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机械原理电子教案-结构分析

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[理学]机械原理总结课电子教案焦映厚上

[理学]机械原理总结课电子教案焦映厚上

[理学]机械原理总结课电子教案焦映厚上教案“[理学]机械原理总结课电子教案焦映厚上”1.1 课程背景1.1.1 机械原理是工科学生的重要基础课程，涉及机械系统的基本概念、原理和设计方法。

1.1.2 通过对机械原理的学习，学生可以了解机械系统的工作原理，提高解决实际工程问题的能力。

1.1.3 本节课旨在帮助学生总结和巩固机械原理的基本知识点，提高学生的综合应用能力。

二、知识点讲解2.1 机械原理的基本概念2.1.1 机械：由多个零件组成的，能够完成特定功能的系统。

2.1.2 机构：机械中不包含动力源的部分，负责传递、转换和控制力或运动。

2.1.3 机械原理：研究机械系统的工作原理、设计方法和性能评价的学科。

三、教学内容3.1 机械原理的主要内容3.1.1 机构分析：研究机构的结构特点、运动特性和力学特性。

3.1.2 机械设计：根据功能需求，设计合理的机械结构和参数，满足性能要求。

3.1.3 机械系统的动力学分析：研究机械系统的受力、运动和稳定性等问题。

四、教学目标4.1 知识目标4.1.1 学生能够理解机械原理的基本概念，掌握机构分析、机械设计和动力学分析的方法。

4.1.2 学生能够运用机械原理解决实际工程问题，提高工程实践能力。

4.1.3 学生能够了解机械原理的发展趋势，培养创新意识和持续学习的能力。

五、教学难点与重点5.1 教学难点5.1.1 机构分析和动力学分析的复杂性，需要学生具备较强的数学和力学基础。

5.1.2 机械设计的方法和技巧，需要学生熟练掌握设计原理和软件工具。

5.1.3 机械原理在实际工程中的应用，需要学生具备较强的实际问题分析和解决能力。

以上是前五个章节的教案内容，后续章节将包括教学方法和策略、教学过程设计、教学评价和反思等。

希望对您有所帮助。

六、教具与学具准备6.1 教具准备6.1.1 准备PPT、教学视频等电子教学资源，用于展示机械原理的基本概念和实例。

6.1.2 准备一些实际的机械部件或模型，用于直观展示机械原理的工作原理。

机械原理电子教案第4章

机械原理电子教案第4章

P2 P2
cos1350
P0
cos1100
P1
cos(1100
1350 )
P 2
P0=1.533 P1=-1.0628 P2=0.7805
PP10
n (n
/
l
)
P3 (l 2 n2 1 m2 ) /(2l)
n= 1.533 l =1.442 m=1.783
根据结构要求，确定 曲柄长度，可求各构 件实际长度。
优点： ①连杆机构为低副机构，运动副为面接触，压强小，承载 能力大，耐冲击； ② 运动副元素的几何形状多为平面或圆柱面，便于加工 制造； ③在原动件运动规律不变情况下，通过改变各构件的相对 长度可以使从动件得到不同的运动规律； ④可以连杆曲线可以满足不同运动轨迹的设计要求； 缺点： ①由于运动积累误差较大，因而影响传动精度； ②由于惯性力不好平衡而不适于高速传动； ③设计方法比较复杂。
◆平面四杆机构有曲柄的条件
机构尺寸满足杆长条件，且最短杆为机架或连架杆。
一、平面四杆机构有曲柄的条件(续)
例：图示机构尺寸满足杆长条件，当取不同构件为机架时 各得什么机构？
最短杆为 机架得双 曲柄机构
取最短杆相 邻的构件为 机架得曲柄 摇杆机构
取最短杆对 边为机架得 双摇杆机构
一、平面四杆机构有曲柄的条件(续)
4-2 平面四杆机构的类型及应用
一、平面四杆机构的基本型式
基本型式——铰链四杆机构
连杆 C
连架杆 B 运动副全为转动副。
连架杆
动画演示
A
D
曲柄：能作整周回转的连架杆。
摇周杆转：副只：能组在成一转定动范副围的内两摇构动件的能连整架周杆相；★曲柄摇杆机构
对转动；

