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本课程是测控专业一门近机类课程，上课之前尤其要作专业引导工作，以树立对本课程的正确认识。
课程安排：课堂教学60学时，实验教学12学时，共计72学时。
第一章平面机构运动简图与自由度计算学时8知识要点：运动副概念和分类、平面机构低副和高副、平面机构运动简图、平面机构自由度计算难点：自由度计算和虚约束判断，结合多媒体重点讲解。
§1 概述机构是按一定方式联接的构件组合，是用来转递运动和力或改变运动的形式。
研究机构的目的：⑴探讨机构运动的可能性、具有确定运动的条件；⑵将机构按特点分类，建立运动分析和动力分析的一般方法；⑶学会关于运动简图的绘制。
(4)熟悉构件组成机构的规律，以合理设计和创新机构。
§2运动副及其分类运动副：两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）。
??例如：滚珠轴承的滚珠与内外座圈之间为点接触；互相啮合的轮齿之间为点或线接触；而轴颈与轴承或滑块与导槽之间为面接触。
运动副要素：构成运动副的点、线、面。
按运动情况可把运动副分为平面运动副和空间运动副。
本节将主要讨论平面运动副。
构件作运动时，可分为三个独立的运动。
当X或Y值变化时，构件将沿X或Y轴移动；当α值变化。
2只能绕垂直于XOY平面的轴相对运动。
图4-1b，构件2沿Y轴相对移动和垂直于XOY平面的轴相对移动受约束，构件2相对于构件1只能2沿公法线n-nA独立转沿接触点公法线相对移动的可能性即被取消。
因此，从相对运动来看，平面运动副有三种型式：⑴具有一个独立相对转动的运动副（转动副）；F=1⑵具有沿一个方向独立相对移动的运动副（移动副）；F=1⑶具有一个独立移动和一个独立转动的运动副。
F=2按照接触的特性，通常把运动副分为高副和低副。
点接触或线接触的运动副称为高副；平面高副具有一个约束。
F=2面接触的运动副称为低副。
平面低副具有两个约束。
F=1§3 平面机构的运动简图机构运动简图：表明各机构间相对运动关系的简单图形。
1.机器定义：机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量.物料.信息。
2.原动机：凡将其他形式的能变换为机械能的机器称为原动机。
举例：内燃机、电动机。
3.工作机：凡利用机械能去变换或传递能量.物料.信息的机器称为工作机。
举例：发电机、起重机、金属切削机床、录音机等都属于工作机。
机构定义：机器的主体部分是由许多个运动构建组成的。
用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件能够相对运动的连接方式组成的构件系统成为机构。
机器主体部分由机构组成。
4.机器中最常用的机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系和间歇运动机构等。
5.一般机器由四个基本部分组成：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。
6.机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外，还包含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换和传递能量、物料信息的功能。
但是在研究构件的受力和运动情况时，机器与机构无差别。
因此，习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称。
7.构件：是运动的单元。
它可以是一个单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。
第一章：平面机构自由度和速度分析1.平面机构定义：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构，否则称为：空间机构。
工作中常用机构多属于平面机构。
2.自由度定义：构件相对于参考系的独立运动称为自由度。
一个做平面运动的构件有3个自由度。
3.运动副定义：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。
构件组成运动副后自由度随之减少。
4.运动副分类：低副和高副。
（两构件接触不外乎为：点、线、面。
）5.低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
平面机构中的低副：转动副、移动副。
（1）转动副：若组成运动副的两构件只能在平面内相对转动，这种运动副称为转动副或称铰链。
（2）移动副：若组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动，这种运动副称为移动副。
6.高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
第一章平面机构运动简图及其自由度基本要求：了解平面运动副及平面机构简图绘制；掌握平面运动链的自由度及其具有确定运动的条件。
重点：平面机构运动简图的绘制及自由度的计算。
难点：平面机构的自由度计算、虚约束的判断。
学时：课堂教学：4学时。
教学方法：多媒体结合板书。
第一节运动副及其分类机构的分类：平面机构：所有的构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。
空间机构：所有的构件不全在相互平行的平面内运动的机构。
构件的自由度：构件可能出现的独立运动，如图1-1所示。
空间自由构件：6个平面自由构件：3个约束：附加在构件上对构件自由度的限制。
图1-1 构件的自由度1.1.1 运动副由两构件组成的可动联接。
三要素：两构件组成、直接接触、有相对运动。
运动副元素：构件上直接参与接触而构成运动副的表面。
1.1.2 运动副的分类1、根据引入约束的数目分：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级副。
