构件的分类 机械原理
机械原理(全套15PPT课件)
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——构件、约束、运动副
可以通过加入中间元件改善磨损状况 无摩擦的柔顺机构
2.3运动副及其分类 如果仅仅考虑构件之间接触所提供的 运动约束的类型，这种对构件之间的 物理连接所作的理想化的描述定义为 运动副。
2.3.2.1 力闭合运动副、形闭合运动副 及材料闭合运动副
力闭合运动副
第2章 构件、约束和运动副
机械运动 约束运动
接触 点\线\面
2.1 构件及其分类 2.1.1构件 运动单元体
2.1.2构件的类型 刚性构件，拉曳件 机架、原动件和从动件
2.2 构件的运动约束
空间自由运动的构件有6个自由度
平面自由运动的构件有3个自由度
y
y
x
z
x
构件接触形成约束，约束性质与接触方式相关
形闭合运动副
材料闭合运动副
2.3.2.2 平面运动副和空间运动副
常见的平面运动副有移动副、转动 副和曲线副
（a)
(b)(c)(d)源自空间运动副2.3.2.3 低副和高副
高副，构件之间为一个点或一条线接触 低副，构件之间为平面或圆柱面接触
2.3.2.4 运动副的级
根据运动副所引入的约束数可以将运动副分为五 级：引入一个约束的运动副为Ⅰ级副，引入两个约束 的运动副为Ⅱ级副，依次类推，还有Ⅲ级副、Ⅳ级副， 最多为Ⅴ级副。
分析图示机器人机构构件和运动副组成
至少有三个活动构 件、机架和三个移 动副组成
直角坐标机械手 柱坐标机械手 极坐标机械手
机构设计鉴赏
肘关节设计
y
x
z
j
Pi
j i
y
j
j
x
i
i
2.2.1构件之间的运动 自由度与约束数的关 系
机械原理孙恒笔记
机械原理笔记一、基本概念1.机械：机械是一种人为的实物组合，各部分之间具有确定的相对运动，并能实现能量的转换或完成有用的机械功。
2.机构：机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。
3.构件：构件是机构中的运动单元体，通常是一个整体，也可以是由几个零件刚性联接而成的一个整体。
4.零件：零件是制造的单元体，是构件的组成部分，制造后不再拆分。
二、机械的运动简图1.定义：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置，这种表示机构中各构件间相对运动关系的图形称为机构运动简图。
2.作用：便于对机构进行运动分析和动力分析，是机构设计、分析的重要工具。
三、平面机构的自由度1.自由度：构件相对于参考系的独立运动参数的数目。
2.计算平面机构自由度：F = 3n - 2PL - PH，其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。
四、连杆机构— 1 —1.定义：若干构件用低副（转动副和移动副）连接而成的机构称为连杆机构。
2.分类：平面连杆机构、空间连杆机构。
3.特点：易于制造、成本低、可靠性高、能承受较大载荷、能实现多种运动轨迹和运动规律。
五、凸轮机构1.定义：凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动，与它相接触的从动件，作往复运动或摆动。
2.分类：按凸轮的形状分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。
3.特点：能实现复杂的运动要求、机构紧凑、传动简单。
六、齿轮机构1.定义：依靠齿轮的啮合传动来传递运动和动力的机构。
2.分类：平面齿轮机构、空间齿轮机构。
3.特点：传动比准确、传动效率高、传动功率大、适应范围广。
七、间歇运动机构1.定义：有些机械需要其构件周期地运动和停歇，能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构。
2.分类：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
八、机械效率— 2 —1.定义：有用功与输入功之比称为机械效率。
机械原理
四、带传动
• 1.带传动的工作原理：依靠带与带轮之间的 摩擦力来传递运动和动力。 • 2.带传动的传动比：两轮角速度之比，也是 两轮直径之比。
四、带传动
• 3. 带传动的特点： • 1) 结构简单，便于维护，适于两轴中 心 距较大的场合； • 2）富有弹性，能缓冲、吸振； • 3）过载打滑，起到安全保护作用； • 4）不能保证准确的传动比； • 5）外廓尺寸大，传动效率低。
七、齿轮传动
• 5．齿轮轮齿的加工方法 • 切削加工齿轮根据齿形形成的原理不同，可以 分为仿型法和展成法两类。 • 1）仿型法 • 仿型法是利用与齿廓曲线相同的成型刀具在 机床上直接切除齿槽加工出齿形的加工方法。通 常在普通铣床上用盘状或指状铣刀辅以分度头进 行加工。 • 优点：不需要专用机床，在普通铣床上就可完成 • 缺点：加工精度不高，主要用于单件修配。
七、齿轮传动
• 1. 齿轮传动的特点 • 1）能保证恒定的瞬时传动比； • 2）传递的功率和速度范围大； • 3）传动效率高； • 4）结构紧凑，工作可靠，使用寿命长； • 5）制造和安装精度要求高； • 6）不能实现无级变速； • 7）不适于中心距较大的场合。
