机械原理课件第二章共47页
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机械原理课件第二章CH02西工大版
3×4－(2×5＋0) 2
§2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项
F 3n (2 pl p h ) 3 5 (2 6 0) 3
F 3n (2 pl p h ) 3 3 ( 2 3 1) 2
F 3n (2 pl p h ) 3 4 (2 6 0) 0
§2-2 机构的组成
2、运动副
(1) 运动副定义
运动副：两个构件直接接触又能产生一定相对运动的活动联接。
组成机构的各构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的 联接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动。
运动副元素：两构件上参与接触而构成运动副的表面(构成运动副 的点、线、面)。
转动副
移动副
?
§2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项
1、复合铰链
2、局部自由度 3、虚约束
§2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项
1、复合铰链
两个以上构件在同一处(同一轴上)以转动副相联接称为复合铰链。
由m个构件组成的复合铰链，共有 (m-1) 个转动副。
F 3n (2 pl p h ) 3 5 (2 7 0) 1
3、虚约束
平面机构中虚约束的几种常见情况
④ 机构中对运动传递不起独立作用的对称部分所带入的约束为虚约束。
带虚约束的定轴轮系
F = 3n－(2pl＋ph) = 3×3－(2×3＋2) = 1
§2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项
3、虚约束
平面机构中虚约束的几种常见情况
⑤ 在机构运动过程中，如果两构件上某两点的距离始终保持不变，则在
活塞
曲轴 气缸体
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
2020/3/27
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
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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
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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。
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机械原理课件第二章CH02西工大版
步骤
首先确定机构的构件数和运动副 类型，然后按照一定的比例画出 各构件之间的相对位置，最后用 线条和符号表示出各运动副的连
接关系。
意义
通过机构运动简图可以直观地了 解机构的运动特性和结构特点， 为后续的分析和设计提供基础。
03
平面连杆机构
平面连杆机构的组成与分类
组成
平面连杆机构由机架、连杆、曲 柄和摇杆等构件组成。
螺旋压力机
螺旋压力机是一种常见的螺旋机构，它由螺杆和螺母组成，通过旋 转螺杆来产生压力。
螺旋千斤顶
螺旋千斤顶是一种用于顶升重物的螺旋机构，它由螺杆和螺母组成 ，通过旋转螺杆来顶升重物。
万向联轴节机构
万向联轴节
万向联轴节是一种常见的万向联轴节机 构，它由两个叉形接头和一个十字轴组 成，可以实现两个轴之间的任意角度的 连接。
05 齿轮机构
齿轮机构的组成与分类
组成
齿轮机构主要由主动齿轮、从动齿轮和机架组成，通过齿间的相互作用传递动力和运动。
分类
根据齿轮的形状和旋转方向，齿轮机构可分为直齿、斜齿和锥齿等类型，每种类型又有多种不同的变 种。
齿轮机构的工作特性
传动效率
齿轮机构的传动效率高，能够实 现精确的传动比，且长期使用下
凸轮机构的工作特性
工作原理
凸轮机构通过凸轮的转动 或移动，使从动件产生预 期的运动规律。
运动特性
凸轮机构的运动特性取决 于凸轮的形状、从动件的 类型以及两者之间的相对 位置关系。
动力学特性
凸轮机构在传递运动和力 的过程中，会受到各种阻 力和惯性的影响，从而产 生一定的动态响应。
凸轮机构的设计与优化
设计步骤
凸轮机构的设计需要经过初步设计、 运动分析和动力学分析等步骤，以确 保机构能够实现预期的运动规律并具 有足够的稳定性。
南京理工大学机械原理chapter2ppt课件
2.1 Purpose of Structural Analysis
2.2 Planar Kinematic Pairs(平面运动副) and Planar Mechanisms 2.3 The Kinematic Diagram of a Mechanism(机 构运动简图) 2.4 Degree of Freedom of a Mechanism 2.5 Points for Attention during the Calculation
The shaded(带阴影线) links represent the frame.
2 A revolute is conveniently(方便地) represented 1a small circle by placed at the centre of the 2 revolute no matter how 1 large its radius(半径) is. 1 2 1
Types of kinematic pairs: （根据两构件接触方式的不同）
• • • • • • Revolute pair(转动副) Sliding pair or Prismatic pair(移动副) Screw pair(螺旋副) Spherical pair(球面副) Gear pair(齿轮副) Cam pair(凸轮副)
2.3.1 Definition The Kinematic Diagram of the Mechanism 机构运动简图 This diagram is used only to express the relationship between the motions of links, it should be simple but provide all necessary (but not redundant多余的) information determining the relative motion of all links.
