机械原理第1章12节运动副机构运动简图
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机械设计基础第章运动简图
平面高副
两构件通过点或线接触组成的运动副称
为高副。 图1-3a)中的车轮与钢轨、图b)中凸轮
与从动件、图c)中轮齿1与轮齿2分别在
接触点处组成高副。
第四页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
§1-2 机械系统的运动简图设计
实际构件的外形和结构往往很复杂，在 研究机械运动时，为简化问题，有必要撇开 那些与运动无关的构件外形和运动副的具体 构造，仅用简单线条和规定符号来表示构件 和运动副，并按比例定出各运动副的位置。 这种说明机构各构件间相对运动关系的简化 图形，称为机构运动简图。
= 3×2-2×2-1=1
第二十五页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
局部自由度
局部自由度 — 与输出构件运动无关的 自由度。
不难看出，在这个机构中，无论滚子是否 转动或转动快慢，滚子中心的运动规律 (即输出构件的运动规律)都不会受到影响。
可设想将滚子与推杆（输出构件）焊成 一体(转动副也随之消失)。
第九页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
例：试绘制内燃机的机构运动简图
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）选取比例尺，根据机
构运动尺寸，定出各运动副间的 相对位置
活塞2 顶杆8 连杆5
曲轴6
4）画出各运动副和机构 符号，并表示出各构件
齿轮 10
排气阀 4气缸体 1
第三十页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
例3：牛头刨床主体机构
F=3n－2Pl －Ph =3×6－2×8－1=1
第三十一页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
小结
第三十二页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
机械原理 第1章-平面机构
28
F 3 7 2 10 1
F 3 10 2 14 2
教本P25题1-27 a,b,c----求自度
F 3 7 2 10 1
29
F=3*6-2*8-1=1
注意有局部自由度， 大小凸轮是同一体 F=3*9-2*12-2=1
F=3*4-2*4-2=2
F 3 4 2 5 2
上图中，机构的自 由度为：F 33 2 4 源自1上图中，机构的自由 度为：
而主动件数2，F小 于 2 ，当主动件 1 和 3 都如图转动时，杆 件 2 可能损坏，其运 动也不能确定。
F 3 4 2 6 0
自由度为0，机构变 成了桁架，它的构件 之间不可能产生相对 运动。
从上图中可看出，高副低代构件都是包含一个构件两个低副，总的自由试 19 是-1，即限制了一个自由度，相当于一个高副。
高副低代例
图1-17 高副低代
图1-18高副低代 应注意，这些替代 中，只是在此瞬时 位置是正确的，如 果变化位置，则替 代也要发生变化。 另外替代后，活动 构件数和运动副数 与原构件也可能变 化了。
(b)去除局部自由度和虚 约束后的运动简图
F 3 8 2 1111 1
16
椭圆仪的虚约束分 析:不管什虚约束,首 先要把不起约束作 用的构件找出来,这 个构件就是虚约束, 然后去掉这个构件 来计算自度. 右图中,由于 AB=DB=BC,所以当 AB杆绕A点转动 时,C点始终会沿X线 移动,所以滑块3对C 图1-13 椭圆仪 点不起约束作用,滑 块3是虚约束去掉.这活动构件有:滑块4,杆2,杆1,即n=3;转动副 有A 、B、D，移动副有4（滑块），即PL=4，这样椭圆仪的 17 自由度：F=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1
F 3 7 2 10 1
F 3 10 2 14 2
教本P25题1-27 a,b,c----求自度
F 3 7 2 10 1
29
F=3*6-2*8-1=1
注意有局部自由度， 大小凸轮是同一体 F=3*9-2*12-2=1
F=3*4-2*4-2=2
F 3 4 2 5 2
上图中，机构的自 由度为：F 33 2 4 源自1上图中，机构的自由 度为：
而主动件数2，F小 于 2 ，当主动件 1 和 3 都如图转动时，杆 件 2 可能损坏，其运 动也不能确定。
F 3 4 2 6 0
自由度为0，机构变 成了桁架，它的构件 之间不可能产生相对 运动。
从上图中可看出，高副低代构件都是包含一个构件两个低副，总的自由试 19 是-1，即限制了一个自由度，相当于一个高副。
高副低代例
图1-17 高副低代
图1-18高副低代 应注意，这些替代 中，只是在此瞬时 位置是正确的，如 果变化位置，则替 代也要发生变化。 另外替代后，活动 构件数和运动副数 与原构件也可能变 化了。
(b)去除局部自由度和虚 约束后的运动简图
F 3 8 2 1111 1
16
椭圆仪的虚约束分 析:不管什虚约束,首 先要把不起约束作 用的构件找出来,这 个构件就是虚约束, 然后去掉这个构件 来计算自度. 右图中,由于 AB=DB=BC,所以当 AB杆绕A点转动 时,C点始终会沿X线 移动,所以滑块3对C 图1-13 椭圆仪 点不起约束作用,滑 块3是虚约束去掉.这活动构件有:滑块4,杆2,杆1,即n=3;转动副 有A 、B、D，移动副有4（滑块），即PL=4，这样椭圆仪的 17 自由度：F=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1
机械原理第一章
机构具有确定运动的条件： 机构自由度数目大于零并等于原动件数目。
若F >原动件数，则机构运动将不确定； 若F <原动件数，则导致最薄弱处损坏。
1.4.1 平面机构自由度的计算
每个自由构件的自由度：3 (x，y, q ) 设平面机构由N个构件、PL个低副和PH 个高副组成。 设N个构件中有一个构件为机架，则机 构中的活动构件数为：n=N – 1 O
例：计算颚式破碎机的自由度，并 判断机构是否有确定的运动。 解： n =5 PL=7 PH=0
6 F 5 4 C
O 1 A
2 3 B D E
F =3n –2PL –PH =3×5 –2×7 =1
机构原动件为1，∴ 机构运动确定。
例：判断牛头刨床主体机构是否 有确定的运动。 解： n =5 PL=7 PH=0
1 3
2
1
3
2
3
1
2
3 4
1