七、齿轮传动
• 2. 齿轮传动的基本要求 • 传动平稳，承载能力大
八、蜗杆传动
2. 蜗杆传动基本参数 1）模数 蜗杆是指蜗杆的轴向模数，蜗轮 的模数是指端面模数。蜗轮的端面模数等 于其配对的蜗杆的轴向模数。 • 2）齿形角 • 3）通常情况下，蜗杆是主动件，蜗轮是从动 件。
机械原理
2010年5月
一、机器的组成
• 机器基本上是由动力部分、工作部分和传 动装置三部分组成。要自动化机器中，还 有自动控制部分。 • 1. 动力部分——是机器动力的来源，常 用的有电动机、内燃机和空气压缩机。
机械原理知识点
1构件：具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件零件：组成构件的制造单元体运动副：两构件直接接触的可动联接构件的自由度：构件的独立运动数目运动链：若干个构件通过运动副所构成的系统机架：固定的构件原动件：机构中做独立运动的构件从动件：机构中除原动件外其余的活动构件运动链→机构：将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，这样运动链就成了机构2机构运动简图：表示机构中各构件间相对运动关系的简单图形。
机构运动简图必须与原机械具有完全相同的运动特性。
示意图：只为了表明机械的结构，不按比例来绘制简图3约束和自由度的关系：增加一个约束，构件就失去一个自由度4机构具有确定运动的条件：机构自由度等于机构的原动件数5瞬心：在任一瞬间，两构件的运动都可以看作是绕某一重合点的相对转动，该重合点称为他们的瞬心速度中心绝对瞬心：运动构件上瞬时绝对速度为零的点相对瞬心：两运动构件上瞬时绝对速度相等的重合点6摩擦力增大并不是运动副元素材料间摩擦因数发生了变化，而是运动副元素的几何结构形状发生变化所致。
7摩擦圆：对于一具体的轴颈，r和fv为定值，因此ρ为定值，以轴心O 为圆心，ρ为半径做一圆，该圆成为摩擦圆。
8机械自锁：由于摩擦的存在，会出现无论施加多大的驱动力，都不能使机械沿驱动方向产生运动的现象。
自锁条件：η≤0 机械发生自锁9连杆机构（低副机构）：若干个构件通过低副联接所组成的机构10平面四杆机构基本形式：铰链四杆机构11曲柄：在两连杆中能做整周回转机构摇杆：只能在一定角度范围内摆动的构件周转副：将两构件能做360°相对转动的转动副摆动副：不能将两构件能做360°相对转动的转动副12铰链四杆机构的曲柄存在条件：1最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和 2连架杆和机架中有一杆是最短杆13最短杆为连杆时，该机构为双摇杆机构；最短杆为连架杆时，该机构为曲柄摇杆机构；最短杆为机架时，该机构为双曲柄机构；14有急回运动：θ≠0时，偏置曲柄滑块机构和导杆机构无急回运动：对心曲柄滑块机构和双摇杆机构15死点位置：压力角为90°，传动角为0°。
《机械原理》讲义
绪论一、研究对象1、机械：机器和机构的总称机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。
机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机机构：有①②两特征。
很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。
两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。
2、概念构件：运动单元体零件：制造单元体构件可由一个或几个零件组成。
机架：机构中相对不动的构件原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
→输入构件从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。
→输出构件机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。
二、研究内容：1、机构的结构和运动学：①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。
2、机构和机器动力学：力——运动的关系·F=ma功——能3、要求：解决二类问题：分析：结构分析，运动分析，动力分析综合（设计）：①运动要求，②功能要求。
新的机器。
第一章平面机构的结构分析（一）教学要求1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。
了解机构组成原理（二）教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代（三）教学内容§1-1 机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特1231）2）345§1-4 平面机构的自由度FF>0,三、计算F（1m-1例：F（2（3图1-15作业：P（1（2（3（4F1、=F2、=（一）教学要求1、能根据实物绘制机构运动简图2、熟练掌握机构自由度计算方法。