机械原理课程教案—机构的结构设计

机械原理课程教案—机构的结构设计

机械原理课程教案—机构的结构设计一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解机构的基本概念及其分类；（2）掌握常见机构的特点及应用；（3）学会使用机构设计的基本原则和方法。

2. 过程与方法：（1）通过观察实例，分析机构的功能和结构特点；（2）运用机构设计的基本原则，进行简单的机构设计。

3. 情感态度价值观：培养学生的创新意识，提高学生解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 机构的基本概念及其分类（1）机构的定义；（2）机构的分类；（3）机构的特点。

2. 常见机构的特点及应用（1）齿轮机构；（2）传动机构；（3）连杆机构；（4）凸轮机构；（5）其他常用机构。

3. 机构设计的基本原则和方法（1）机构设计的原则；（2）机构设计的方法；（3）机构设计的步骤。

三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）机构的基本概念及其分类；（2）常见机构的特点及应用；（3）机构设计的基本原则和方法。

2. 教学难点：（1）机构设计的方法；（2）机构设计的步骤。

四、教学准备1. 教学资源：（1）教材；（2）多媒体课件；（3）实例图片；（4）模型或实物。

2. 教学工具：（1）投影仪；（2）计算机；（3）黑板；（4）粉笔。

五、教学过程1. 导入新课：通过展示实例图片，引导学生思考机构在实际中的应用，激发学生的学习兴趣。

2. 教学内容与活动：（1）讲解机构的基本概念及其分类，通过实例分析不同机构的特点；（2）介绍常见机构的特点及应用，结合实际例子进行讲解；（3）讲解机构设计的基本原则和方法，引导学生了解机构设计的过程。