3 两个转动副
1 2
2
4 两个转动副
两个转动副
关键：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副。
2. 局部自由度
局部自由度：是指在机构中某些构件所产生的不影响其他构件 运动的局部运动的自由度。 F =3n–2PL–PH =3×3–2×3–1=2
B O
去除局部自由度后： F =3n–2PL–PH =3×2–2×2–1=1
C 5 D E 6
2 1
A
F
上图中C为复合铰链，由3个构件组成，转动副为2个，∴PL=7。 F =3n –2PL –PH =3×5 –2×7 =1 ， ∴ 机构运动确定。 若复合铰链由m个构件组成，则其转动副的数目为(m –1 )个。
正确识别复合铰链举例：
机械原理第1章12节运动副机构运动简图
高 副
圆 柱 副
螺 旋 副
球 面 副
三、运动链
定义——若干个构件通过运动副连接起来组成的相互间可作
相对运动的构件系统。
分 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 类 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统
闭链
是运动链么？为什么
开链
四 机构
机 构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一个 或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链中 其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。
1. I级运动副 2. II级运动副 3. III级运动副 4. IV级运动副 5. V级运动副
V级运动副 （f =1，c =5) IV级运动副 （f =2， c =4) III级运动副 （f =3， c =3)
II级运动副（f =4， c =2) I级运动副（f =5， c =1)
三、运动副代表符号
原动件
从动件
机构是具有 确定运动的
运动链。
机架
请大家思考以下2种说法是否正确 为什么？
1 运动链是机构
2机构是运动链
机构的分类
平面机构：机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构：机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运
动，或至少有一构件能在三维空间中运动
低副机构：完全由低副连接而成的机构 高副机构：只要含有一个高副的机构
轧碎。试绘制此碎矿机的机构运动简图。
O3 6
1
O12 A 3
4 DC
5 O2 B
绘制牛头刨床机构的运动简图
7 滑块
6 连杆
4 滑块 3齿轮
5连杆 2齿轮 1机架
绘制牛头刨床机构的运动简图
2曲柄
1机架
圆 柱 副
螺 旋 副
球 面 副
三、运动链
定义——若干个构件通过运动副连接起来组成的相互间可作
相对运动的构件系统。
分 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 类 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统
闭链
是运动链么？为什么
开链
四 机构
机 构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一个 或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链中 其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。
1. I级运动副 2. II级运动副 3. III级运动副 4. IV级运动副 5. V级运动副
V级运动副 （f =1，c =5) IV级运动副 （f =2， c =4) III级运动副 （f =3， c =3)
II级运动副（f =4， c =2) I级运动副（f =5， c =1)
三、运动副代表符号
原动件
从动件
机构是具有 确定运动的
运动链。
机架
请大家思考以下2种说法是否正确 为什么？
1 运动链是机构
2机构是运动链
机构的分类
平面机构：机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构：机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运
动，或至少有一构件能在三维空间中运动
低副机构：完全由低副连接而成的机构 高副机构：只要含有一个高副的机构
轧碎。试绘制此碎矿机的机构运动简图。
O3 6
1
O12 A 3
4 DC
5 O2 B
绘制牛头刨床机构的运动简图
7 滑块
6 连杆
4 滑块 3齿轮
5连杆 2齿轮 1机架
绘制牛头刨床机构的运动简图
2曲柄
1机架
《机械设计基础》平面机构运动简图及自由度
例3-3
已知lBC=120mm,lCD=90mm,lAD=70mm,AD为机架。 (1)若该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB. (2)若该机构能成为双曲柄机构，求lAB. (3)若该机构能成为双摇杆机构，求lAB.
则lAB ≤40mm. (2) 有两种情况：lBC最长，或lAB最长；100mm ≤ lAB ≤140mm (3)有三种情况； Ⅰ、AB最短、BC最长 40mm＜ lAB ＜70mm
N=7, B、C、D处均为 复合铰链. F=3×7－2×10－0=1
2、局部自由度
与机构整体运动无关、局部的独立运 动。
滚子从动件凸轮机构 PL=2≠3，C处的转动 为局部自由度。 F=3×2-2×2-1=1 引入滚子3的目的是 减少摩擦。
3、虚约束
对机构运动不起限制作用的约束。 应除去不计。
常出现在下列场合： （1）两构件见组成多个移动副，且导路平行。只一个 起作用。
第二章
平面机构运动简图及 自由度
机构由构件组成． 平面机构:所有构件都在同一平面或相互 平行的平面内运动的机构．
二、运动副及其分类
运动副：两构件直接接触并能保持一定形 式相对连接。 如：活塞与缸体 ，活塞与连杆的连接。 不同的运动副对运动的影响不同。 运动副分类： 按接触形式分： 低副和高副。
1、低副
两构件以面接触。
（1）移动副
相对移动
（2）转动副
相对转动。
2、高副
高副：两构件以点或线接触。 接触处压强大。 相对运动为转动或转动兼移动。
高副举例
第二节 平面机构运动简图
机构运动简图：用最简单的线条和 规定的符号表示机构各构件间相对 运动关系的图形。
注意构件和运动副的表示方法
机械原理运动副.