2、根据构成运动副的两构件的接触情况分：低副：面接触。
高副：点或线接触，如图1-2 所示。
3、根据构成运动副的两构件的运动范围分：平面副：组成运动副的两构件都在同一或平行平面内运动。
平面副：组成运动副的两构件不在同一或平行平面内运动。
4、根据构成运动副的两构件的相对运动分：移动副：组成运动副的两构件作相对移动，如图1-3所示。
转动副：组成运动副的两构件作相对转动，如图1-4所示。
螺旋副：组成运动副的两构件作螺旋运动，如图1-5所示。
球面副：组成运动副的两构件作球面运动，如图1-6所示。
常用及我们这本书主要介绍的是：图1-2 高副图1-3 移动副图1-4 转动副图1-5 螺旋副图1-6 球副特点：低副：1）面接触——接触比压低，承载能力大。
2）接触面为平面或柱面。
便于加工，成本低；便于润滑。
3）引入二个约束，Ⅱ级副。
高副：1）点、线接触。
接触比压高，承载能力小。
2）接触面曲面。
不便于加工和润滑。
3）引入一个约束。
Ⅰ级副。
第二节平面机构运动简图1.2.1 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，用国标规定的运动副及常用机构运动简图的符号和简单的线条将机构的运动情况表示出来，与原机构运动特性完全相同的，表示机构运动情况的简化图形。
平面机构的运动简图及自由度(一)平面机构是机械工程中的一个基础概念，是指由连续的运动副组成的机器构造，用于将旋转运动和直线运动转换，从而实现复杂的机械运动及工业生产过程。
平面机构中最基本的元素是连杆及其构成的机构，为了正确描述机构的运动，必须先画出平面机构的运动简图，并计算其自由度。
一、平面机构的运动简图平面机构的运动简图是指平面机构在运动时各连杆及支点运动的示意图，它是描述平面机构运动的基础。
在平面机构的运动简图中，需要标出连杆的长度及固定点、转动点和动点等，用来说明机构的运动状态。
平面机构的运动状态一般分为两种，一种是平面转动运动，一种是平面移动运动。
平面转动运动即机构各连杆转动，形成一定的角度位移；平面移动运动即机构各连杆在平面内移动，形成一定的位移。
而平面机构中的转动连杆可以成为主杆，其他连杆相应地被称为从动杆。
二、平面机构的自由度在平面机构的自由度分析中，需要确定平面运动的自由度和自由度的计算方法。
平面运动的自由度是指平面机构在运动过程中不被任何约束的情况下，可以自由移动的数量。
计算平面运动的自由度，需要注意以下几个要点：1. 在平面机构中，任意两杆之间的运动关系都是互相影响的，因为机构中的所有连杆都是通过驱动点或者固定点来完成运动的。
2. 平面机构的自由度与杆件数量相关，不同组合的杆件数量可以分别计算得出自由度。
3. 在整个机构中，任意两杆之间的约束条件不能重复，不能计算两次。
4. 对于已知结构的平面机构，可以通过计算自由度来判断其合理性和优化设计。
三、总结在机械工程学中，平面机构是基础性的概念，在复杂机械结构中被广泛应用。
平面机构的运动简图是描述其运动的基础，而自由度则是定义其可自由运动的数量。
因此，在机械工程的实践操作中，必须通过正确绘制平面机构的运动简图并使用正确的自由度计算方法，才能得出更加准确的机械设计结果。
第三章平面机构的运动简图及自由度机构由构件组成，各构件之间具有确定的相对运动。
然而，把构件任意拼凑起来不一定能运动；即使能够运动，也不一定具有确定的相对运动。
那么构件应如何组合才能运动？在什么条件下才具有确定的相对运动？这对分析现有机构或创新机构很重要。
所有构件的运动平面都相互平行的机构称为平面机构，否则称为空间机构。
本章仅讨论平面机构的情况，因为在生活和生产中，平面机构应用最多。
3-1 运动副3．1．1 运动副机构由若干个相互联接起来的构件组成。
机构中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。
例如轴与轴承之间的联接，活塞与汽缸之间的联接，凸轮与推杆之间的联接，两齿轮的齿和齿之间的联接等。
3．1．2 运动副的分类在平面运动副中，两构件之间的直接接触有三种情况：点接触、线接触和面接触。
按照接触特性，通常把运动副分为低副和高副两类。
1．低副两构件通过面接触．．。
根据两构件间的相对运动形式，低副又分为．．．构成的运动副称为低副移动副和转动副。
两构件间的相对运动为直线运动的，称为移动副，如图3-1所示；两构件间的相对运动为转动的，称为转动副或称为铰链副，如图3-2所示。
图3-1 移动副图3-2 转动副2．高副两构件通过点或线接触．．．．．构成的运动副称为高副．．。
如图3-3，凸轮1与尖顶推杆2构成高副，如图3-4，两齿轮轮齿啮合处也构成高副。
图3-3 凸轮高副图3-4 齿轮高副低副因通过面接触而构成运动副，故其接触处的压强小，承载能力大，耐磨损，寿命长，且因其形状简单，所以容易制造。
低副的两构件之间只能作相对滑动；而高副的两构件之间则可作相对滑动或滚动，或两者并存。
3-2 平面机构运动简图实际构件的外形和结构往往很复杂，在研究机构运动时，为了突出与运动有关的因素，将那些无关的因素删减掉，保留与运动有关的外形，用规定的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例表示各种运动副的相对位置。
这种表示机构各构件之间相对运动的简化图形，称为机构运动．．。
本课程是测控专业一门近机类课程，上课之前尤其要作专业引导工作，以树立对本课程的正确认识。
课程安排：课堂教学60学时，实验教学12学时，共计72学时。
第一章平面机构运动简图与自由度计算
学时8
知识要点：运动副概念和分类、平面机构低副和高副、平面机构运动简图、平面机构自由度计算
难点：自由度计算和虚约束判断，结合多媒体重点讲解。
§1 概述
机构是按一定方式联接的构件组合，是用来转递运动和力或改变运动的形式。
研究机构的目的：
⑴探讨机构运动的可能性、具有确定运动的条件；
⑵将机构按特点分类，建立运动分析和动力分析的一般方法；
⑶学会关于运动简图的绘制。
(4)熟悉构件组成机构的规律，以合理设计和创新机构。
§2运动副及其分类
运动副：两构件直接接触，而又能产生一定相对运动的联接（可动联接）。
??