3. 课堂练习：让学生根据给定的任务，运用所学知识进行简单的机构设计，培养学生的实际操作能力。

4. 总结与拓展：对本节课的内容进行总结，强调机构设计的重要性，引导学生思考如何将所学知识应用到实际项目中。

鼓励学生进行创新，提出新的机构设计方案。

5. 布置作业：根据本节课的内容，布置相关的作业，巩固学生对机构设计的基本概念和方法的理解。

机械原理总结课电子教案焦映厚上

机械原理总结课电子教案焦映厚上

机械原理总结课电子教案章节一：引言教学目标：1. 让学生了解机械原理的重要性和应用范围。

2. 激发学生对机械原理的兴趣和好奇心。

教学内容：1. 介绍机械原理的定义和基本概念。

2. 探讨机械原理在工程和科技领域中的应用。

教学活动：1. 开场提问：什么是机械原理？它在我们的生活中有什么应用？2. 展示实例：通过图片或实物展示机械原理在工程和科技领域的应用。

3. 小组讨论：让学生分组讨论机械原理的重要性和应用范围。

教学评估：1. 观察学生在讨论中的表现，了解他们对机械原理的理解程度。

2. 收集学生的讨论结果，评估他们对机械原理应用的认识。

章节二：机械原理的基本原理教学目标：1. 让学生了解机械原理的基本原理和定律。

2. 培养学生运用基本原理解决实际问题的能力。

教学内容：1. 介绍机械原理的基本原理和定律，如力的平衡、能量守恒等。

2. 分析实例，展示如何运用基本原理解决实际问题。

1. 讲解基本原理：通过PPT或板书讲解机械原理的基本原理和定律。

2. 实例分析：分析实例，让学生了解如何运用基本原理解决实际问题。

3. 小组练习：让学生分组练习运用基本原理解决实际问题。

教学评估：1. 观察学生在练习中的表现，评估他们对机械原理的理解程度。

2. 收集学生的练习结果，评估他们运用基本原理解决实际问题的能力。

章节三：机械原理的建模与分析教学目标：1. 让学生了解机械原理的建模方法和分析技巧。

2. 培养学生运用建模和分析方法解决实际问题的能力。

教学内容：1. 介绍机械原理的建模方法和分析技巧，如坐标系建立、受力分析等。

2. 分析实例，展示如何运用建模和分析方法解决实际问题。

教学活动：1. 讲解建模方法：通过PPT或板书讲解机械原理的建模方法。

2. 受力分析练习：让学生练习进行受力分析，了解物体受力情况。

3. 小组练习：让学生分组练习运用建模和分析方法解决实际问题。

教学评估：1. 观察学生在练习中的表现，评估他们对机械原理建模和分析方法的理解程度。

机械原理总结课电子教案概论

机械原理总结课电子教案概论
数目 11、机构中速度瞬心
位置的确定 12、三心定理
21
一、基本知识与概念
13、移动副的摩擦和自锁
22
一、基本知识与概念
14、转动副轴颈的摩擦和自锁
23
二、例题分析
例1 如图所示铰链四杆机 构中，已知各杆长度为：
lAB 20mm lCD 85mm
lBC 60mm lAD 50mm
1、说明该机构为什么有曲柄，指明哪个构件为 曲柄；2、以曲柄为原动件作等速转动时，是否 存在急回运动，若存在，确定其极位夹角，计 算行程速比系数；3、若以构件AB为原动件， 试画出该机构的最小传动角和最大传动角的位 置；4、回答：在什么情况下此机构有死点位置？
的摩擦系数f，作用在滑块上的水平阻力为
Q，试通过对机构图示位置的受力分析（不 计各构件重量及惯性力），确定作用在点B 并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。
29
二、例题分析
例5 如下图所示的齿轮连杆机构中，已
知构件1的角速度为ω1，利用速度瞬心法求图 示位置构件3的角速度ω3。
3 2
1
5 1
4
30
二、例题分析
第二章 机构的结构分析
1. 机构的组成要素； 2. 机构自由度的计算； 3. 机构自由度的意义及机构具有确定运动的
条件； 4. 平面机构的组成原理。
本章重点要求掌握的内容
机构自由度的计算
1
一、基本知识与概念
1、研究机构结构的目的 2、机构的组成要素 3、构件 4、构件与零件的区别 5、运动副 6、运动副元素 7、约束 8、运动链 9、开式运动链与闭式运动链 10、机构
8
二、例题分析
例3 计算下图所示机构的自由度。并确定
机构的杆组及机构的级别。