机构运动简图的绘制方法和步骤：
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；
机械原理
例1 颚式破碎机
§1-2、平面机构的运动简图
2
A B 1
3
4 C
D
机械原理
一、构件的自由度
§1-3、平面机构的自由度
面接触、相对转动或相对移动 低副
机械原理
§1-1、运动副及其特点： 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
机械原理
运动副符号
§1-1、运动副及其分类
转动副
移动副
机械原理
1
1
§1-1、运动副及其分类
2
齿轮副
2
2
2
凸轮副
机械原理
参与形成两个运动副的构件
处理：排除。
2 1 4 3
2
1
5 4
3
F＝3n－2PL－PH ＝ 3 3 －2 4－0 ＝1
F＝3n－2PL－PH ＝ 3 4 －2 6－ 0 ＝0 F＝3n－2PL－PH ＝3 3－2 4 －0 ＝1
机械原理
虚约束常发生在下列情况
§1-3、平面机构的自由度
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。
F ＝3n 2PL PH
例
F＝3n2PL PH ＝3 3 24 0 ＝ 1
F＝3n2PLPH ＝32 2 2 1 ＝ 1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
机构运动简图的绘制机械原理
齿轮机构的运动简图绘制
总结词
齿轮机构是一种重要的传动机构，其运 动简图能够清晰地表达齿轮之间的啮合 关系和传动方向。
VS
详细描述
齿轮机构的运动简图绘制需要先确定机构 的运动副和自由度，然后选择合适的投影 面和视图，按照比例尺绘制出主动轮和从 动轮的轮廓以及齿数、模数等参数，最后 标注出必要的尺寸和参数。绘制过程中需 要注意准确性和清晰度，以便更好地理解 机构的工作原理和运动特性。
保持图面整洁，避免过多的线条和符 号造成混乱。
绘制机构运动简图的线条和符号
使用标准的线条和符号来绘制机构运动简图，如直线、圆弧 、箭头等，表示机构的运动方向和相对位置。
根据需要使用虚线、点划线等符号来表示不可见部分或简化 表示。
标注机构运动简图的尺寸和运动参数
在机构运动简图中标注必要的尺寸，如长度、宽度、高度等，以便了解机构的大 小和相对位置。
机构运动简图的重要性
01
02
03
简化分析过程
机构运动简图能够简化复 杂的实际机构，使其更容 易进行运动分析和计算。
提高设计效率
通过绘制机构运动简图， 设计师可以更快地理解机 构的结构和运动关系，提 高设计效率。
促进交流与合作
机构运动简图是一种通用 的图形语言，方便不同专 业和领域的人员进行交流 与合作。
利用机构运动简图，可以计算机构的 自由度，判断机构的运动是否确定。
预测机构的运动轨迹
确定机构的运动轨迹
01
通过机构运动简图，可以预测机构的运动轨迹，了解机构在运
动过程中的位置变化。
分析机构的运动速度和加速度
02
在机构运动简图上，可以分析机构的运动速度和加速度的变化
情况。
判断机构的运动稳定性
机械原理第1章12节运动副机构运动简图
闭链机构：由闭式运动链所组成的机构 开链机构：由开式运动链所组成的机构
平面低副 闭链机构
平面低副开链机构
高副机构
请问：是开链 还是闭链机构？
2.2 机构运动简图
一 机构运动简图概念
用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一 定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。
机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。
11机架3齿轮2齿轮6连杆7滑块4滑块5连杆1机架2曲柄3滑块4连杆5连杆6滑块绘制十字滑块联轴节绘制十字滑块联轴节1机架2滑块4滑块3十字滑块和面机户外摄影平台前轮转向机构摆动式油泵自动卸料汽车手摇唧筒higheducationpress椭圆规武汉大学东湖分校工学院2011年3月22机构的组成23平面机构运动简图的绘制24机构具有确定相对运动的条件25机构自由度的计算26计算平面机构自由度时应注意的事项27平面机构的组成原理结构分类及结构分析一构件定义作为一个整体参与机构运动的刚性单元体组成机械系统的最小运动单元加工制造的最小单元内燃机连杆组成可由一个零件构成也可由若干零件刚性联接而成
副元素：两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面）
可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
2.1 运动副及其分类
自由度：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所
需的独立变量的数目
自由构件(空间)：F = ？ 自由构件(平面)：F = ？
约束：运动副对构件独立运动所加的限制
二、运动副的分类方法：
B
三 机构运动简图的绘制步骤
1. 分析整个机构的工作原理，确定原动件，确定 输出件， 确定传动件
2. 沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动 关系，确定运动副的类型和数目
平面低副 闭链机构
平面低副开链机构
高副机构
请问：是开链 还是闭链机构？
2.2 机构运动简图
一 机构运动简图概念
用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一 定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。
机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。
11机架3齿轮2齿轮6连杆7滑块4滑块5连杆1机架2曲柄3滑块4连杆5连杆6滑块绘制十字滑块联轴节绘制十字滑块联轴节1机架2滑块4滑块3十字滑块和面机户外摄影平台前轮转向机构摆动式油泵自动卸料汽车手摇唧筒higheducationpress椭圆规武汉大学东湖分校工学院2011年3月22机构的组成23平面机构运动简图的绘制24机构具有确定相对运动的条件25机构自由度的计算26计算平面机构自由度时应注意的事项27平面机构的组成原理结构分类及结构分析一构件定义作为一个整体参与机构运动的刚性单元体组成机械系统的最小运动单元加工制造的最小单元内燃机连杆组成可由一个零件构成也可由若干零件刚性联接而成
副元素：两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面）
可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
2.1 运动副及其分类
自由度：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所
需的独立变量的数目
自由构件(空间)：F = ？ 自由构件(平面)：F = ？
约束：运动副对构件独立运动所加的限制
二、运动副的分类方法：
B
三 机构运动简图的绘制步骤
1. 分析整个机构的工作原理，确定原动件，确定 输出件， 确定传动件
2. 沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动 关系，确定运动副的类型和数目
平面机构运动副和运动简图
见版图/仿真动画
曲柄、连杆、齿扇、 齿条活塞、机架。 曲柄为原动件， 其余为从动件， 当曲柄匀速转动时， 活塞在汽缸中往复移 动。
2、自卸货车
见版图/仿真动画（连杆/演化/摇块）
3、抽水机构
见版图/仿真动画（连杆/演化/摇块）
习题2-3
4、偏心轮机构
见版图/仿真动画（连杆/演化/摇块）
机构运动简图/颚式破碎机
构件的表示方法
可以组成两个运动副的构件
构件的表示方法
可以组成三个运动副的构件
运动副的表示方法:
(1)a、b、c是由两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动 副．其圆心代表相对转动轴线。