了解机构组成原理3、了解平面机构运动分析的方法，掌握瞬心法对机构进行速度分析4、熟练掌握相对运动图解法（二）教学的重点与难点1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图2、自由度计算，虚约束，高副低代3、瞬心的概念及求法4、矢量方程，速度和加速度多边形，哥氏加速度，影像法（三）教学内容§2-1 研究机构运动分析的目的和方法一、目的：都必须首先计算其机构的运动参数。
机械原理 机构
机械原理机构
机械原理是研究机械运动规律及其产生的基本原理的学科。
机构是机械装置中的一个基本构件，用于实现机械运动的转换、传递与控制。
机构的基础概念包括驱动件、从动件和连杆等。
其中，驱动件通过外力或动力源产生驱动力，从动件受到驱动力的作用而产生运动，而连杆则是将驱动件与从动件连接起来，传递驱动力与运动。
机械原理中的机构有多种分类方法，常见的有平面机构和空间机构。
平面机构是指机构中的运动仅限于一个平面内的机构，而空间机构则允许运动在不同平面之间转换。
根据结构特征和运动方式，机构还可以分为平动机构、回转机构、滚动机构和曲柄机构等。
机械原理中的机构设计要考虑到多种因素，如结构强度、运动平稳性、工作效率和可靠性等。
在设计过程中，需要进行运动分析和受力分析，确保机构能够正常运行并承受预期的载荷。
同时，还需要考虑制造成本和使用方便性等因素，进行综合权衡，得到合理的机构设计方案。
除了在机械工程中应用，机械原理也被广泛运用于其他领域，如航空航天、汽车工程、机电一体化、机器人技术和精密仪器等。
机械原理为各种机械装置的设计与研究提供了理论基础，推动了机械工程的发展与创新。
机械原理知识总结
绪论构件机器中的各运动单元零件不能再分拆的单个物体(独立的制造单元)机构已知运动变换成其他构件所需要运动的构件组合体。
机构，是两个以上的构件通过可动联接形成的构件系统。
各构件之间具有确定的相对运动机器是一种能实现预期运动的构件组合系统,用以代替人工完成能量、信息的转换或作出有用的机械功运动链两个以上构件通过运动副的连接而构成的构件系统如何从运动链得到机构运动链中其余构件都能得到确定的相对运动构件是机械运动的最小单元，零件是机械制造的最小单元。
作空间和平面运动的独立构件，其自由度数分别为3和6。
运动副是两个构件以一定形状的运动副元素直接接触，限制了某些自由度，而又保留了某些自由度的一类可动连接，运动副是以它们所提供的数来划分其级别的，因此共有I到V级运动副。
一个封闭运动链，若已知其构件数为 N，运动副数为 p，则其闭合回路数k=p+1-N基本杆组是不可再分的自由度为零的构件组。
常用的基本杆组有 RRR 组、RRP 组和 RPR 组第一章机构的结构设计一．自由度计算F = 3n - 2PL – PHn 为活动构件PL 为低副PH为高副计算自由度时应注意的问题：1.复合铰链二个以上构件在同一轴线上构成的多个转动副时，称为复合铰链若有m个构件，则有m-1个转动副2.虚约束对机构的运动不起独立限制作用的重复约束。
计算自由度时要去除掉出现场合：1）两构件构成多个运动副两构件构成多个移动副导路重合或平行两构件组成多个转动副，同轴两构件构成高副，两处接触，法线重合目的：改善构件的受力情况2）运动过程中，两构件上的两点距离始终不变3）联接点与被联接点轨迹重合4）对运动不起作用的对称部分3.局部自由度处理方法：钉死目的：减少高副的磨损二．高副低代方法：1.在高副两个曲率中心之间画出替代构件2.替代构件分别与组成高副的两个构件相联3.组成高副的两个构件应去掉高副、简化成杆三．基本杆组的拆分（拆分时提前高副低代）杆组： F=01）II级组 n=2 PL=3RRR RRP RPR PRP PPRR为转动副 P为移动副结构特征：两个含有外接副的构件直接（用运动副）联接2）Ⅲ级组 n=4 PL=6结构特征：三个含有外接副的构件与同一构件（用运动副）联接3）Ⅳ级组(n=4，PL=6)结构特征：两个含有外接副的构件通过两个构件间接相联拆分步骤1．计算F；确定原动件；去掉虚约束、局部自由度；注意复铰。
构件的定义机械原理
构件的定义机械原理
构件是机械装置中的重要组成部分，它们的作用是连接和支撑其他部件，使机械装置能够正常运转。
构件的设计和制造对机械装置的性能和寿命有着重要的影响。
在机械原理中，构件的定义是指机械装置中的零件，它们可以分为连接构件和支撑构件两类。
连接构件是机械装置中连接其他部件的零件，它们的作用是将不同的部件连接在一起，使机械装置能够正常运转。
连接构件包括螺栓、螺母、销子、销轴等。
螺栓和螺母是最常见的连接构件，它们通过螺纹连接，可以承受较大的拉力和剪力。
销子和销轴则是通过销孔连接，可以承受较大的剪力和扭矩。
支撑构件是机械装置中支撑其他部件的零件，它们的作用是保证机械装置的稳定性和可靠性。
支撑构件包括轴承、轴、齿轮、链轮等。
轴承是支撑轴的重要部件，它们可以承受轴的径向和轴向载荷，保证轴的稳定性和转动精度。
轴是机械装置中传递动力和承载力的重要部件，它们的设计和制造对机械装置的性能和寿命有着重要的影响。
齿轮和链轮则是机械装置中传递动力和扭矩的重要部件，它们的设计和制造对机械装置的传动效率和精度有着重要的影响。
在机械装置的设计和制造中，构件的选择和使用是非常重要的。
合理的构件选择和使用可以提高机械装置的性能和寿命，降低维修和更换的成本。
因此，在机械装置的设计和制造中，需要根据实际情