机械原理总结课电子教案焦映厚上

机械原理总结课电子教案焦映厚上

机械原理总结课电子教案第一章：机械原理概述1.1 教学目标了解机械原理的基本概念和内容掌握机械原理的应用领域和重要性1.2 教学内容机械原理的定义和特点机械原理的应用领域和重要性机械原理的研究方法和手段1.3 教学过程引入机械原理的概念和特点讲解机械原理的应用领域和重要性介绍机械原理的研究方法和手段1.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章1.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第二章：力学基础2.1 教学目标掌握力学的基本原理和概念了解力学在机械原理中的应用2.2 教学内容力学的基本原理和概念静力学和动力学的区别和联系力学在机械原理中的应用2.3 教学过程引入力学的基本原理和概念讲解静力学和动力学的区别和联系举例说明力学在机械原理中的应用2.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章2.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第三章：机械运动和动力传递3.1 教学目标了解机械运动的基本形式和特点掌握动力传递的方法和原理3.2 教学内容机械运动的基本形式和特点动力传递的方法和原理齿轮传动、链传动和皮带传动的比较和应用3.3 教学过程引入机械运动的基本形式和特点讲解动力传递的方法和原理比较和讨论齿轮传动、链传动和皮带传动的优缺点和应用场景3.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章3.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第四章：机械结构和设计4.1 教学目标了解机械结构的基本概念和设计原则掌握机械结构的设计方法和步骤4.2 教学内容机械结构的基本概念和设计原则机械结构的设计方法和步骤机械结构的设计实例和应用4.3 教学过程引入机械结构的基本概念和设计原则讲解机械结构的设计方法和步骤分析机械结构的设计实例和应用4.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章4.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第五章：机械系统的分析和优化5.1 教学目标掌握机械系统的分析和优化方法了解机械系统优化的目标和约束条件5.2 教学内容机械系统的分析和优化方法机械系统优化的目标和约束条件机械系统优化的应用实例和效果5.3 教学过程引入机械系统的分析和优化方法讲解机械系统优化的目标和约束条件分析机械系统优化的应用实例和效果5.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章5.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第六章：机械动力学6.1 教学目标理解机械动力学的基本原理掌握机械动力学在工程中的应用6.2 教学内容机械动力学的基本原理自由度和刚体运动动力学方程及其应用6.3 教学过程引入机械动力学的基本概念讲解自由度和刚体运动推导和解释动力学方程及其应用6.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章6.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第七章：机械振动与控制7.1 教学目标了解机械振动的类型和特性掌握机械振动控制的方法7.2 教学内容机械振动的类型和特性单自由度系统振动分析多自由度系统振动分析机械振动控制的方法7.3 教学过程引入机械振动的类型和特性讲解单自由度系统振动分析分析多自由度系统振动讨论机械振动控制的方法7.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章7.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第八章：机械可靠性工程8.1 教学目标理解机械可靠性工程的基本概念掌握机械可靠性的分析和设计方法8.2 教学内容机械可靠性工程的基本概念可靠性与失效分析可靠性模型和设计方法可靠性测试和验证8.3 教学过程引入机械可靠性工程的基本概念讲解可靠性与失效分析介绍可靠性模型和设计方法讨论可靠性测试和验证的方法8.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章8.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第九章：机械制造工艺9.1 教学目标掌握机械制造的基本工艺理解机械制造工艺的重要性9.2 教学内容机械制造的基本工艺流程铸造、焊接、切削、装配等工艺的特点和应用机械制造工艺参数的选择和优化9.3 教学过程引入机械制造的基本工艺流程讲解铸造、焊接、切削、装配等工艺的特点和应用分析机械制造工艺参数的选择和优化方法9.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章9.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习第十章：机械创新设计与实践10.1 教学目标激发学生对机械创新设计的兴趣培养学生解决实际问题的能力10.2 教学内容机械创新设计的基本原则和方法创新设计实践案例分析创新设计竞赛和项目实践10.3 教学过程引入机械创新设计的基本原则和方法分析创新设计实践案例组织学生参与创新设计竞赛和项目实践10.4 教学资源教案、PPT、相关书籍和文章10.5 教学评估课堂提问和讨论作业和练习创新设计竞赛成果和项目报告评审重点和难点解析教案中的重点环节包括：1. 机械原理的定义和特点：理解机械原理的基本概念，掌握其内涵和外延，了解机械原理的核心要素。

机械原理第1讲结构分析


杆、轴构 件
固定构件
同一构件
两副构件
三副构件
3、机构的表示方法 机构运动简图：用规定符号和简单线条代表运动副和构件，并按一定比例表示各运动
副的相对位置。
机构示意图： 用规定符号和简单线条表示运动副和构件。
差别：机构运动简图需按比例表达出运动副间的相对位置，机构示意图仅能表达机构
的结构情况。
4、机构运动简图的绘制 1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目； 2）确定所有运动副的类型和数目； 3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；
掌握 （3） 机架、原动件、从动件的联系与区别
（4） 运动副的分类与判断
（5） 运动副的表示方法、平面机构运动简图的绘制
熟练掌握 （1） 自由度的计算，机构确定运动的条件
三、重要名词解释 1、机构：能够实现预期的机械运动的各部件的基本组合体称为机构。 2、机器：根据某种使用要求设计，将一种或多种机构组合在一起，用以实现预定运动或用 来传递和交换能源、物料和信息的装置。 3、机械：机器与机构的总称。 4、原动件：驱动力作用的构件。 5、机架：凡本身固定不动的构件，或相对地球运动但固结于给定坐标参考系统并视为固定 不动的构件成为机架。 6、从动件：随着原动件运动而运动的构件。 7、运动副：凡两构件直接接触且能够保证有一定相对运动的联结成为运动副。 8、高副、低副：面接触的运动副称为高副，点或线接触的运动副称为低副。 9、自由度：在机构中，独立运动的数目或确定构件位置的独立参数的数目称为自由度。 10、约束：机构运动副中由于相对运动受限导致自由度减少的限制较约束 11、复合铰链：两个以上的构件在同一轴线上用转动副联接而成的结构。 12、局部自由度：机构中存在与否不影响整个机构运动规律的自由度。