(2)d、e、f是两构件组成移动副的表示方法，移动副的导路 必须与相对移动方向一致。图中画阴影线的构件表示机架。 (3)两构件组成高副时，在简图中应当画出两构件接触处的 曲线轮廓．
是从动件。
注：任何一个机构中，必有一个构件相对地看作固定构件。
即在任一机构中有且只有一个固定件。
机构的组成：
机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个 若干
以内燃机为例： (1) 固定件(机架)：气缸体就是固定件， 用以支承活塞和曲轴等。 (2) 原动件：活塞就是原动件。 (3) 从动件：连杆和曲轴都是从动件。 从动件的运动规律取决于原动件运动规律
3)既含移动副又含转动副的构件组合 自卸货车
抽水机构
缝纫机下针机构
机构中的构件可分为三类：
（1）固定件 —用来支撑活动构件的构件。又称机架。
如内燃机中的汽缸体、机床的床身等。
（2）原动件 —运动规律已知的活动构件。它的运动 是由外界输入的,故又称为输入构件。
如内燃机中的活塞。
曲柄、连杆、齿扇、 齿条活塞、机架。 曲柄为原动件， 其余为从动件， 当曲柄匀速转动时， 活塞在汽缸中往复移 动。
2、自卸货车
见版图/仿真动画（连杆/演化/摇块）
3、抽水机构
见版图/仿真动画（连杆/演化/摇块）
习题2-3
4、偏心轮机构
见版图/仿真动画（连杆/演化/摇块）
机构运动简图/颚式破碎机
构件的表示方法
可以组成两个运动副的构件
构件的表示方法
可以组成三个运动副的构件
运动副的表示方法:
(1)a、b、c是由两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动 副．其圆心代表相对转动轴线。
(2)d、e、f是两构件组成移动副的表示方法，移动副的导路 必须与相对移动方向一致。图中画阴影线的构件表示机架。 (3)两构件组成高副时，在简图中应当画出两构件接触处的 曲线轮廓．
是从动件。
注：任何一个机构中，必有一个构件相对地看作固定构件。
即在任一机构中有且只有一个固定件。
机构的组成：
机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个 若干
以内燃机为例： (1) 固定件(机架)：气缸体就是固定件， 用以支承活塞和曲轴等。 (2) 原动件：活塞就是原动件。 (3) 从动件：连杆和曲轴都是从动件。 从动件的运动规律取决于原动件运动规律
3)既含移动副又含转动副的构件组合 自卸货车
抽水机构
缝纫机下针机构
机构中的构件可分为三类：
（1）固定件 —用来支撑活动构件的构件。又称机架。
如内燃机中的汽缸体、机床的床身等。
（2）原动件 —运动规律已知的活动构件。它的运动 是由外界输入的,故又称为输入构件。
如内燃机中的活塞。
机械原理运动副ppt课件
＝3 3－2 －4 0
＝1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
虚约束常发生在下列情况
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。 3、同一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两 个动点。
4、用一构件和两个转动副去联接两构件上距离始终不变的一 个动点和一个固定点。
5、原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。
机械原理
例
复 局 虚
§1-3、平面机构的自由度
F＝3n－2PL－PH ＝3 8－2 10－1 ＝2
机械原理 第一章 平面机构
第一节、运动副及其分类 第二节、平面机构的运动简图 第三节、平面机构的自由度
机械原理
§1-1、运动副及其分类
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:
特点：
转动副
移动副
§1-3、平面机构的自由度
例
复
2
3
5
1
6
4
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 6 － 0
＝ 3
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 7－ 0 ＝1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
2)、局部自由度 不影响机构输出运动的自由度，称为局部度。
处理：排除。
例
F ＝ 3n － 2PL － PH 3 3 1
＝＝32 －2 － F＝3n－2PL－PH ＝3 －2 2 －2 1 ＝ 1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
3)、虚约束
不产生实际约束效果的重复约束。
＝1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
虚约束常发生在下列情况
1、两构件在同一轴线上形成多个转动副。 2、两构件在同一导路或平行导路上形成多个移动副。 3、同一构件和两个转动副去连接两构件上距离始终不变的两 个动点。
4、用一构件和两个转动副去联接两构件上距离始终不变的一 个动点和一个固定点。
5、原动件与输出构件之间采用多组完全相同的运动链。
机械原理
例
复 局 虚
§1-3、平面机构的自由度
F＝3n－2PL－PH ＝3 8－2 10－1 ＝2
机械原理 第一章 平面机构
第一节、运动副及其分类 第二节、平面机构的运动简图 第三节、平面机构的自由度
机械原理
§1-1、运动副及其分类
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:
特点：
转动副
移动副
§1-3、平面机构的自由度
例
复
2
3
5
1
6
4
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 6 － 0
＝ 3
F ＝ 3n－2PL－PH ＝ 3 5 －2 7－ 0 ＝1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
2)、局部自由度 不影响机构输出运动的自由度，称为局部度。
处理：排除。
例
F ＝ 3n － 2PL － PH 3 3 1
＝＝32 －2 － F＝3n－2PL－PH ＝3 －2 2 －2 1 ＝ 1
机械原理
§1-3、平面机构的自由度
3)、虚约束
不产生实际约束效果的重复约束。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度课件
三个自由度，如图1-7所示。即沿x轴和y轴移 动，以及在Oxy平面内的转动。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
图1-7 构件的自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
为了使组合起来的构件能产生确定的相对运动，有必要探讨平面机 构自由度和平面机构具有确定运动的条件。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
解： 除机架外，活塞泵有四个活动构件，n=4；
四个回转副和一个移动副共5个低副， PL=5； 一个高副，PH=1。
由式(1-1)得： F=3n-2PL-PH=34-25-11=1
该机构的自由度等于1。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
二、 机构具有确定运动的条件 机构的自由度也即是机构所具有的独立运动的个数。由前所述可知，
5、确定各运动副的相对位置，用各运动副的代 表 符号、常用机构运动简图符号和简单线条 绘制机构运动简图。
6、在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
例1-1 试绘制图1-5a所示颚式破碎机的机构运动简图。
图1-5 颚式破碎机及其机构简图
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
表1-1 部分常用机构运动简图符号（GB446084）
