体称为构件
连杆是内燃机中的一个构件，它由连 杆体1、连杆盖2、轴瓦3、4和5以及螺栓6、 螺母7、开口销8等零件构成。
构件（运动的整体） 零件（制造的单元）
研究对象： 常用机构 （连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构…）
主要内容：
机械原理 结构分析（机构的组成及其自由度的计算等） 运动分析（机构的速度和加速度分析等） 机器动力学（机械的平衡、机械的运转与调速等） 常用机构的分析与设计（机构综合） 机构的选型与组合（机械系统运动方案设计）
1. 转动副
y
y
0
x
0FF=31
约束数 S = 2 x
不论形成运动副的两个构件是否其中有一个相 对固定，运动副引入的约束数S均相同。
●
2. 移动副 约束数 S = 2
3. 齿轮副
4. 凸轮副
n
n
约束数 S = 1
平面低副约束数 S = 2 平面高副约束数 S = 1
n n
●
三、平面机构的自由度 1.机构自由度的计算公式 机构的自由度 F= 3活动构件数-2低副数 -1高副数
器
物品：汽车起重机机床。
信息机器
是用来获得和变换信息：计算机绘 图复印传真手机。
机器与其它装置的主要区别是： 机器一定要作机械运动，并通过运动来实现
物料和信息的变换与传递且对外作功，完成能量
转换。
机器组成：原动机，传动机构，执行 机构，控制系统。
内燃机
平底凸 轮机构
内燃机
1 箱体 4 曲轴 7 凸轮
§1 构件及其运动副
一、构件 —— 运动的单元.
二、运动副 —— 两个构件直接接触且具有确定相 对运动的联接。
运动副元素——两构件相互接触的点、线、面。 平面运动副分类:
转动副
移动副
特点：面接触、相对转动或相对移动 低副
●
齿轮副
凸轮副
特点：点或线接触、沿接触点切线方向相对移动 绕接触点的转动 高副
2
A
B
1
3
D 4 C
●
例2 活塞泵
§3 平面机构的自由度 一、构件的自由度
自由度构件所具独立运动的个数（确定构件位置 所需独立坐标数）。 一个完全自由的平面运动构件具有三个自由度。
y
y
x
y x
1
x
2
●
二、平面运动副的约束条件
约束— 限制 约束条件 —
约束数
运动副的形成引入了约束，使构件失去运动自由度。
2 活塞 3 连杆 5、6 齿轮 8 推杆
连杆机构 齿轮机构 凸轮机构
内燃机
箱体+
活塞、连杆、曲轴
连杆机构
齿轮
齿轮机构
凸轮、推杆
凸轮机构
牛头刨床
机构
具有确定相对运动 的组合体，是机器的 主要组成部分。 （传递运动和力或改变 运动形式）
连杆机构 齿轮机构
电动机
螺旋机构
机器 具有确定的相对运动的
组合体，并能完成有益的机械功 或转换机械能。
机械原理研究的基本问题： 机械原理研究的基本问题：
机构分析
机构综合
机构分析： 根据给定的机构运动简图来研究机构的运动特性和传力特性。
机构综合： 根据给定的机构运动特性和传力特性来设计机构运动简图。
平面机构的结构分析
内容
•构件及其运动副 •机构运动简图的绘制 •平面机构自由度的计算
重点
运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、 机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
（通常，原动件为含低副构件且析
内容
•运动分析目的和方法 •用速度瞬心法求机构的速度 •用矢量方程图解法求机构的速度和加速度 •复杂机构的速度分析 •用解析法求机构的速度和加速度
重点
速度瞬心及“三心定理”的运用、矢量方程图解 法求一般机构的速度和加速度。
§1 运动分析目的和方法
目的：
确定机构的运动参数
（轨迹、位移、速度、加速度等）
方法：
图解法（瞬心法、矢量方程）
形象直观、繁琐精度低。
解析法（矢量方程、复数、矩阵等）
精度高、公式复杂、计算量大。
§2 用速度瞬心法分析机构的速度
构件数目 运动副数目及类型 运动副之间的相对位置
表达方式：
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
一、运动副符号
转动副 移动副
齿轮副
凸轮副
1
1
2
2
2
2
螺旋副
机构运动简图表
球面副
二、构件
不管构件形状如何，简单线条表示，带短剖 面线表示机架。
带运动副元素的构件
三、机构运动简图的绘制
▪回转副：回转副中心 ▪移动副：垂直导轨无穷远处 ▪纯滚动高副：接触点 ▪一般高副：接触点公法线上
一、速度瞬心的概念 速度瞬心 瞬时等速重合点（同速点）
B
•
A• VA
VB
P
绝对瞬心 VPij=0 相对瞬心 VPij0
1
2
B
•
A
•
VA2A1
P12 P21
VB2B1
瞬心Pij（i、j代表构件）
二、瞬心数目的确定
方法：计算或作图
K N(N1) N—构件数 2
三、瞬心位置的确定 1）由运动副直接相联的两构件
方法与步骤： 1.确定构件数目及原动件、输出构件； 2.根据各构件间的相对运动确定运动副的种类和数目； 3.选定比例尺，按规定符号绘制运动简图； 4.标明机架、原动件和作图比例尺； 5.验算自由度。
B A
C
A
机架
B C
3 C 23 4
2
B 12
1
A 14
4
C234
2
3 4
B12
1 A14
例1 颚式破碎机
计算公式 F ＝3n 2PL PH
例
F＝3n2PL PH F＝3n2PLPH F＝3n2PLPH
＝3 3 2 4 0 ＝34 2 5 0 ＝3 2 2 2 1
＝1
＝2
＝1
●
三个构件通过三
个转动副相连, 相
当于一个构件。
F=3n-2PL-PH
=3 2-23 -0 =0
F=3n-2PL-PH =3 3-25-0 =-1