机械原理机构的结构分析PPT


第二章 机构得结构分析
机构中得虚约束都就是在一定特定得几何条件 下出现得,如果这些几何条件不满足,则虚约束就会变 成实际有效得约束。
第二章 机构得结构分析
第三节 机构运动简图
第二章 机构得结构分析
在研究机构得运动时,只需按规定符号表示运动副、 常用机构、及一般构件,并按一定得比例尺表示机构得 运动尺寸与运动副得位置,绘制表示机构各构件间相对 运动关系得简化图形,将机构得运动传递情况表示出来, 这种图形被称机构得结构分析
也可以去掉产生虚约束得构件与运动副,再进行自由 度计算:
F 3n 2Pl Ph F 3 3 2 3 2 0 1
第二章 机构得结构分析
5)如果两构件在多处接触而构成平面高副,且在接触点 处得公法线彼此重合,则只能算一个平面高副。
如果两构件在多处相接触所构成得平面高副,在各接触 点处得公法线方向彼此不重合,就构成复合高副,它相当于 一个低副(转动副或移动副)。
机械原理机构的结构分析
第二章 机构得结构分析
教学基本要求:
(1)搞清运动副、运动链、约束与自由度等重 要概念。
(2)掌握平面机构自由度得计算方法及其具有 确定运动得条件。
(3)掌握机构运动简图得概念及其绘制方法。 (4)明确机构组成得概念,了解平面机构得组成 原理。
第二章 机构得结构分析
重点: (1)运动副及其分类。 (2)平面机构得自由度计算及具有确定运动得 条件 (3)掌握机构运动简图得概念及其绘制方法。 难点: 机构运动简图绘制、机构中得虚约束得判定问 题。
球 面 高 副
简图符号
副级 自由度 名 称
圆
柱
I
5套
筒
副
图形
柱 面 高 副

机械原理电子教案

机械原理电子教案学习方法如何学好本课程。

要学好本课程,第一必须对机械在一个国家中的重要作用有明确的认识，机械现在是、今后仍是人类利用和改造自然界的直截了当执行工具，没有机械的支持, 一切现代工程(宇航工程、深海工程、生物工程、通信工程、跨江大桥、过海隧道、摩天大楼、……)都将无法实现。

了解机械原理学科进展现状和趋势，既有助于对机械原理课程的深入学习，也有助于让我们深信机械工业将永不停歇地日新月异地迅猛进展。

第二章机构的结构分析学习内容*机构的组成(构件、运动副、运动链及机构)*机构运动简图及其绘制*机构具有确定运动的条件*机构自由度的运算*运算平面机构的自由度时应注意的事项*虚约束对机构工作性能的阻碍及机构结构的合理设计*平面机构的组成原理、结构分类及结构分析*平面机构中的高副低副学习要求*搞清构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。