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机构中的构件可分为三类：
（1）固定件 （2）原动件 （3）从动件
—用来支撑活动构件的构件。 又称机架。
—运动规律已知的活动构件。 它的运动是由外界输入的， 故又称为输入构件。
两构件间的相对运动为直线运动的，称为 移动副，如图1-1所示；
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
图1-7 构件的自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
为了使组合起来的构件能产生确定的相对运动，有必要探讨平面机 构自由度和平面机构具有确定运动的条件。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
解： 除机架外，活塞泵有四个活动构件，n=4；
四个回转副和一个移动副共5个低副， PL=5； 一个高副，PH=1。
由式(1-1)得： F=3n-2PL-PH=34-25-11=1
该机构的自由度等于1。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
二、 机构具有确定运动的条件 机构的自由度也即是机构所具有的独立运动的个数。由前所述可知，
5、确定各运动副的相对位置，用各运动副的代 表 符号、常用机构运动简图符号和简单线条 绘制机构运动简图。
6、在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
例1-1 试绘制图1-5a所示颚式破碎机的机构运动简图。
图1-5 颚式破碎机及其机构简图
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
表1-1 部分常用机构运动简图符号（GB446084）
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机械设计基础-平面机构的运动简图及自由度
机构中的构件可分为三类：
（1）固定件 （2）原动件 （3）从动件
—用来支撑活动构件的构件。 又称机架。
—运动规律已知的活动构件。 它的运动是由外界输入的， 故又称为输入构件。
两构件间的相对运动为直线运动的，称为 移动副，如图1-1所示；
《机械原理》第一章平面机构的结构分析
依据机构的运动是平面运动还是空间运动分为：
◆ 平面机构: 机构中各构件间的相对运动为平面运动。 ◆ 空间机构: 机构中各构件间的相对运动为空间运动。
§1-3 机构运动简图
内燃机
一、 机构运动简图的定义及作用
1、机构运动简图：不考虑那些与运动无关的因素，仅 仅用简单的线条和规定的符号来代表构件和运动副，并 按一定比例表示运动副的相对位置。这种能准确表达机 构运动特性的简单图形称为机构运动简图。
目的：
对称机构1、2
为了传递较大功率，保持机构受力平衡。
5） 若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触点处的 公法线重合,则只能算一个平面高副。若公法线方向不重合， 将提供2个约束。
有一处为虚约束 等径凸轮
此两种情况没有虚约束
小结
◆ 复合铰链 ◆局部自由度 ◆ 虚约束
存在于转动副处 正确处理方法：复合铰链处有m个构件 则有(m-1)个转动副
凸轮副
齿轮副
1个高副 带来1个约束
按运动副的运动空间分:
平面运动副：指构成运动副的两构件之间的相对运动为平面
运动的运动副。
空间运动副：指构成运动副的两构件之间的相对运动为空间
运动的运动副。
只讲平面运动副。
球面副
二、运动链
运动链：指两个以上的构件通过运动副联接而构成的系统。
★平面运动链：各构件间的相对运动为平面运动的运动链。 ★ 空间运动链：各构件间的相对运动为空间运动的运动链。
三、平面机构的结构分析
结构分析目的：了解机构的组成，确定机构的级别。
机构的结构分析：把机构分解为基本杆组、机架和原动件。
杆组拆分要领（原则）： 1）首先…… 2）从离原动件最远的构件开始试拆，先拆II级组，若不成， 再拆III级组，每拆出一个杆组后，机构的剩余部分仍应是一 个与原机构有相同自由度的机构，直到只剩原动件为止。 3）杆组的增减不应改变机构的自由度。
平面机构运动副和运动简图(课堂PPT)
3.简图中运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际 机构成比例。
19
举例： 1、活塞泵的机构运动简图
见版图/仿真动画
曲柄、连杆、齿扇、 齿条活塞、机架。
曲柄为原动件， 其余为从动件， 当曲柄匀速转动时仿真动画（连杆/演化/摇块）
21
3、抽水机构
9
构件的表示方法 可以组成两个运动副的构件
构件的表示方法 可以组成三个运动副的构件
运动副的表示方法:
(1)a、b、c是由两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动 副．其圆心代表相对转动轴线。
❖ (2)d、e、f是两构件组成移动副的表示方法，移动副的导路 必须与相对移动方向一致。图中画阴影线的构件表示机架。
用以支承活塞和曲轴等。
(2) 原动件：活塞就是原动件。
(3) 从动件：连杆和曲轴都是从动件。
从动件的运动规律取决于原动件运动规律
和机构的组成情况。
任何一个机构中， 必有一个构件被相对当作固定件。例如：
气缸体虽然随着汽车运动，但在研究发动机的运动时，仍把气缸
体当作固定件。在活动构件中必须有一个或几个原动件，其余的
第2章 平面机构运动简图 及自由度
2.1 运动副 2.2 平面运动机构简图 2.3 平面机构的自由度
1
2.1 运动副
运动副—两构件之间直接接触并能作相对运动 的可动联接，称为运动副。三个条件，缺一不可
运动副元素——直接接触的部分（点、线、面）
例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
2
运动副的分类
3
根据两构件的 相对运动轨迹
连杆/演化/多杆机构
28
都是从动件。
16
常用机构运动简图符号
在 机 架 上 的 电 机
19
举例： 1、活塞泵的机构运动简图
见版图/仿真动画
曲柄、连杆、齿扇、 齿条活塞、机架。
曲柄为原动件， 其余为从动件， 当曲柄匀速转动时仿真动画（连杆/演化/摇块）
21
3、抽水机构
9
构件的表示方法 可以组成两个运动副的构件
构件的表示方法 可以组成三个运动副的构件
运动副的表示方法:
(1)a、b、c是由两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动 副．其圆心代表相对转动轴线。
❖ (2)d、e、f是两构件组成移动副的表示方法，移动副的导路 必须与相对移动方向一致。图中画阴影线的构件表示机架。
用以支承活塞和曲轴等。
(2) 原动件：活塞就是原动件。
(3) 从动件：连杆和曲轴都是从动件。
从动件的运动规律取决于原动件运动规律
和机构的组成情况。
任何一个机构中， 必有一个构件被相对当作固定件。例如：
气缸体虽然随着汽车运动，但在研究发动机的运动时，仍把气缸
体当作固定件。在活动构件中必须有一个或几个原动件，其余的
第2章 平面机构运动简图 及自由度
2.1 运动副 2.2 平面运动机构简图 2.3 平面机构的自由度
1
2.1 运动副
运动副—两构件之间直接接触并能作相对运动 的可动联接，称为运动副。三个条件，缺一不可
运动副元素——直接接触的部分（点、线、面）
例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
2
运动副的分类
3
根据两构件的 相对运动轨迹
连杆/演化/多杆机构
28
都是从动件。
16
常用机构运动简图符号
在 机 架 上 的 电 机
机械设计基础-机构运动简图
3.按比例绘制运动简图。 简图比例尺： μ l =实际尺寸 m / 图上长度mm
4.检验机构是否满足运动确定的条件。
举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。
21/27
绘制图示颚式破碎机的运动简图。
22/27
绘制图示偏心泵的运动简图
3 2 1 4
偏心泵
23/27
2C 1
6 3
5' D B 4 A 4' 5
22
1