况选择合适的构件，并进行合理的设计和制造，以保证机械装置的稳定性和可靠性。
机械原理第二章2-1
2 1
3 1 4
2
4
3
2. 机构
机构：若将运动链的一个构件固定为机架
时，运动链便成为机构。
构件的分类
机构中的构件可分为三大类： （1）机架 机构中固定不动的构件。 一个机构只有一个机架。 （2）原动件(主动件) 机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。 （3）从动件 机构中除原动件外的其余活动构件。 当确定原动件后，其余从动件随之作 确定的运动。
•根据运动副引入的约束数 •根据构成运动副的两构件之间的相对运动 •根据构成运动副的两构件之间的接触情况 •根据构成运动副的两构件的接触部分几何形状
运动副分类
根据运动副引入的约束数，运动副分为五级 I级副： 引入1个约束的运动副 Ⅱ级副：引入2个约束的运动副 Ⅲ级副：引入3个约束的运动副 Ⅳ级副：引入4个约束的运动副 Ⅴ级副：引入5个约束的运动副
圆柱副(cylindric pair)
球销副(sphere-pin pair)
环运动副(looping pair)
二、运动链(Kinematic Chain)和机构
1.运动链(Kinematic Chain)
2.机构
1.运动链(Kinematic Chain) 运动链
用运动副将两个或两个以上的构件连接 而成的系统称为运动链。
1 2 3 4
3
2 1
如果机构中有一个或多个高 副，则称此机构为高副机构。
机构
平面机构中的所有运动副一定是平面运动副， 但是只包含平面运动副的机构也可能是空间机构。
例如:
万向联轴节是空 间机构，该机构 只包含转动副 （平面运动副）
三、平面机构运动简图
1.机构运动简图的定义和目的 2.机构运动简图的作用 3.运动副和构件的表示方法 4.绘制机构运动简图的步骤
机械原理：第二章机构的结构分析
斜齿轮机构
两个齿轮的齿廓为斜线，实现直线的 运动传递，同时具有较好的承载能力 和传动平稳性。
02
CHAPTER
机构的运动分析
机构运动简图
总结词
机构运动简图是表示机构运动关系的图形，通过图形化方式展示机构的组成和运 动传递路径。
详细描述
机构运动简图是一种抽象的图形表示，它忽略了机构的实际尺寸和形状，只关注 机构中各构件之间的相对运动关系。通过绘制机构运动简图，可以清晰地了解机 构的组成、运动传递路径以及各构件之间的相对位置和运动方向。
常见的受力分析方法
详细描述：常见的受力分析方法包括解析法、图解法和 有限元法等，每种方法都有其适用范围和优缺点，应根 据具体情况选择合适的方法。
机构的平衡分析
总结词
理解机构平衡的概念是进行平衡 分析的前提。
详细描述
机构平衡是指机构在静止或匀速 运动状态下，各作用力相互抵消 ，机构不会发生运动状态的改变 。
轮系
定轴轮系
各齿轮的转动轴线固定，齿轮的 运动由一个主动轮通过各齿轮的
啮合传递到另一个从动轮。
行星轮系
其中一个齿轮的转动轴线绕着另 一固定轴线转动，行星轮既可绕 自身轴线自转，又可绕固定轴线
公转。
混合轮系
由定轴轮系和行星轮系组合而成， 既有定轴轮系的自转运动，又有
行星轮系的公转和自转运动。
凸轮机构
机构运动分析的方法
总结词
机构运动分析的方法主要包括解析法和图解法两种。
详细描述
解析法是通过建立数学模型，运用数学工具进行求解的方法。这种方法精度高，适用于对机构进行精确的运动学 和动力学分析。图解法是通过作图和测量来分析机构运动的方法，这种方法直观易懂，适用于初步了解机构的运 动关系。
构件的定义机械原理
构件的定义机械原理1. 构件的定义构件是指用于构成结构体系的零件或部件。
在机械结构设计中，构件是机械结构的重要组成部分，其作用是将各个部件连接在一起，根据力的传递方式分为拉杆、压杆、轴等。
构件的设计和选择不仅关系到整个机械系统的安全可靠性，还影响着机器的使用寿命和性能。
2. 构件的机械原理构件在机械结构中的作用是传递力和转动力矩，因此构件的设计和选择需要遵循一些机械原理，包括以下几个方面。
2.1 强度与刚度构件的强度指其承受外部载荷的能力，通常采用极限承载力或疲劳极限等指标衡量。
刚度则是指构件抵抗形变的能力，使用刚度系数或弹性模量等参数来评估。
在设计构件时，需要根据实际使用环境和载荷条件选用合适的材料和截面形状，满足强度和刚度的要求。
2.2 轴向与径向配合构件之间的轴向和径向配合对于机构的运动和传动非常重要。
轴向配合涉及到轴和孔的匹配问题，通常采用H7等公差来保证合适的配合。
径向配合则包括轴承和轴承座的匹配等，需要根据负载、速度、使用温度等因素进行选择。
2.3 紧固与连接构件之间的紧固与连接是保证整个结构体系稳固可靠的关键。
常用的方式包括螺栓连接、销连接、焊接等，需要根据需要选择合适的连接方式和强度等级，同时要注意紧固力的控制和检测。
3. 构件的选择在机械结构设计中，必须根据实际需要合理选择构件。
一般来说，应该遵循以下原则。
3.1 确定负载类型和大小机械结构在设计时，需要首先明确所要承受的负载类型和大小，包括静负荷、动负荷、冲击负荷等，以便选择合适的构件。
## 3.2 评估机械原理的要求在选择构件时，需要评估机械原理对于构件的要求，包括强度、刚度、配合等，考虑到使用寿命和性能等因素。
3.3 选择适当的材料选择合适的材料是确保构件能够承受所需要的负载和满足机械原理的要求的前提。