*能绘制比较简单的机械机构运动简图。

*能正确运算平面机构的自由度并能判定其是否具有确定的运动；对空间机构自由度的运算有所了解。

*对虚约束对机构工作性能的阻碍及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。

*对平面机构的组成原理有所了解。

重点难点本章的学习重点是：构件、运动副、运动链及机构等概念，机构运动简图的绘制，机构具有确定运动的条件及机构自由度的运算。

至于平面机构中的高副低代则属于拓宽知识面性质的内容。

学习难点是：机构中虚约束的判定问题。

学习安排本章需要搞清的概念。

第一，要把构件、运动副、运动链、机构、机构运动简图、机构的自由度、机构具有确定运动的条件、复合铰链、局部自由度、虚约束、机构组成原理和杆组等差不多概念搞清晰。

应做到能准确地说明，并对机构作出正确的分析和判定。

其次，要注意构件与零件、运动副与运动副元素、自由度与约束、高副与低副、开链与闭链、运动链与杆组以及机构等概念之间的联系和区别。

如何正确绘制出机构运动简图？由于机构的运动分析和动力分析差不多上就机构运动简图来进行的，而且机械设计之初也第一是设计机械的机构运动简图，因此对机构运动简图的绘制必须十分重视，能正确阅读和绘制机构运动简图是工程技术人员必须具备的差不多技能。

机械原理电子教案

机械原理电子教案学习方法如何学好本课程。

要学好本课程,首先务必对机械在一个国家中的重要作用有明确的认识，机械现在是、将来仍是人类利用与改造自然界的直接执行工具，没有机械的支持, 一切现代工程(宇航工程、深海工程、生物工程、通信工程、跨江大桥、过海隧道、摩天大楼、……)都将无法实现。

熟悉机械原理学科进展现状与趋势，既有助于对机械原理课程的深入学习，也有助于让我们深信机械工业将永不停歇地日新月异地迅猛进展。

第二章机构的结构分析学习内容*机构的构成(构件、运动副、运动链及机构)*机构运动简图及其绘制*机构具有确定运动的条件*机构自由度的计算*计算平面机构的自由度时应注意的事项*虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计*平面机构的构成原理、结构分类及结构分析*平面机构中的高副低副学习要求*搞清构件、运动副、约束、自由度、运动链及机构等重要概念。

*能绘制比较简单的机械机构运动简图。

*能正确计算平面机构的自由度并能推断其是否具有确定的运动；对空间机构自由度的计算有所熟悉。

*对虚约束对机构工作性能的影响及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。

*对平面机构的构成原理有所熟悉。

重点难点本章的学习重点是：构件、运动副、运动链及机构等概念，机构运动简图的绘制，机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。

至于平面机构中的高副低代则属于拓宽知识面性质的内容。

学习难点是：机构中虚约束的判定问题。

学习安排*机构运动分析任务、目的与方法*用速度瞬心法作机构的速度分析*用矢量方程图解法作机构的运动分析*用综合法作复杂机构的速度分析*用解析法作机构的运动分析学习要求*正确懂得速度瞬心(包含绝对瞬心及相对瞬心)的概念，并能运用“三心定理”确定通常平面机构各瞬心的位置。