1
1
1
2
2
1 2 1
1 2
1 13/27
平
面
2
高
副
1
2
螺
旋
1
空副 2
间
1
运
动球 副面
1
副
球 销
2
副
2 1
2 1
1
2
2 1
2 1
1 2
1 2
1 2
2 1
14/27
一般构件的表示方法
杆、轴构件 固定构件 同一构件
15/27
一般构件的表示方法
两副构件 三副构件
16/27
注意事项:
画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副 的性质。
空间运动副－空间运动
例如：球铰链、螺旋、生物关节。
平面机构－全部由平面运动副组成的机构。
空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。
6/27
3)按运动副元素分有： ①高副－ －点、线接触，应力高。 例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
一个高副引入1个约束，保留了2个自由度。
7/27
8/27
②低副－ －面接触，应力低
12731机构的组成32机构的运动简图33平面机构的自由度227一运动副构件独立的运动单元内燃机中的连杆内燃机连杆套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖零件独立的制造单元3271运动副a两个构件b直接接触c有相对运动运动副元素直接接触的部分点线面例如
4.检验机构是否满足运动确定的条件。
举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。
21/27
绘制图示颚式破碎机的运动简图。
22/27
绘制图示偏心泵的运动简图
3 2 1 4
偏心泵
23/27
2C 1
6 3
5' D B 4 A 4' 5
22
1
1
1
1
2
2
1 2 1
1 2
1 13/27
平
面
2
高
副
1
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螺
旋
1
空副 2
间
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运
动球 副面
1
副
球 销
2
副
2 1
2 1
1
2
2 1
2 1
1 2
1 2
1 2
2 1
14/27
一般构件的表示方法
杆、轴构件 固定构件 同一构件
15/27
一般构件的表示方法
两副构件 三副构件
16/27
注意事项:
画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副 的性质。
空间运动副－空间运动
例如：球铰链、螺旋、生物关节。
平面机构－全部由平面运动副组成的机构。
空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。
6/27
3)按运动副元素分有： ①高副－ －点、线接触，应力高。 例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
一个高副引入1个约束，保留了2个自由度。
7/27
8/27
②低副－ －面接触，应力低
12731机构的组成32机构的运动简图33平面机构的自由度227一运动副构件独立的运动单元内燃机中的连杆内燃机连杆套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖零件独立的制造单元3271运动副a两个构件b直接接触c有相对运动运动副元素直接接触的部分点线面例如
机械原理(2015春)机构运动简图
机构运动简图(Kinematic sketch)（2）机构运动简图的应用1）表示机构的组成情况；2）表示机构的运动情况，在机构运动简图上可对机构进行运动分 析和力分析。
（3）机构示意图：不按比例绘制的机构简图。
它只能表明机构的组成状况和结构特征，不能用来进行运动分析和力分析。
1、机构运动简图（1）定义：根据机构的运动尺寸，按一定的比例定出运动副的位置，再用表示运动副的符号和表示构件的几何图形将机构的运动情况表示出来，这种表示机构结构和运动特征的简单的图形称为机构运动简图。
机构运动简图常用的符号（1）分析机械的构成：认清机架、主动件（原动件）、中间从动件、最后的执行 构件（输出件），确定机械包含的构件总数；（2）分析机械的运动情况：从原动件开始，循着运动传递路线，分析各构件间的相对 运动性质，判定运动副的数目和类型；（3）合理选择投影面：选择多数构件的运动平面或平行于运动平面的平面做投影 面，必要时可选择辅助投影面或局部简图来表示主投影面难以 表达清楚的部分;（4）选择适当的比例尺：确定构件尺寸及各运动副之间的相对位置；）图上尺寸 ） 实际尺寸 mm m l ( ( = m （5）选定机械运动的某个位置，用表示构件和运动副的简单符号， 按一定顺序绘制简图 。
2、机构运动简图的绘制步骤例1 内燃机的机构运动简图绘制内燃机动画 1.认清机架、原动件、从动件（输出件）2.判别运动副数量和类型3.合理选择投影面4.选择比例尺5.绘制简图构件数:7 转动副：4 移动副：3 高副：3例2 小型压力机的机构运动 简图绘制 1.认清机架、原动件、从动件（输出件）2.判别运动副数量和类型3.合理选择投影面4.选择比例尺5.绘制简图。
机械原理运动副的画法
机械原理运动副的画法机械原理是研究机械运动和受力的学科，其中运动副作为机械装置的基本组成部分，是机械运动实现的基础。
在机械原理中，通过描述和分析运动副的特点和运动规律，可以揭示机械运动过程中的各种力和力矩变化情况，从而为机械设计和分析提供有效的方法和手段。
运动副是实现机械件相对运动的部件，可以分为平面运动副、空间运动副和虚拟运动副等多种类型。
不同类型的运动副具有不同的结构和工作原理，但它们都起到了实现运动的作用。
平面运动副是最常见的一种运动副，也是最简单的一种。
平面运动副的结构简单，通过连接节点或轴承等方式将两个连杆、齿轮等机构连接起来，实现相对平面运动。
平面运动副可以实现直线运动、回转运动和各种复杂的曲线运动。
对于平面运动副的画法，需要根据其结构和运动方式进行绘制。
首先要确定副的类型，例如直线副、回转副等。
然后，根据实际情况选择适当的比例和大小来绘制副的各个部分和连接方式。
在绘制过程中，要注意各个部件之间的几何关系，确保实际情况与绘制结果相符。
例如，对于直线副的画法，可以先确定副的位置和方向，然后绘制两个相互平行的轴线，表示两个相互连接的连杆或齿轮。
再根据实际情况选择适当的比例和大小，在两个轴线上标出两个节点或轴承的位置，表示连接部件。
最后，通过连接节点或轴承的方式将两个连杆或齿轮连接起来，表示副的运动方式。
空间运动副是指在三维空间中实现相对运动的副。
相比平面运动副，空间运动副的结构相对复杂，需要考虑三维几何关系和运动规律。
在绘制空间运动副时，需要确定副的类型和方向，并绘制相应的轴线和节点。
根据实际情况选择适当的比例和大小，绘制副的各个部件和连接方式。
在绘制过程中，要注意三维几何关系的表示，确保绘制结果与实际情况相符。
虚拟运动副是指在机械装置中表现出来的一种不直接参与计算和分析的运动副。
虚拟运动副通常在计算和分析过程中作为辅助副使用，用于简化和优化计算过程。
在绘制虚拟运动副时，一般可以简化表示，只需表示其位置和方向即可。
西南交大机械原理课件第1章构件约束和运动副
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
15
第1章 构件、约束和运动副
1.1 构件及其分类 1.1.1构件 运动单元体
机械一般都是由许多机械零件组合而成的。 所谓零件，是制造、加工的单元体。 构件是运动时的单元体，而零件是制造时的 单元体。
1
图2---1单缸内燃机的组成及组成连杆的零件
内燃机的缸体为机架，活塞为原动件，曲柄和连杆 均为从动件，驱动其他机械所需要的力和运动通过曲柄 得到，因此，曲柄为输出构件，而连杆为传动构件。
凸轮机构
滚动轴承 也是转动副
图1---11 平面曲线副 （齿轮）
10
图1---8 万向轮
11
12
空间运动副（P12）
螺旋副
圆柱副
图1---6球铰链
