1 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 2 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值变化时，构件将在坐标平面内转动。
yoxxABαy
图4-1 平面运动系
自由度：构件所具有的独立运动数目（或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。每加一个约束，构件就减少一个自由度。
1．转动副: 具有一个独立相对转动的运动副。
如图4-1a？？，构件2相对于构件1沿X轴和Y轴的两个相对移动受到约束，构件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只能沿X轴方向相对移动。
2．移动副：具有沿一个方向独立相对移动的运动副。
第一章 平面机构的运动简图及自由度
一、判断题〔以为正确的，在括号内画√，反之画×〕
1.机构是由两个以上构件组成的。 〔 〕
2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。 〔 〕
3.机构具有肯定相对运动的条件是机构的自由度大于零。 〔 〕
4.转动副限制了构件的转动自由度。 〔 〕
5.固定构件〔机架〕是机构不可缺少的组成局部。 〔 〕
6.4个构件在一处铰接，那么组成4个转动副。 〔 〕
7.机构的运动不肯定，就是指机构不能具有相对运动。 〔 〕
8.虚约束对机构的运动不起作用。 〔 〕
二、选择题
1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,那么运动简图相对于与实际机构的〔 〕应一样。
A.构件数、运动副的类型及数量
B.构件的运动尺寸
D. A 和 B 和 C
2.下面对机构虚约束的描述中，不正确的选项是〔 〕。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束，在计算机构自由度时应除去虚约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的靠得住性等。
C.虚约束应知足某些特殊的凡何条件，否那么虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机械的构造复杂，本钱增加。
D.设计机械时，在知足利用要求的情况卜，含有的虚约束越多越好。
三、综合题
1.图2-1中构件1相对于构件2能沿切向At 移动，沿法向An向上移动和绕接触点A转动，所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。
16 习 题
1-1至1-4 绘制图示机构的机构运动简图。
题1-1图 颚式破碎机
题1-2图 柱塞泵
题1-3图 旋转式水泵
O1
O2
A B 1
2
3
4
A B C D
1 2 3 4
A
B C D
1 2 3
4
A B C D
1
2 3 4 C D 17
题1-4图 冲压机构
1-5至1-10 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算各机构的自由度。
题1-6图 解：构件3、4、5在D处形成一个复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
32352701LHFnPP
解：没有复合铰链、局部自由度和虚约束。
323921301LHFnPP 题1-5图 题1-5图 5 6
A B C
D
E F O1
O2
C D
F 1
2 3
4
5
6 E
G F E
G 18
题1-7图
题1-8图
题1-9图
题1-10图 解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：B处为局部自由度，没有复合铰链和虚约束。
32352710LHFnPP
解：C处为复合铰链，E处为局部自由度，没有虚约束。
32372912LHFnPP A B C D E I
F
G H
A D
B E
C
A E B C
D G
F 19 1-11图示为一手动冲床机构，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。试分析该方案是否可行；如果不可行，给出修改方案。
答：此方案自由度为0，不可行。改进方案如图所示：
题1-11图 手动冲床
手动冲床运动简图 手动冲床改进方案
习 题
1-1至1-4 绘制图示机构的机构运动简图。
题1-1图 颚式破碎机
题1-2图 柱塞泵
题1-3图 旋转式水泵
OOA B 1
2
3 4
A B C D
1 2 3 4 A
B C D
1 2 3
4
A
B C D
1
2 3 4 C D 17
题1-4图 冲压机构
1-5至1-10 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算各机构的自由度。
题1-6图 解：构件3、4、5在D处形成一个复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
32352701LHFnPP
解：没有复合铰链、局部自由度和虚约束。
323921301LHFnPP 题1-5图 题1-5图 OOC D
F 1
2 3
4
5
6 E
G FE
G 18
题1-7图
题1-8图
题1-9图
题1-10图 解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：B处为局部自由度，没有复合铰链和虚约束。
32352710LHFnPP
解：C处为复合铰链，E处为局部自由度，没有虚约束。
32372912LHFnPP A B C D E I
F
G H
A D
B E
C
A E B C
D G
F 1-11图示为一手动冲床机构，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。试分析该方案是否可行；如果不可行，给出修改方案。
答：此方案自由度为0，不可行。改进方案如图所示：
题1-11图 手动冲床
手动冲床运动简图 手动冲床改进方案