需要考虑到材料的强度、刚度、耐疲劳性、抗腐蚀性以及成本等因素。
3.4 确定合适的构件尺寸和形状正确定义所需构件的尺寸和形状，对于机械结构的稳定性和可靠性至关重要。
机械原理知识点整理1-2章
机械原理知识点整理机器：一种能变换或传递能量、物料和信息的机构的组合。
机构：用来传递和变换运动和力的可动装置。
机械：机器和机构的总称。
机械原理的研究对象：机械。
构件：机器中每一个独立的运动单元体。
运动副：由两构件直接接触而组成的可动的连接。
运动副元素：两构件能参加接触而构成运动副的表面。
高副：两构件通过单一点或者线接触而构成的运动副。
低副：两构件通过面接触而构成的运动副。
复合运动副：由三个或三个以上的构件在同一处构成运动副。
运动链：构件通过运动副的连接而构成可相对运动的系统。
闭式运动链（闭链）：组成运动链的各构件构成了首末封闭的系统。
开式运动链（开链）：组成运动链的各构件未构成首末封闭的系统。
* 平面运动链：组成运动链的各构件间相对运动为平面运动；* 空间运动链：组成运动链的各构件间相对运动为空间运动。
机构组成：在运动链中，将某一构件固定成为机架，则该运动链便成为了机构。
原动件（主动件）：机构中按给定的已经运动规律独立运动的构件；从动件：除了原动件以外的其余活动构件。
机构运动简图：根据机构的运动尺寸，按照一定的比例尺定出个运动副的位置，就可以用运动副及常用机构运动简图的代表符号和一般构件的表示方法将机构的运动传递情况表示出来。
绘制步骤：①首先定出原动件和执行构件；循着运动传递的路线搞清楚原动件的运动是怎样经过传动部分传递到执行构件的②选择多数构件的运动平面视为视图平面。
③根据机构的运动尺寸，定出各运动副之间的相对位置，然后用运动副的代表符号、常用机构运动简图符号和构件的表示方法将各部分画出。
）机构示意图：只是为了表面机械的机构状况，不按严格的比例来绘制简图。
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。
（要是机构具有确定的运动，则机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目）机构自由度》1*欠驱机构（欠驱机械系统）：原动件数目少于机构自由度的机构或机械系统。
（遵循最小阻力定律，例如：机器人避障，欠驱机械手指，欠驱制动器，等。
机械原理自由度
用F表示，即
F3n2P LP H
1.3.2 机构具有确定相对运动的条件
机构具有确定相对运动的条件: 机构的自由度等于原动件个数。
原动件活 塞，自由 度为1。 将直线运 动变位往 复摆动。
1.3.3 计算平面机构自由度的注意事项
1．复合铰链Biblioteka 1、运动副：两个构件直接接触形成的可动联接。
2、运动副元素：两构件构成运动副时直接接触的点、 线、面部分。
自由度和约束
自由度：构件具有的独立运动的数目 （确定构件位置的独立参变量的数目
约束：对独立运动所加的限制
3、运动副分类： （1）按运动副的接触形式分为低幅和高副 低幅：面与面接触的运动副；接触面压强较低。
以用来表示机构的运动情况，而且还可以根据机构简图
对机构进行运动分析和受力分析，它是一种用简单线条
和符号表示机构的工程图形语言。应表明：机构的种
类，构件的数目及相互传动的路线，运动副的种类、数
目。没有严格按比例绘制的简图称为机构示意图。
• 用途：分析现有机械，构思设计新机械。
运动副与构件的表示方法
1. 构件的种类
处都是3个构件汇交成的 复合铰链，各有二个回转
副，故PL=10。
F 3 n 2 P L P H 3 7 2 1 1 0
F与机构原动件个数相等。因此，当原动件8转动时，圆盘中心 E将确定地沿直线EE’移动。
2．局部自由度
机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运 动有关，并不影响其它构件的运动，则称该自由度为局部 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。
机械原理构件
机械原理构件机械原理构件是指在机械系统中起连接、传递、支撑、传动等作用的零部件。
它们是机械系统中不可或缺的重要组成部分，承担着重要的功能和作用。
在机械设计中，合理选择和使用机械原理构件对于提高机械系统的性能、减小体积、降低成本、延长使用寿命具有重要意义。
一、轴承。
轴承是机械系统中常见的构件，它主要用于支撑和定位旋转机构的轴。
轴承能够减小旋转摩擦，降低能量损失，提高机械效率。
根据不同的工作条件和要求，轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承具有摩擦小、转速高、寿命长等优点，适用于高速旋转的场合；而滑动轴承则适用于低速高载荷的场合。
二、齿轮。
齿轮是机械传动中常用的构件，它通过齿与齿的啮合传递动力和运动。
根据齿轮的传动方式和结构形式，可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等多种类型。
齿轮传动具有传递比稳定、传动效率高、传动精度高等优点，被广泛应用于各种机械设备中。
三、联轴器。