螺旋副允许相对转动和沿着转动轴线方向的移动，这两 个相对运动不是独立的，所以，螺旋副有一个自由度； 圆柱副允许转动，并且允许独立于转动的沿着转动轴线 方向的移动，圆柱副有两个自由度。 （P11 ）
a两个构件b直接接触c有相对运动运动副元素形成运动副的构件之间相接触1321力闭合运动副形闭合运动副及材料闭合运动副p11了解1322平面运动副和空间运动副平面运动副如果形成运动副的一个构件的副元素的所有点相对另一构件的副元素的对应点的运动轨迹均为在相互平行的平面内的平面曲线则这样的运动副为平面运动副
以后详讲）
图1-3 两个构件点接触形成一个约束
4
1.2.1构件之间的自由度与约束 自由度 N 约束 S 空间N+S=6 平面N+S=3
利用点、线、面接触构成各种运动约束
对于运动在同一平面XOY上的两个构件来说，其相对运 动则可以分解为三个独立的运动，即沿轴X、Y的移动和绕 垂直于XOY平面的轴的转动。因此，作平面运动的两个自由 构件之间具有三个自由度。 (P8)
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分 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 类 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统
闭链
是运动链么？为什么
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
开链
四 机构
机 构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一个 或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链中 其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。
对运动副的理解要把握以下三点：
由两个相邻构件直接接触组成 组成运动副的两个构件之间有相对运动 每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接
副元素：两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面）
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
。 可以说：机构是由运动副运逐动副一机构联运动接简图各个构件组成的
2.1 运动副及其分类
自由度：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所
需的独立变量的数目
自由构件(空间)：F = ？ 自由构件(平面)：F = ？ 约束：运动副对构件独立运动所加的限制
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
二、运动副的分类方法：
1 按组成运动副的两构件的相对运动形式分类: ---------平面运动副、空间运动副 2 按照运动副的接触形式分类:-------------------低副(面接触)、高副（点线接触） 3 按两构件之间的相对运动方式分类:----------------移动副 转动副 螺旋副 球面副 4 按照运动副引入的约束数目分类:-------------------n 级副 n = 1, 2, 3, 4, 5 5 按照运动副接触部分的几何形状分类:---------------圆柱副、平面与平面副、
螺旋副 运动副机构运动简图
球面副
2 按两根据构运件动之副间的的接触接形触式形，式运分动副类归为两类
1）低副：面接触的运动副。如 :
移动副
转动副
2）高副：点或线接触的运动副。
齿轮副
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
运动副机构运动简图
凸轮副
3 按两构件之间的相对运动方式分类
转动副——两构件之间的相对运动为转动 移动副——两构件之间的相对运动为移动 螺旋副——两构件之间的相对运动为螺旋运动 球面副——两构件之间的相对运动为球面运动
低副机构：完全由低副连接而成的机构 高副机构：只要含有一个高副的机构
闭链机构：由闭式运动链所组成的机构 开链机构：由开式运动链所组成的机构
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
平面低副 闭链机构
平面低副开链机构
高副机构
请问：是开链 还是闭链机构？
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
一 构件
2.1 运动副及其分类
定义——作为一个整体参与机构运动的刚性单元体，组成机 械系统的最小运动单元
组成—— 可由一个零件构成，也可由若干零件刚性联接而成。
内 燃 机 连 杆
零件
加工制造的最小单元
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
二 运动副
一、运动副定义
由两个构件直接接触而产生一定相对运动的可动联接称为 运动副。
运动副机构运动简图
V级运动副 （f =1，c =5)
IV级运动副 （f =2， c =4)
III级运动副 （f =3， c =3)
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
II级运动副（f =4， c =2)
I级运动副（f =5， c =1)
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
第2章 机构的结构分析
2.2 机构的组成 2.3 平面机构运动简图的绘制 2.4 机构具有确定相对运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
武汉大学东湖分校运动工副机学构运院动简图 2011年3月
2.2 机构运动简图
一 机构运动简图概念
用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一 定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。
机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。
• •
内燃机
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
机构运动简图和机构示意图区别？
三、运动副代表符号
移 动 副
转 动 副
平 面 高 副
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
圆 柱 副
螺 旋 副
球 面 副
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
三、运动链
定义——若干个构件通过运动副连接起来组成的相互间可作
相对运动的构件系统。
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
4 按照运动副引入的约束数目分类
自由度—— 构件在空间中具有的独立运动的数目 约 束—— 运动副对构件运动的限制作用
1. I级运动副 2. II级运动副 3. III级运动副 4. IV级运动副 5. V级运动副 机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
为了便于研究机构的运动，可以撇开构件、 运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条 和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运 动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样 绘制出能够准确表达机构运动特性的简明图形 就称为机构运动简图。
球面副、螺旋副、球面与平面副等
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
1、根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类