机械原理机械中的摩擦机械效率及自锁讲课文档
2f
R
p2d
r
r
第28页，共47页。
二、转动副中摩擦力：
2.轴端摩擦：
(1)新轴端， p＝常数，则： pG/(R2r2)
Mf
2f
Rp2d＝2fp(R3
r
3
r3)
2 3
fG(R3 R2
r3) r2
(2)跑合轴端
跑合初期: p＝常数，外圈V↑→磨损快 → p↓→磨损变慢
内圈V↓→磨损慢 → p↑→磨损变快
v
Fv
αG
l
M=Fd2/2=Gd2tan（α+ψ）/2
πd2
第15页，共47页。
一、移动副中摩擦力的确定：
②反行程（求放松力矩M’）：
当螺母顺着G力等速向下运动时，相当于滑块沿斜面等速下滑，于 是可求得必须加在螺纹中径处的圆周力为：
F’=Gtan（α-ψ） 而放松力矩为： M’=F’d2/2=Gd2tan（α-ψ）/2 当α>φ，则M’为正值，螺纹自动松开，其方向与螺母运动方向
第23页，共47页。
二、转动副中摩擦力：
1.轴径摩擦：
例1：如图所示一四杆机构，曲柄１为主动件，在驱动力矩Ｍd的作用下沿
ω1方向转动，试求转动副Ｂ、Ｃ中作用力方向线的位置．图中小圆为 摩擦圆，解题时不考虑构件自重及惯性力．
B
ωM1d1 A
解：1.确定FR12、FR32 的方向。
C
由构件1的运动方向可知构
Mf
Ff21rFN21 f r
G 1f
2
r
f
Gr
fv
G FR21 Mf
FN21 Ff21
第20页，共47页。
二、转动副中摩擦力：
机械原理第二章
1——输入
2 5 1
4——输出
计算自由度:
F=3ㄨ4–2ㄨ4–1ㄨ2=2
4
6）二构件组成若干个平面高副，但接触点间的距离 为常数或各接触点处的公法线彼此重合。
1
2
去掉一个高副
3
计算自由度:
F=3ㄨ2 –2ㄨ2 –1ㄨ2=0
F=3ㄨ2 –2ㄨ2 –1ㄨ1=1
等宽凸轮机构
等径凸轮机构
虚约束的本质是什么?
机构的具有确定运动的条件：
1)若机构自由度Ｆ≤０，则机构不能动； 2)若Ｆ>0，而原动件数<F，则构件间的运动是不 确定的； 3)若Ｆ>０，而原动件数>F，则构件间不能运动或 薄弱处产生破坏； 4)若Ｆ>０且与原动件数相等，则机构各构件间的 相对运动是确定的。
因此，机构具有确定运动的条件是：Ｆ>０且机构 的原动件数等于机构的自由度数。
§2.3.1 运动副和构件的表示方法
1、运动副符号
表示转动副的小圆，圆心必须与相对回转轴重合；表示移 动副的滑块其导路必须与相对移动的方向一致；表示平面 高副的曲线，其曲率中心的位置必须与实际轮廓相符。
2、构件与运动副相联接的表达方法
3、常用机构的简图符号
符号五：
§2.3.2 平面机构运动简图的绘制
2.绘制机构运动简图的方法和步骤
⑴弄清机构的组成情况
按运动传递的顺序，找出原动件、从动件、机架， 确定构件的数目，运动副的数目和类型。
⑵测定与机构运动有关的尺寸
各转动副之间的中心距，轴线固定的转动副到移动 副导路中心线的距离。
⑶正确选择投影平面
选择与机构运动平面相平行的面
⑷选定比例尺按规定符号画出运动简图 （从原动件开始画)）
机械原理课件第二章PPT演示文稿
2）按其接触形式分 高副：点、线接触的运动副 低副：面接触的运动副
3）按其相对运动形式分
转动副（回转副或铰链） 移动副 螺旋副 球面副
运动副还可分为平面运动副与空间运动副两类。
4
机构的组成(3/4)
（2）运动副符号
运动副常用规定的简单符号来表达（GB4460－84）。 各种常用运动副模型 常用运动副的符号表
i=m+1
由上式可知，公共约束m=0,1,2,3,4。故相应的机构分别 称为0族、1族、2族、3族、4族机构（五类）。
例2-6 楔形滑块机构
解 因此机构为全移动副平面机构，故 m＝4，则
F＝(6－m)n－(5－m)p5 ＝(6－4)×2－(5－4)×3 ＝1
14
（3）空间开链机构的自由度计算
机构自由度的计算(4/4)
（2）选定视图平面；
（3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。
举例： 内燃机机构运动简图绘制
颚式破碎机机构运动简图绘制
9
§2-4 机构具有确定运动的条件
一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 两个例子 例2-3 铰链四杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动完全确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的最薄弱环节损坏。 例2-4 铰链五杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动不确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的运动完全确定。
11
§2-5 机构自由度的计算
1.平面机构自由度的计算
（1）计算公式
F＝3n－(2pl＋ph)
式中：n为机构的活动构件数目； pl 为机构的低副数目； ph为机构的高副数目。
(2)举例 1）铰链四杆机构 F＝3n－(2pl＋ph)
机械原理_第二章-2相对运动图解、解析 ppt课件
2 B
A
ω2
D ω4 α4
ω3 a3 3 C
x
5E (E5,E6) 6 ω6 x
（3） 求vE3: 用速度影像求解
（4） 求vE6: vE6 vE5 vE6E5 大小： ？ √ ?