联轴器是用于连接两个轴的构件，它能够传递动力和转矩，并且具有一定的偏移、角度和轴向补偿能力。
联轴器能够有效地保护机械系统，减小因不同轴的轴线不重合而引起的振动和冲击，延长机械设备的使用寿命。
四、减速机。
减速机是一种能够降低输入轴转速并传递动力的构件，它广泛应用于各种机械设备中。
减速机主要由输入轴、输出轴、齿轮组、壳体等部件组成，通过齿轮的传动实现输入轴和输出轴的转速比变换。
减速机能够有效地提高机械系统的传动效率，降低能量损失，满足不同工况下的传动需求。
五、弹簧。
弹簧是一种能够储存弹性势能并在外力作用下发生形变的构件，它在机械系统中起着支撑、缓冲、传递力等作用。
根据弹簧的形状和用途，可以分为拉簧、压簧、扭簧等多种类型。
弹簧具有体积小、变形能量大、寿命长等优点，被广泛应用于各种机械设备中。
六、连杆。
连杆是一种能够实现转动运动和直线运动转化的构件，它在机械系统中起着连接、传递力、支撑等作用。
连杆主要由连杆杆体、轴销、联接螺钉等部件组成，能够实现复杂的运动轨迹和运动规律。
机械原理重要概念【精选文档】
机械原理重要概念零件：独立的制造单元构件：机器中每一个独立的运动单元体运动副：由两个构件直接接触而组成的可动的连接运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面运动副的自由度和约束数的关系f=6—s运动链：构件通过运动副的连接而构成的可相对运动系统平面运动副的最大约束数为2,最小约束数为1；引入一个约束的运动副为高副，引入两个约束的运动副为平面低副机构具有确定运动的条件：机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目；根据机构的组成原理,任何机构都可以看成是由原动件、从动件和机架组成高副:两构件通过点线接触而构成的运动副低副：两构件通过面接触而构成的运动副由M个构件组成的复合铰链应包括M—1个转动副平面自由度计算公式：F=3n—(2Pl+Ph)局部自由度:在有些机构中某些构件所产生的局部运动而不影响其他构件的运动虚约束：在机构中有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束的作用虚约束的作用:为了改善机构的受力情况，增加机构刚度或保证机械运动的顺利基本杆组：不能在拆的最简单的自由度为零的构件组速度瞬心:互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。
若绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心相对速度瞬心与绝对速度瞬心的相同点：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点;不同点：后者绝对速度为零,前者不是三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上速度多边形：根据速度矢量方程按一定比例作出的各速度矢量构成的图形驱动力：驱动机械运动的力阻抗力：阻止机械运动的力矩形螺纹螺旋副:拧紧：M=Qd2tan（α+φ)/2放松：M’=Qd2tan(α—φ)/2三角螺纹螺旋副：拧紧：M=Qd2tan（α+φv）/2放松:M=Qd2tan（α-φv）/2质量代换法：为简化各构件惯性力的确定,可以设想把构件的质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量来代替,这样便只需求各集中质量的惯性力,而无需求惯性力偶距，从而使构件惯性力的确定简化质量代换法的特点:代换前后构件质量不变；代换前后构件的质心位置不变；代换前后构件对质心轴的转动惯量不变机械自锁：有些机械中，有些机械按其结构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在却会出现无论如何增大驱动力也无法使其运动判断自锁的方法:1、根据运动副的自锁条件，判定运动副是否自锁移动副的自锁条件：传动角小于摩擦角或当量摩擦角转动副的自锁条件：外力作用线与摩擦圆相交或者相切螺旋副的自锁条件：螺旋升角小于摩擦角或者当量摩擦角2、机械的效率小于或等于零，机械自锁3、机械的生产阻力小于或等于零，机械自锁4、作用在构件上的驱动力在产生有效分力Pt的同时,也产生摩擦力F，当其有效分力总是小于或等于由其引起的最大摩擦力，机械自锁机械自锁的实质:驱动力所做的功总是小于或等于克服由其可能引起的最大摩擦阻力所需要的功提高机械效率的途径:尽量简化机械传动系统；选择合适的运动副形式；尽量减少构件尺寸；减小摩擦铰链四杆机构有曲柄的条件：1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和2、连架杆与机架中必有一杆为最短杆在曲柄摇杆机构中改变摇杆长度为无穷大而形成的曲柄滑块机构在曲柄滑块机构中改变回转副半径而形成偏心轮机构曲柄摇杆机构中只有取摇杆为主动件是，才可能出现死点位置，处于死点位置时，机构的传动角为0急回运动：当平面连杆机构的原动件（如曲柄摇杆机构的曲柄）等从动件（摇杆）空回行程的平均速度大于其工作行程的平均速度极为夹角：机构在两个极位时原动件AB所在的两个位置之间的夹角θθ=180°(