1）平面运动副： 组成运动副两 构件间作相对 平面运动
转动副
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。
机械原理第1章12节是具有 确定运动的
运动链。
机架
请大家思考以下2种说法是否正确 为什么？
1 运动链是机构
2机构是运动链 机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
机构的分类
平面机构：机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构：机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运 动， 或至少有一构件能在三维空间中运动
闭链
是运动链么？为什么
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
开链
四 机构
机 构：在运动链中，如果将某一个构件加以固定，而让另一个 或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动时，如果运动链中 其余各活动构件都有确定的相对运动，则此运动链称为机构。
对运动副的理解要把握以下三点：
由两个相邻构件直接接触组成 组成运动副的两个构件之间有相对运动 每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接
副元素：两个构件上参与接触构成运动副的部分（点、线、面）
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
。 可以说：机构是由运动副运逐动副一机构联运动接简图各个构件组成的
2.1 运动副及其分类
自由度：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所
需的独立变量的数目
自由构件(空间)：F = ？ 自由构件(平面)：F = ？ 约束：运动副对构件独立运动所加的限制
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
二、运动副的分类方法：
1 按组成运动副的两构件的相对运动形式分类: ---------平面运动副、空间运动副 2 按照运动副的接触形式分类:-------------------低副(面接触)、高副（点线接触） 3 按两构件之间的相对运动方式分类:----------------移动副 转动副 螺旋副 球面副 4 按照运动副引入的约束数目分类:-------------------n 级副 n = 1, 2, 3, 4, 5 5 按照运动副接触部分的几何形状分类:---------------圆柱副、平面与平面副、
螺旋副 运动副机构运动简图
球面副
2 按两根据构运件动之副间的的接触接形触式形，式运分动副类归为两类
1）低副：面接触的运动副。如 :
移动副
转动副
2）高副：点或线接触的运动副。
齿轮副
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
运动副机构运动简图
凸轮副
3 按两构件之间的相对运动方式分类
转动副——两构件之间的相对运动为转动 移动副——两构件之间的相对运动为移动 螺旋副——两构件之间的相对运动为螺旋运动 球面副——两构件之间的相对运动为球面运动
低副机构：完全由低副连接而成的机构 高副机构：只要含有一个高副的机构
闭链机构：由闭式运动链所组成的机构 开链机构：由开式运动链所组成的机构
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
平面低副 闭链机构
平面低副开链机构
高副机构
请问：是开链 还是闭链机构？
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
一 构件
2.1 运动副及其分类
定义——作为一个整体参与机构运动的刚性单元体，组成机 械系统的最小运动单元
组成—— 可由一个零件构成，也可由若干零件刚性联接而成。
内 燃 机 连 杆
零件
加工制造的最小单元
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
二 运动副
一、运动副定义
由两个构件直接接触而产生一定相对运动的可动联接称为 运动副。
运动副机构运动简图
V级运动副 （f =1，c =5)
IV级运动副 （f =2， c =4)
III级运动副 （f =3， c =3)
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
II级运动副（f =4， c =2)
I级运动副（f =5， c =1)
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
第2章 机构的结构分析
2.2 机构的组成 2.3 平面机构运动简图的绘制 2.4 机构具有确定相对运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
武汉大学东湖分校运动工副机学构运院动简图 2011年3月
2.2 机构运动简图
一 机构运动简图概念
用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一 定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。
机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。
• •
内燃机
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
机构运动简图和机构示意图区别？
三、运动副代表符号
移 动 副
转 动 副
平 面 高 副
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
圆 柱 副
螺 旋 副
球 面 副
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
三、运动链
定义——若干个构件通过运动副连接起来组成的相互间可作
相对运动的构件系统。
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
4 按照运动副引入的约束数目分类
自由度—— 构件在空间中具有的独立运动的数目 约 束—— 运动副对构件运动的限制作用
1. I级运动副 2. II级运动副 3. III级运动副 4. IV级运动副 5. V级运动副 机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节
为了便于研究机构的运动，可以撇开构件、 运动副的外形和具体构造，而只用简单的线条 和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运 动副位置，表示机构的组成和传动情况。这样 绘制出能够准确表达机构运动特性的简明图形 就称为机构运动简图。
球面副、螺旋副、球面与平面副等
机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
1、根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类
1）平面运动副： 组成运动副两 构件间作相对 平面运动
转动副
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。
机械原理第1章12节是具有 确定运动的
运动链。
机架
请大家思考以下2种说法是否正确 为什么？
1 运动链是机构
2机构是运动链 机械原理第1章12节运动副机构运动简图1章12节 运动副机构运动简图
机构的分类
平面机构：机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构：机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运 动， 或至少有一构件能在三维空间中运动