例如：滚珠轴承的滚珠与内外座圈之间为点接触；互相啮合的轮齿之间为点或线接触；而轴颈与
轴承或滑块与导槽之间为面接触。
运动副要素：构成运动副的点、线、面。
按运动情况可把运动副分为平面运动副和空间运动副。
本节将主要讨论平面运动副。
构件作运动时，可分为三个独立的运动。
当X或Y值变化时，构件将沿X或Y轴移动；当α值变化。
2只能绕垂直于XOY平面的轴相对运动。
图4-1b，构件2沿Y轴相对移动和垂直于XOY平面的轴相对移动受约束，构件2相对于构件1只能
2沿公法线n-n
A独立转
沿接触点公法线相对移动的可能性即被取消。
因此，从相对运动来看，平面运动副有三种型式：
⑴具有一个独立相对转动的运动副（转动副）；F=1
⑵具有沿一个方向独立相对移动的运动副（移动副）；F=1
⑶具有一个独立移动和一个独立转动的运动副。
F=2
按照接触的特性，通常把运动副分为高副和低副。
点接触或线接触的运动副称为高副；平面高副具有一个约束。
F=2
面接触的运动副称为低副。
平面低副具有两个约束。
F=1
§3 平面机构的运动简图
机构运动简图：表明各机构间相对运动关系的简单图形。
仅仅用简单的线条和符号来代表机构和运动副，并按照一定的比例表示各运动副间的相对位置，不考虑与运动无关的因素。
表4-1
绘制运动简图时，首先要搞清楚所要绘制机械的结构和运动原理，然后从原动件开始，按照运动传递的顺序，分析各构件相对运动的性质，确定运动副的类型和数目；并合理选择视图平面。
选取适当的长度比例尺，按一定的顺序进行绘图，并将比例尺标注在图上。
例题4-1 试画出图4-4a所示油泵机构的运动简图。
解此机构主要由圆盘1、导杆2、摇块3和机架4等四个机构组成，其中构件1为原动件，构件4为机架。
该机构的工作情况是：当回转副B在AC中心线的左边时，从机架4的右孔道吸油；当B在AC 中心线的右边时，经机架4的左孔道排油。
构件1与构件4和构件2、构件3与构件4分别在A、B、C点构成转动副，构件2与构件3组成移动副它们的导路沿BC方向。
现在选择适当的投影面和比例尺，定出各转动副的位置即可绘制出机构运动简图，如图4-4b所示。
的数值，
1
1
和φ4
1
也是。
三、计算机构自由度时应注意的事项
1.复合铰链
在同一轴线上有两个以上的构件用转动副联接时，则形成了复合铰链（图4-9）。
如有m个构件用复合
铰链联接时，则应含有（m-1）个转动副。
虚约束
1、3平行而且长
，结果与机构实际
1。
,
只有一个移动副或转动副起约束作用，而其它的都视为虚约束（图4-12）；
⑶机构中对运动不起作用的对称部分会出现虚约束（图4-13）。
例题2-2 计算图4-14a所示大筛机构的自由度。
解图4-14a中，滚子具有局部自由度。
E和E′为两构件组成导路平行的移动副，其中之一为虚约
束。
弹簧不起限制作用，可以略去。
则形成图4-14b。
因n=7,p L=9,p H=1，其自由度F=3*7-2*9-1=2。
此机构
应当有两个原动件。