方向：⊥EF √ ∥xx
（5） 求3、4、5
3
vCB l BC
bcv BCl
rad / s; 4
c´
acbt
n
b
acbn
2）在加速度多边形中，联接绝对加速度矢端两点的矢量，代
表构件上相应两点的相对加速度，例如
:
b
c
代表
aCB
。
3）在加速度多边形中，极点 p´ 代表机构中加速度为零的点。
4） 已知某构件上两点的加速度，可用加速度影象法求该构件上
第三点的加速度。
ppt课件
12
三、两构件重合点间的速度和加速度的关系
取长度比例尺 l
实际尺寸 图示尺pp寸t课件m
/
mm
,
作机构运动简图。
4
（1） 速度关系：
①根据运动合成原理，列出 速度矢量方程式： VC2 VB2 VC2B2
大小： ? ω1lAB ?
方向： ∥xx ⊥AB ⊥BC
②确定速度图解比例尺μv( (m/s)/mm) ③作图求解未知量：
lBC
4
aCt D lCD
n4 ca
lCD
(3) 求aE ：利ppt课用件影像法求解 aE3 pe22a
(4) 求aE6和6
akE6E5 = 25vrE6E5
n3
b
2 B
A
机械原理第二章
平面连杆机构及其设计•、连杆机构若干个构件全用低副联接而成的机构，也称之为低副机构。
二、连杆机构的分类1、根据构件之间的相对运动分为:平面连杆机构，空间连杆机构。
2、根据机构中构件数目分为：四杆机构、五杆机构、六杆机构等。
三、平面连杆机构的特点1）适用于传递较大的动力，常用于动力机械。
2）依靠运动副元素的几何形面保持构件间的相互接触，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不足之处：1）不宜于传递高速运动。
2）可能产生较大的运动累积误差。
§2-1平面四杆机构的基本形式、演变及其应用、平面四杆机构的基本茫式在连架杆中，能 绕其轴线回转360。
连架杆者称为曲柄；仅能绕其轴线往复摆动 者称为摇杆。
1） 曲柄摇杆机构:两连架杆中,一个为曲柄, 而另一个为摇杆。
2） 双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。
连架检机架连杆23 43）双两连架杆均为摇杆。
二平面四杆机构的演变1转动副转化为移动副/・,/丄/13B/aa2C3As - l ABsin (p导杆机构曲柄滑块机构3扩大转动副c・―・—・e・ c2§2-2平面四杆机构设计中的共性问题\平面四杆机构有曲柄的条件平面四杆机构输出件的急回特性三、平面机构的压力角和传动角、死点四、运动的连续性・、平面四杆机构有曲柄的条件UU d+a欲使连架杆AB成为曲柄，则必须使AB通过与机架共线的两个位置，即必须满足a+dWb+c (4-1)|d-a|2|b-c| (4-2)(1)若dMa,则可得a+bWc+d (若b>c)a+cWb+d (若c>b) 从而可得「aWby aWc—J aWd I(2)若dWa 则可得 fd + a <b + c* d + b < a + c (b > c) d + c< a + b (c >b) 平面连杆机构有曲柄的条件:1）连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最 短杆;2）最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆 的杆长之和。
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。
机械原理课件第二章
第二章
机构的组成和结构分析
局部自由度F’ ——与整个机构运动无关的自由度。 凸 轮 机 构
单击……
左图：
F 3n 2PL PH 3 3 2 3 1 2 （计算错误）
右图： F
3n 2PL PH 3 2 2 2 1 1
第二章
机构的组成和结构分析
第二章
机构的组成和结构分析
1 机构结构分析的目的
2 平面机构的组成及运 动简图的绘制
3 机构自由度的计算
4 平面机构的组成原理与 结构分析 5 平面机构的结构综合
第二章
机构的组成和结构分析
绘制机构运动简图
1分析运动、数清构件 2判定运动副性质并表达之 3表达构件
机器
机械 零件 构件 + 运动副→→运动链→→
从动件
结构综合
第二章
机构的组成和结构分析
（1） 研究机构的组成及机构具有确定运动的条件。 （2） 研究机构运动简图的绘制方法，即研究如何用简单的图 形表示机构的结构和运动状态。 （3）研究机构的组成原理，并根据结构特点对机构进行分 类，以便于对机构进行结构分析。
第二章
机构的组成和结构分析
平面机构：所有构件在同一平面或相互
n＝ ４，ＰL＝５，ＰH＝０
Ｆ＝３×４－２×５－０＝２
（构件１为原动件，处于AB位置时，构