*能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。

*能用矢量方程图解法或者解析法对Ⅱ级机构进行运动分析。

重点难点本章的学习重点是：对Ⅱ级机构进行运动分析。

学习难点是：对机构的加速度分析，特别是两构件重合点之间含有哥氏加速度时的加速度分析。

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相邻构件相互用运动副联接起来，形成机构
3、运动副(Kinematic Pair)——由两构件组成的可动联接。 (使两构件直接接触，又能产生一定的相对运动的联接)。 运动副元素——两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。 (构成运动副的点、线、面)。
4、运动链(Kinematic Chain)——两个以上的构件通过运动副的 联接而构成的系统 。 按照几何形状是否封闭，可以分 为开链和闭链：
4
1 A 原动件 F=1 3 C 2 3 C 2
II级机构
B
4
1
B
A II级杆组 F=0
四、平面机构的结构分析
杆组拆分原则
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。
机构结构分析步骤
＝1
例
F＝3n－2PL－PH ＝3 8 －2 11 1 － ＝1
例
例
改错题分析
例 试审查图示简易冲床的设计方案简图是否合理？为什么？如 不合理，请绘出正确的机构简图。 F=3n – 2Pl – Ph=3×3 - 2×4-1=0
可将机构简图修改为
F=3n – 2Pl – Ph=3×4 - 2×5-1=1
。
按照各构件间的相对运动可分 为平面运动链和空间运动链： 。 5、机构——有确定运动的运动链
6、机构中构件的类型 原动件
机架——机构中作为参考系的构件。 原动件——机构中按给定的运动规律 独立运动的构件。 机架
从动件——机构其余活动构件。
7、机构的分类 平面机构——组成机构的各构件间的相对运动为平面运动。 空间机构——组成机构的各构件间的相对运动为空间运动。
2. III级杆组——n=4、Pl=6，三个内副，三个外副
基本型式：
全转动副（a）多个移动副（b、c）
IV级 杆组很少见，不介绍
三、平面机构的结构分类
——根据机构中基本杆组的级别进行分类。
◆Ⅰ级机构——只由机架和原动件组成的机构（杠杆机构、
斜面机构）。 ◆ II级机构——机构中基本杆组的最高级别为II级。 ◆ III级机构——机构中基本杆组的最高级别为III级。 例如，单缸发动机：
=33-24–0=1
可能是机构
给定一个独立运动 参数，有确定运动 成为机构。
机构的自由度的意义——机构具有确定运动所必须给定的
原动件的数目。
**由于可输入的运动形式比较简单，一般一个原动件只输入 一个独立运动
三、机构存在条件
1）运动链有机架；
2）运动链自由度数应大于零 （F > 0）
3）原动件数应等于运动链的自由度数（自由度＝原动件数）。
例题分析
例： 六杆式颚式破碎机：
1A O F 2
6 5 4 C B D3 E
例题分析
计算颚式破碎机的自由度
1 F O A
n = 5、Pl = 7、Ph = 0
2
F=3n-2Pl-Ph
5 6 4 C 3 D E
=35-27–0 =1
B
计算下列机构的自由度，并判断其运动是否确定。
n = 5、Pl = 7、Ph = 0 F = 3n －（2Pl ＋ Ph ） =3 ×5 －（2 ×7 ＋0） =1
第二章
平面机构的结构分析
本章基本要求 1. 了解机构的组成，搞清 运动副、运动链、自由 度等概念； 2. 能绘制常用机构的机构 运动简图； 3. 能计算平面机构的自由 度； 4. 对平面机构组成的基本 原理有所了解。
本章教学内容
机构的组成
机构运动简图的绘制
机构自由度的计算及注 意事项 机构的组成原理及结构 分析
F=3n-2 Pl - Ph
活动构件数 低副数 高副数
例题 计算曲柄滑块机构的自由度。
解：活动构件数n = 3
低副数PL= 4 高副数PH= 0
1
2 3
S3
F=3n － 2PL － PH =3×3 － 2×4 =1
计算的自由度的意义 F=3n-(2 Pl + Ph)=3n-2Pl -Ph
>0 =0 <0
可以运动，可能成为机构。
不能运动，为桁架结构。 不能运动，为超静定结构。
B
A
C
F=3n-2Pl –Ph
F=3n-2Pl –Ph
F=3n-2Pl –Ph =34-25–0=2 可能是机构
给定一个独立运动参数，没有 确定运动。给定两个独立运动 参数，有确定运动，成为机构。
