汽车机械基础绪论3 平面机构的运动简图
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汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
3）. 移动副 两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。
汽车机械构造组成认识
3.2 平面机构的运动简图
4）. 平面高副 两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲
线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用 点划线划出其节圆。
a)固定铰链
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
b)活动铰链转动副
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
移动副
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
2.高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
=1
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
(1 ) 机构具有确定运动的条件
1.实例分析
不能产生运动
给定构件1运动参数 1=
(t ) 1
构件2、3的运动是确定的
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
给定构件1运动参数1
=
1
(
t
)，构
件2、3、4的运动是不确定的
再给定构件4运动参数4
内燃机
顶杆6
连杆3排气阀4 气缸体1
齿轮
气缸体1 活塞2
曲轴4
凸轮5
汽车机械构造组成认识
1 . 机构的组成
运动副： 构件和构件之间既要相互联接（接触）在一起，又要有相对 运动。而两构件之间这种可动的联接（接触）就称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参加接触构成运动副的部分。
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
汽车机械构造组成认识
机构的组成 1.构件和零件：(复习)
机构——能实现预期确定的机械运动的、各构件
的基 本组合体称为机构。 机构仅能实现预期的机械运动，最简单的机器只
有一个机构。 机构由构件组成，由一或几个零件组成构件； 构件——运动的单元体； 零件——制造的单元体；
汽车机械构造组成认识
教学目标
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
2)计算公式 设 n：机构中活动构件数；
Ph ：机构中高副数； 则 F = 3n - 2Pl - Ph 3)计算实例
Pl ：机构中低副数； F ：机构的自由度数；
n = 3, Pl = 4, Ph = 0
F = 3n - 2Pl - Ph
=3×3 - 2Pl - Ph =3×3 - 2×4 - 0
能力（技能）目标 ： 能分析机构的组成、绘制机构运动简图 ；
知识目标： 机构的组成、运动副类型、机构运动简图
绘制、自由度计算 。
汽车机械构造组成认识
教学活动：
1 机构的组成认识 2 平面机构的运动简图绘制 3 平面机构的自由度分析
汽车机械构造组成认识
问题导入：
内燃机各构 件如何组合， 形成具确定 运动的机构？ （组合:联接、 接触等）
=
4
(
t
)，
构件2、3的运动是确定的
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
2）.结论 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称机构的 自由度。
平面机构具有确定运动的条件：机构原动件个数应等于机构的自 由度数目。
◆原动件数＜自由度数，机构无确定运动 原动件数＞自由度数，机构在薄弱处损坏
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
2.绘制机构运动简图的步骤 ： 汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
例.1 试绘制内燃机的机构运动简图 内燃机
汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
解：1）分析运动，确定构 件的类型和数量
进气阀3
2）确定运动副的类型和 数目
3）选择视图平面
活塞2 顶杆8
4）选取比例尺，根据机 连杆5
构运动尺寸，定出各运动副
间的相对位置
曲轴6
5）画出各运动副和机构 符号，并表示出各构件
齿轮10
汽车机械构造组成认识
排气阀4 气缸体1
凸轮7
汽车机械构造组成认识
鄂式破碎机机构运动简绘制： 汽车机械构造组成认识
偏心轮机构运动简图绘制： 汽车机械构造组成认识
自由度:
把构件相对于参考系具有的独立运动的数目称为自由度
运动副作用：限制某些自由度（自由运动），保持一些自由度。
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。 1.低副 两构件以面接触而形成的运动副。 (1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
❖计算实例
解： n =5, Pl = 7, Ph = 0 F = 3n – 2Pl – Ph = 3×5 – 2×7 – 0 =1
汽车机械构造组成认识
齿轮副
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
二、空间运动副
若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。
螺旋副
球面副
汽车机械构造组成认识
2．平面机构运动简图
机构运动简图——用简单的线条和符号表示机 构各构件之间相对运动关系的图形；
画机构运动简图的目的意义： 在研究机构运动时，通过机构运动简图，可
以忽略构件复杂外形及具体构造，仅用简单的 符号和线条表示出与运动有关的因素，反映与 机构的运动特征，便于分析运动的关系和动力 传递的路线等。
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
关于机构运动简图：
与机构运动有关的因素： 构件数目、运动副性质、数目、相对位置
等因素有关； 与机构运动无关的因素：构件的外形。
汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
2.1 运动副及构件的表示方法
1）.构件 构件均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
2）转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 ➢表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。 ➢一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或 在其内画上斜线。
3 平面机构的自由度
自由度:
把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
(2) 平面机构自由度的计算
1)构件自由度
一个构件未用运动副 与其它构件连接之前， 有三个自由度。