件2、3、4位置不确定。当取构件1和4为 原动件时，机构各构件的运动确定。） 铰链五杆机构
第二章
机构的组成和结构分析
二、机构具有确定运动的条件：
通常，每个原动件只具有一个独立运 动，因此，机构自由度数与原动件的数目 相等时，机构才能有确定的运动。
束数
《机械原理》图解教程第二章
公共约束是指机构中所有构件均受到的共同的约束， 以m表示。
由上式可知，公共约束m=0、1、2、3、4。故相应的机构分别 称为0族、1族、2族、3族、4族机构（五类）。 例2 楔形滑块机构 解 因此机构为全移动副平面机构，故 m＝4，则 F＝(6－m)n－(5－m)p5 ＝(6－4)×2－(5－4)×3
虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计(4/4)
例2 铰链四杆机构 将转动副B、C改为球面副和球销副，则机构变为0族机构， 即无族别虚约束。 C F＝6n－5p5－4p4－3p3 B ＝6×3－5×2－4×1－3×1 ＝1 A
例3 曲柄滑块机构 将转动副C变为球面副，则此机构可减 少2个族别虚约束。 例4 正切机构
§2-4 机构具有确定运动的条件
先来看两个例子： 一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 例1 铰链四杆机构
若给定机构一个独立运动， 则机构的运动完全确定； 则机构的最薄弱环节损坏。 若给定机构两个独立运动， 例2 铰链五杆机构
则机构的运动不确定； 若给定机构一个独立运动， 则机构的运动完全确定。 若给定机构两个独立运动， 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：
3 4 2 1
3
2
4
1 5
机构自由度的计算(2/4)
3）内燃机机构 F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×6－2×7－3 ＝1 2.空间机构自由度的计算 （1）一般空间机构自由度的计算 设一空间机构共有n个活动构件， pi个i级运动副，其约束数为i(i=1,2,~5)，则
18 8 ,9
10 C
11
3 7 D B 4 A 1
F＝ 6n－(5p5＋4p4＋3p3＋2p2＋p1) 5 ＝6n－Σipi
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§2-5 机构自由度的计算
1.平面机构自由度的计算
（1）计算公式
F＝3n－(2pl＋ph)
式中：n为机构的活动构件数目； pl 为机构的低副数目； ph为机构的高副数目。
(2)举例 1）铰链四杆机构 F＝3n－(2pl＋ph)
＝3×3－2×4(2pl＋ph) ＝3×4－2×5 －0 ＝2
1 A
F＝ 6n－(5p5＋4p4＋3p3＋2p2＋p1) ＝6n－Σ5 ipi
B2
C
i=1
例2-5 空间四杆机构
3
解 F＝6n－5p5－4p4－3p3
1
＝6×3－5×2＋3×1 ＝1
A
D
4
机构自由度的计算(3/4)
（2）含公共约束的空间机构自由度的计算 公共约束是指机构中所有构件均受到的共同的约束，以m表示。 F＝(6－m)n－Σ5 (i－m)pi
2）按其接触形式分 高副：点、线接触的运动副 低副：面接触的运动副
3）按其相对运动形式分
转动副（回转副或铰链） 移动副 螺旋副 球面副
运动副还可分为平面运动副与空间运动副两类。
机构的组成(3/4)
（2）运动副符号
运动副常用规定的简单符号来表达（GB4460－84）。 各种常用运动副模型 常用运动副的符号表
从运动来看，任何机器都是由若干个 构件组合而成的。
2.运动副
运动副是两构件直接接触而构成的可
动连接；
曲轴
运动副元素是两构件参与接触而构成
运动副的表面。
例2-1 轴与轴承、滑块与导轨、两轮齿啮合。
气缸体 连杆体
连杆头
（1）运动副的分类
机构的组成(2/4)
1）按其引入的约束数目分：Ⅰ级副、Ⅱ级副、……Ⅴ级副。
2 3
4
3
4 5
1
2 1
机构自由度的计算(2/4)
3）内燃机机构
F＝3n－(2pl＋ph) ＝3×6－2×7－3 ＝1
10
C
11
2.空间机构自由度的计算
8 ,9 3
（1）一般空间机构自由度的计算
设一空间机构共有n个活动构件， pi个i级运动副，其约束数为i(i=1,2,...5)，则
7D B
18
4
3.运动链
构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统。
闭式运动链（简称闭链） 开式运动链（简称开链）
2
3
1
4
2 3
1 4
平面闭式运动链 空间闭式运动链
23
1
4
平面开式运动链
4
3
5
2 1
空间开式运动链