K—1）/(K+1）压力角：力F与C点速度正向之间的夹角α传动角:与压力角互余的角（锐角)行程速比系数:用从动件空回行程的平均速度V2与工作行程的平均速度V1的比值K=V2/V1=180°+θ/（180°—θ)平面四杆机构中有无急回特性取决于极为夹角的大小试写出两种能将原动件单向连续转动转换成输出构件连续直线往复运动且具有急回特性的连杆机构:偏置曲柄滑块机构、摆动导杆加滑块导轨(牛头刨床机构）曲柄滑块机构：偏置曲柄滑块机构、对心曲柄滑块机构、双滑块四杆机构、正弦机构、偏心轮机构、导杆机构、回转导杆机构、摆动导杆机构、曲柄摇块机构、直动滑杆机构机构的倒置:选运动链中不同构件作为机架以获得不同机构的演化方法刚性冲击:出现无穷大的加速度和惯性力，因而会使凸轮机构受到极大的冲击柔性冲击:加速度突变为有限值,因而引起的冲击较小在凸轮机构机构的几种基本的从动件运动规律中等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击，等加速等减速，和余弦加速度运动规律产生柔性冲击，正弦加速度运动规律则没有冲击在凸轮机构的各种常用的推杆运动规律中，等速只宜用于低速的情况;等加速等减速和余弦加速度宜用于中速，正弦加速度可在高速下运动凸轮的基圆半径是从转动中心到理论轮廓的最短距离，凸轮的基圆的半径越小，则凸轮机构的压力角越大,而凸轮机构的尺寸越小齿廓啮合的基本定律：相互啮合传动的一对齿轮,在任一位置时的传动比，都与其连心线O1O2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段长成反比渐开线:当直线BK沿一圆周作纯滚动时直线上任一一点K的轨迹AK渐开线的性质:1、发生线上BK线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB2、渐开线上任一一点的发线恒于其基圆相切3、渐开线越接近基圆部分的曲率半径越小，在基圆上其曲率半径为零4、渐开线的形状取决于基圆的大小5、基圆以内无渐开线6、同一基圆上任意弧长对应的任意两条公法线相等渐开线函数:invαK=θk=tanαk—αk渐开线齿廓的啮合特点：1、能保证定传动比传动且具有可分性传动比不仅与节圆半径成反比，也与其基圆半径成反比，还与分度圆半径成反比I12=ω1/ω2=O2P/O1P=rb2/rb12、渐开线齿廓之间的正压力方向不变渐开线齿轮的基本参数：模数、齿数、压力角、（齿顶高系数、顶隙系数)记P180表10-2一对渐开线齿轮正确啮合的条件:两轮的模数和压力角分别相等一对渐开线齿廓啮合传动时，他们的接触点在实际啮合线上,它的理论啮合线长度为两基圆的内公切线N1N2渐开线齿廓上任意一点的压力角是指该点法线方向与速度方向间的夹角渐开线齿廓上任意一点的法线与基圆相切根切：采用范成法切制渐开线齿廓时发生根切的原因是刀具齿顶线超过啮合极限点N1一对涡轮蜗杆正确啮合条件:中间平面内蜗杆与涡轮的模数和压力角分别相等重合度:B1B2与Pb的比值ξα；齿轮传动的连续条件:重合度大于或等于许用值定轴轮系：如果在轮系运转时其各个轮齿的轴线相对于机架的位置都是固定的周转轮系：如果在连续运转时，其中至少有一个齿轮轴线的位置并不固定,而是绕着其它齿轮的固定轴线回转复合轮系：包含定轴轮系部分,又包含周转轮系部分或者由几部分周转轮系组成定轴轮系的传动比等于所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值中介轮：不影响传动比的大小而仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用1。
机械原理基础知识
构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个“构件”运动副：有两个构件组成的可动的联接称为“运动副”运动副元素：两个构件上能够参加接触而构成组成运动副的表面称为“运动副元素”高副：凡两构件通过点或线的接触而构成的运动副统称为“高副”低副：凡两构件通过面接触而构成的运动副统称为“低副”运动链：构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为“运动链”闭链：运动链的各构件构成了首末封闭的系统称为“闭链”开链：运动链的构件未构成首末封闭的系统称为“开链”机构：在运动链中，如将某一构件加以固定而称为“机架”，则这种运动链便成为“机构”原动件：机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为“原动件”从动件：机构中除原动件外其余活动构件称为“从动件”机构具有确定运动的条件：机构的原动件数目等于机构的自由度的数目连杆机构：连杆机构中的运动副一般均为低副（连杆机构又称为低副机构）曲柄：在连杆架中，能作整周回转的称为曲柄摇杆：只能在一定范围内摆动的称为摇杆曲柄摇杆机构：在铰链四杆机构中，若两个连杆架中一个为曲柄，另一个为摇杆，则此四杆机构称为曲柄摇杆机构双曲柄机构：在铰链四杆机构中，若两个连杆架都是曲柄，则称为双曲柄机构双摇杆机构：若铰链四杆机构的两个连杆架都是摇杆，则称为双摇杆机构平面四杆机构有曲柄的条件：1）杆长条件：最短杆与最长杆的长度和应小于或等于其他两杆的长度和2）组成该周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆若最短杆为连架杆时，该四杆机构将成为双曲柄机构若最短杆为连杆则该四杆机构成为双摇杆机构急回特性：当曲柄摇杆机构在运动过程中出现极位夹角θ时，机构便具有急回特性。