当用运动副连接后，构件间的相对运动受到约束， 失去一些自由度。运动副不同，失去的自由度数目和保 留的自由度数目也不同。
2 平面机构的运动简图
3）. 移动副 两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。
汽车机械构造组成认识
3.2 平面机构的运动简图
4）. 平面高副 两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲
线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用 点划线划出其节圆。
a)固定铰链
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
b)活动铰链转动副
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
移动副
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
2.高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
=1
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
(1 ) 机构具有确定运动的条件
1.实例分析
不能产生运动
给定构件1运动参数 1=
(t ) 1
构件2、3的运动是确定的
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
给定构件1运动参数1
=
1
(
t
)，构
件2、3、4的运动是不确定的
再给定构件4运动参数4
内燃机
顶杆6
连杆3排气阀4 气缸体1
齿轮
气缸体1 活塞2
曲轴4
凸轮5
汽车机械构造组成认识
1 . 机构的组成
运动副： 构件和构件之间既要相互联接（接触）在一起，又要有相对 运动。而两构件之间这种可动的联接（接触）就称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参加接触构成运动副的部分。
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
汽车机械构造组成认识
机构的组成 1.构件和零件：(复习)
机构——能实现预期确定的机械运动的、各构件
的基 本组合体称为机构。 机构仅能实现预期的机械运动，最简单的机器只
有一个机构。 机构由构件组成，由一或几个零件组成构件； 构件——运动的单元体； 零件——制造的单元体；
汽车机械构造组成认识
教学目标
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
2)计算公式 设 n：机构中活动构件数；
Ph ：机构中高副数； 则 F = 3n - 2Pl - Ph 3)计算实例
Pl ：机构中低副数； F ：机构的自由度数；
n = 3, Pl = 4, Ph = 0
F = 3n - 2Pl - Ph
=3×3 - 2Pl - Ph =3×3 - 2×4 - 0
能力（技能）目标 ： 能分析机构的组成、绘制机构运动简图 ；
知识目标： 机构的组成、运动副类型、机构运动简图
绘制、自由度计算 。
汽车机械构造组成认识
教学活动：
1 机构的组成认识 2 平面机构的运动简图绘制 3 平面机构的自由度分析
汽车机械构造组成认识
问题导入：
内燃机各构 件如何组合， 形成具确定 运动的机构？ （组合:联接、 接触等）
=
4
(
t
)，
构件2、3的运动是确定的
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
2）.结论 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称机构的 自由度。
平面机构具有确定运动的条件：机构原动件个数应等于机构的自 由度数目。
◆原动件数＜自由度数，机构无确定运动 原动件数＞自由度数，机构在薄弱处损坏
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
2.绘制机构运动简图的步骤 ： 汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
例.1 试绘制内燃机的机构运动简图 内燃机
汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
解：1）分析运动，确定构 件的类型和数量
进气阀3
2）确定运动副的类型和 数目
3）选择视图平面
活塞2 顶杆8
4）选取比例尺，根据机 连杆5
构运动尺寸，定出各运动副
间的相对位置
曲轴6
5）画出各运动副和机构 符号，并表示出各构件
齿轮10
汽车机械构造组成认识
排气阀4 气缸体1
凸轮7
汽车机械构造组成认识
鄂式破碎机机构运动简绘制： 汽车机械构造组成认识
偏心轮机构运动简图绘制： 汽车机械构造组成认识
自由度:
把构件相对于参考系具有的独立运动的数目称为自由度
运动副作用：限制某些自由度（自由运动），保持一些自由度。
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。 1.低副 两构件以面接触而形成的运动副。 (1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
❖计算实例
解： n =5, Pl = 7, Ph = 0 F = 3n – 2Pl – Ph = 3×5 – 2×7 – 0 =1
汽车机械构造组成认识
齿轮副
汽车机械构造组成认识
1 机构的组成
二、空间运动副
若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。
螺旋副
球面副
汽车机械构造组成认识
2．平面机构运动简图
机构运动简图——用简单的线条和符号表示机 构各构件之间相对运动关系的图形；
画机构运动简图的目的意义： 在研究机构运动时，通过机构运动简图，可
以忽略构件复杂外形及具体构造，仅用简单的 符号和线条表示出与运动有关的因素，反映与 机构的运动特征，便于分析运动的关系和动力 传递的路线等。
汽车机械构造组成认识
汽车机械构造组成认识
关于机构运动简图：
与机构运动有关的因素： 构件数目、运动副性质、数目、相对位置
等因素有关； 与机构运动无关的因素：构件的外形。
汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
2.1 运动副及构件的表示方法
1）.构件 构件均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
汽车机械构造组成认识
2 平面机构的运动简图
2）转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 ➢表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。 ➢一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或 在其内画上斜线。
3 平面机构的自由度
自由度:
把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度
汽车机械构造组成认识
3 平面机构的自由度
(2) 平面机构自由度的计算
1)构件自由度
一个构件未用运动副 与其它构件连接之前， 有三个自由度。
当用运动副连接后，构件间的相对运动受到约束， 失去一些自由度。运动副不同，失去的自由度数目和保 留的自由度数目也不同。