机构的组成(4/4)
4.机构 具有固定构件的运动链称为机构。
2 从动件
机 架 ——机构中的固定构件。 一般机架相对地面固定不动， 但当机 构安装在运动的机械上时则是运动的。
§2-1 机构结构分析的内容及目的
主要内容及目的是： 机构的组成及机构运动简图的画法； 了解机构具有确定运动的条件； 研究机构的组成原理及结构分类。
§2-2 机构的组成
1.构件 任何机器都是由许多零件组合而成 活塞
的。 零件是机器中的一个独立制造单元体；
构件是机器中的一个独立运动单元体,一 个构件可以由一个或多个零件组成。齿轮
i=m+1
由上式可知，公共约束m=0,1,2,3,4。故相应的机构分别 称为0族、1族、2族、3族、4族机构（五类）。
例2-6 楔形滑块机构
解 因此机构为全移动副平面机构，故 m＝4，则
F＝(6－m)n－(5－m)p5 ＝(6－4)×2－(5－4)×3 ＝1
（3）空间开链机构的自由度计算
机构自由度的计算(4/4)
用于现有机械或新机械原理方案的设计、分析与讨论
重点在于机构的运动分析 构件的具体结构、组成方式等在方案设计阶段并不影响 机构的运动特性 运动副类型表明了构件之间的联接关系和传动方式 构件的运动尺寸是运动分析的基础 不严格按比例可绘制机构示意图
2.机构运动简图的绘制
机构运动简图(2/2)
绘制方法及步骤： （1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明 组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置；
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。
机构具有确定运动的条件(2/2)
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。
因空间开链机构运动副总数p(=Σ5 pi)等于其活动构件数n，
故
i=1
F＝6n－Σ5 i=1
ipi
＝6n－iΣ5=1(6－fi)pi
＝iΣ=51fipi
式中，fi为i级运动副的自由度，fi＝6－i。
例2-7 机械手开链机构
解 F＝(6－5)p5＋(6－4)p4 ＝1×7＋2×1 ＝9
C
B A
E
D
F
G H
原动件 ——按给定已知运动规律 独立运动的构件；常以转向箭头表示。
3 4
1原动件
机架 平面铰链四杆机构
从动件 ——机构中其余活动构件。 原动件 2
其运动规律决定于原动件的运动规律 和机构的结构及构件的尺寸。
机构常分为平面机构和空间机构
1
机架
3 从动件
4
两类，其中平面机构应用最为广泛。
空间铰链四杆机构
因机械手具有9个自由度，故它运动的灵活性较大，可绕过障 碍进入作业区。
§2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项
1.要正确计算运动副的数目 （1）复合铰链 由m个构件组成的复合 铰链，共有(m-1)个转动副。 （2）同一运动副 如果两构件在多处 接触而构成运动副，且符合下列情况者， 则为同一运动副，即只能算一个运动副。
（2）选定视图平面；
（3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。
举例： 内燃机机构运动简图绘制
颚式破碎机机构运动简图绘制
§2-4 机构具有确定运动的条件
一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？
两个例子 例2-3 铰链四杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动完全确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的最薄弱环节损坏。 例2-4 铰链五杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动不确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的运动完全确定。
§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 例2-2 内燃机机构运动简图。
机构运动简图 根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出 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。
机构示意图 不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的 简图。