θ角越大K越大，急回运动性质越显著。
凸轮：凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件推杆：被凸轮直接推动的构件称为推杆（或从动件）齿顶圆：以齿轮的轴心为圆心，过齿轮各轮齿顶端所作的圆称为齿顶圆。
其直径和半径分别以da和ra表示齿根圆：以齿轮的轴心为圆心，过齿轮各各齿槽底部所作的圆称为齿根圆。
机械原理 机构的结构分析
第一讲机构的结构分析知识点归纳：一机构的组成1．构件：机器中每一个独立的运动单元，任何机器都是由若干个（两个以上）构件组合而成。
2．零件：机器的独立制造单元。
二、运动副及分类1.运动副：由两构件直接接触而组成的可动联接称为运动副。
而把两构件上能够直接接触而构成运动副的表面称为运动副的元素。
2.运动副的分类根据构成运动副的两构件的接触情况进行分类。
①高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副。
常见的高副：凸轮副齿轮副②低副：两构件通过面接触而构成的运动副。
常见的低副有：回转副，移动副，球面副。
3. 约束：平面高副引入的1个约束，自由度为2，低副引入2个约束，自由度为1.三、运动链1．定义：若干个构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统称为运动链。
2．闭链：若运动链的各构件构成了首末封闭的系统，则称其为闭式运动链。
3．开链：若运动链的各构件未构成首末封闭的系统，则称其为开式运动链。
四、机构1．机构：在运动链中，若将某一构件加以固定而成为机架，则这种运动链叫机构。
2．机架：机架是固定不动的构件3．原动件：机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。
（一个工作着机构中，驱动机构的外力所作用的构件，又叫主动件）4．从动件：运动链中除原动件外其余活动构件。
五、机构运动简图思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。
注意事项：1．首先要搞清楚实际构造和运动情况，弄清路线：原传执。
2．高副要绘制接触处的曲线轮廓。
3．选择机构的多数构件的运动平面为投影面。
4．比例尺表示方法。
5．机架间的相对位置很重要（如对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构）。
6．转动副的转动中心，和移动副的移动导路方向。
为了准确地反映构件间原有的相对运动，表示转动副的小圆必须与相对回转轴线重合；表示移动副的滑块，导杆或导槽，其导路必须与相对移动方向一致；表示平面高副的曲线，其曲率中心的位置必须与构件的实际轮廓相等。
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构件的分类机械原理
构件是机械装置中的各个部分，它们按照不同的特征和功能可以被分类。
在机械原理中，构件的分类主要有以下几个方面。
1.按照构件功能分类：
（1）传动构件：用于传递和转换力、运动和能量的构件，如轴、齿轮、皮带、链条等。
（2）支承构件：用于支持和定位其他构件的构件，如支撑、轴承、联接件等。
（3）固定构件：用于连接和固定其他构件的构件，如螺栓、螺母、销钉等。
（4）密封构件：用于防止流体、粉尘等物质泄漏的构件，如密封圈、垫片等。
（5）导向构件：用于控制和限制运动方向的构件，如导轨、导向销等。
（6）调整构件：用于调整装置尺寸和位置的构件，如厚垫片、螺钉等。
（7）安全构件：用于保护装置和操作人员的构件，如防护罩、保险开关等。
2.按照构件材料分类：
（1）金属构件：如铸造件、锻造件、零件、焊接件等。
（2）非金属构件：如橡胶件、塑料件、陶瓷件等。
（3）复合材料构件：由两种或多种不同材料组合而成的构件，如复合材料齿轮、复合材料结构件等。
3.按照构件形状分类：
（1）轴状构件：如轴、销、螺栓等。
（2）板状构件：如底板、安装板、压力板等。
（3）环状构件：如轴套、弹簧等。
（4）齿轮状构件：如齿轮、链轮等。
（5）盘状构件：如飞轮、齿盘等。
（6）杆状构件：如连杆、拉杆等。
4.按照构件制造方法分类：
（1）自由构件：如铸造件、锻造件、加工件等，能够单独制造。
（2）零部件：如螺母、螺栓、螺旋弹簧等，需要与其他构件组合才能使用。
5.按照构件工作环境分类：
（1）常温构件：在常规温度下使用的构件。
（2）高温构件：在高温环境下使用的构件，需要具有耐高温性能。
（3）低温构件：在低温环境下使用的构件，需要具有耐低温性能。
（4）腐蚀性环境构件：在有腐蚀性介质环境下使用的构件，需要具有耐腐蚀性能。
（5）防爆环境构件：在易燃、易爆环境下使用的构件，需要具有防爆性能。
以上是构件的常见分类方式。
根据不同的需要和应用场景，工程师可以选择适合的构件类型，从而设计出符合要求的机械装置。
这样的分类有助于加强对构件的认识和应用。