=32-23–0=0
不是机构
二、基本杆组的类型
对于全低副的杆组： n个构件、pl个低副
F 3n - 2P 0 l
较为复杂，不常用
2 n P l 3
n
2 3
4 6
6 9
8… … 12… …
Pl
II级杆组
III级杆组
1. II级杆组——n=2、Pl=3，一个内副，两个外副
基本型式： 内副为转动副（a、b、d）内副为移动副（c、e）
l h
重复结构
=3F=3n-2 P6-0=0 ×4 - 2× l – Ph =3×3 - 2×4-0=1
例：周转轮系—虚约束：为不影响机构运动的对称部分
对称部分
例
2 1
3 4
复
7
5 6
局
8
9
例
6
局
F＝3n－2PL－PH ＝3 7 －2 9 －1
＝2
7
5 8
4
3 2 1
F＝3n－2PL－PH+ ＝3 6－2 8－ 1
◆ 机构运动简图的绘制步骤
1）分析机构运动，定出原动部分、工作部分，搞清运动的传递路 线。 2）数出构件与运动副的个数 3）恰当选择投影面适当选择比例 尺
实际尺寸（m) 1 图示尺寸（m m)
4）画图。
例1 内燃机动力部分（动画）
3
C
23 4
C234 2 3 4
2 B 12 1 A 14 B12 1
定的线条和符号, 画出机构运动简图。
§2-3 平面机构自由度的计算
一、基本概念 1 自由度(Degree of Freedom)——构件所具有的独立运动
个数 。 空间自由构件： ——6个
平面自由构件： ——3个
2
约 束 (Constrain)—— 对 自 由
度的限制个数 。 每个运动副都给构件带来约束 按引入的约束数分，运动副可分为：五个等级
5级副 （平面内为2级）
空间3级副
转动副
移动副
螺旋副
球面副
4级副（平面内为1级）
凸轮高副 齿轮高副
3、构件的自由度F 单个自由平面构件的自由度 F=3
y
F=3
θ (x , y)
经运动副相联后，由于有约束，构件自由 度会有变化：
y 2 θ 1 x y y
x
x
1
S
2
x
1
2 高副
转动副
F=1
移动副
F=1
4
A14
例2 四杆颚式破碎机
2
A B 1
3
4 CD●来自例3 活塞泵 运动副？
小结：
:1.
确定机构中的机架、原动件、从动件、输出件
2. 确定运动副的类型和数目; 3. 恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平
面相平行的平面作为投影面。
4. 选择适当的比例尺, 定出各运动副之间的相对位置，用规
六杆式颚式破碎机 分析：该机构有6个构件和7个转动副。
1
实际尺寸（m) 图示尺寸（m m)
1 F O
A
2 5 6 4 C 3 D E
B
例：六杆式颚式破碎机的拆分
实物图
运动简图 F＝1
机构具有确定运动的条件： 自由度数=原动件数
机架和原动件与从动 件组分开：从动构件 组自由度为零。
可以再拆成更简 单的自由度为零 的杆组
2 1 4 3 2
—排除
5 4 3
1
F＝3n－2PL－PH ＝3 3 －2 4－0 ＝1
应用实例－火车车轮机构
F＝3n－2PL－PH ＝3 4 －2 6－0 ＝0 ？
F＝3n－2PL－PH+P ＝3 4－2 6 0 + 1 － ＝1 对
例：椭圆仪 正确计算： ●不计引起虚约束的附加构件 和运动副数。 – p F=3n-2 p
n = 4、Pl = 5、Ph = 1 F = 3n －（2Pl ＋ Ph ）
=3 × 4 －（2 ×5 ＋ 1 ）
=1
四、计算机构自由度应注意的事项
★ 复合铰链 （Compound hinges）
——两个以上构件同在一处以转动副相联接。
m个构件 以复合 铰 链联接所构成的转动副数为(m-1)个。
二、运动副的分类与特点
1）分类： A、平面运动副:
低副
——转动副、移动副 特点：面接触 高副 ——常见 齿轮副、凸轮副 特点：点线 接触
凸轮机构
B、空间运动副
螺旋副：——螺旋运动 球面副：——球面运动
螺旋副
球面副
§2-2
机构运动简图
为什么要画机 构运动简图？
机构运动简图

机构的真实运动仅与机构中的运动副的机构情况（转动副、
移动副及高副等）和机构的运动尺寸（由各运动副的相对位置确
定的尺寸）有关，而与机构的外形尺寸等因素无关。
常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84
详见教材
构件的表示方法
◆机构运动简图应满足的条件：
1. 构件数目与实际相同 2. 运动副的性质、数目与实际相符 3. 运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。