专 业
实际尺寸
l 图示尺寸 mm/mm(m/mm )
机 不按比例作图，表示
械 制 造
出机构结构状况的简 图称机构示意图。
与 例：绘制图式颚式碎石
自 机的机构运动简图。
动
化
2020年6月7日
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科目 机械设计基础
解：一般步骤：
⑴循着运动传递路线，分析机构中构件的组成和
专 类型，并确定构件间的相互连接关系（运动副类
专 机构具有确定相对运动的条件为机构的自由 业 度数目与原动件数目相等。
机
械
制
造
与
F=0
自 各杆件间不能
动 产生相对运动 化
2020年6月7日
W=F=1 机构具有确 定相对运动
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W=F=2 机构具有确 定相对运动
科目 机械设计基础
例：计算图示机构的自由度。
专 业
机 械 制 造 与 自 动 化
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械 制
的平面内运动的机构。
造 空间机构：运动时，并非所有构件都在相互
与 平行的平面内运动的机构。 自
动
化
2020年6月7日
2
科目 机械设计基础
1-1 运动副及其分类
专 构件和运动副是组成机构的基本要素。 业 构件所具有的独立运动的可能性称构件的自
机 由度。
械
制 造
y
平面内，一个完全自由
的物体有三个自由度； y
造 与
原动件数目与机构自由度数目相等，故具有确定
自 相对运动。
动 作业：P18~19 1-5~1-12
化
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与
n=2，PL=2，PH=1
自 动
F =3n-2PL-PH =3×2－2×2-1=1
化
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科目 机械设计基础
机构中出现局部自由度的目的是使高副接触
专 处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损。 业 3、虚约束
机 在运动副引入的约束中，对机构自由度不起
械 制
作用的重复约束称虚约束。
造 在计算机构自由度时应当除去不计。
2020年6月7日
科目 机械设计基础
本机构共有六个构件，其 中曲柄1是原动件，2、3、 4、5为从动件，6为机架。 O、A、B、C、D、E、F均 为转动副。 绘制机构示意图如图。 测量运动尺寸： OA、AB、BC、CF、OF、 AD、DE、OE、EF、BD。 取比例尺作图。
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科目 机械设计基础
例：绘制图示活塞泵的机构运动简图。
空间运动副简介
专 圆柱副 业
机 械 制 造 与 自 动 化
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螺旋副
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球面副
科目 机械设计基础
1-2 平面机构运动简图
专 撇开实际机构中与运动无关的构件外形和运 业 动副具体构造等因素，用规定的线条和符号
机 来表示各构件和运动副，并按比例确定各运
械 制
动副的相对位置，表示出机构各构件间相对
25
科目 机械设计基础
⑶机构中传递运动不起独立作用的对称部分
专 业
机
械
制
造
与
自
F 3n 2PL PH 3 3 2 3 2 1
动
化
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科目 机械设计基础
⑷机构中，如果用转动副连接的是两构件上
专 运动轨迹重合的点，则其引入的是虚约束。
业 机
n=3，PL=4，PH=0
械
业 机构的自由度即机构相对机架具有的独立运
机 械 制
动的数目。 设机构的构件数为K，任何机构都有而且只
造 有一个机架，则机构的活动构件数n=K-1。
与 自
若机构中低副数为PL，高副数为PH，则
动
F 3n 2PL PH
化
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科目 机械设计基础
通常每个原动件只具有一个独立运动，因此
与 ⑴两构件之间组成多个导路平行的移动副时,
自 动
只有一个移动副起作用，其余都是虚约束。
化
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专 业
机 械 制 造 与 自 动 化
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科目 机械设计基础
解：n=3，PL=4，PH=0 F =3n-2PL-PH =3×3－2×4-0=1
⑵两构件在多处构成转动 副，且转动轴线重合，则 只有一个转动副起作用， 其余都是虚约束；
机
虚约束：E'
械 制
n=7，PL=9，PH=1
造
F 3n 2PL PH
与
37 291 2
自 原动件数目与机构自由度数目相等，故具有确定
动 相对运动。 化
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科目 机械设计基础
解：复合铰链：E
专
局部自由度：C
业
虚约束：H
机
n=6，PL=8，PH=1
械 制
F 3n 2PL PH 36 281 1
专 转动副和移动副。 业
机
械
制
造 与
转动副，也称回转副或铰链。
自 移动副也称滑动副。
动 它们引入了两个约束而保留了一个自由度。
化
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6
科目 机械设计基础
平面高副
专 业
机
械
制
造 与
引入了一个约束而保留了两个自由度。
自 常见的平面高副有齿轮副和凸轮副。
动
化
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7
科目 机械设计基础
解：n=5，PL=7，PH=0
F =3n-2PL-PH
=3×5－2×7 =1
解：n=6，PL=7，PH=3
F =3n-2PL-PH
=3×6－2×7-3 =1
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科目 机械设计基础
二、计算平面机构自由度的注意事项
专 1、复合铰链
业 两个以上的构件在同一处以转动副相连时构
机 械
成复合铰链。
制
当K个构件在同一轴线
由图，机构的原动件数目为1， 与机构自由度数目相等，故机构 具有确定相对运动。
22
科目 机械设计基础
2、局部自由度
机构中与输出构件运动无关的自由度称为局
专 部自由度，也称多余自由度。
业 在计算机构自由度时局部自由度应予排除。
机 械
解：n=3，PL=3，PH=1
制
F =3n-2PL-PH
造
=3×3－2×3-1=2
专
四个构件，其中4为
A1 B 4
业
机架，1为原动件。
2
机
4与1、1与2、3与4
械
间以转动副相连，2
C
制
与3以移动副相连。
3
造 测量AB、AC后，取比例尺，并按比例作图，得
与 机构运动简图。
自 动
作业：P18 1-2、1-4
化
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科目 机械设计基础
1-3 平面机构的自由度
专 一、平面机构自由度计算
科目 机械设计基础
第1章 平面机构的自由度
专
业
1-1 运动副及其分类
机 械
1-2 平面机构运动简图
制 造
1-3 平面机构的自由度
与
自
动
化
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科目 机械设计基础
机构是一个构件系统，为了传递运动和力，
专 机构中各构件间应具有确定的相对运动。
业 机构一般可分为平面机构和空间机构
机 平面机构：运动时，所有构件都在相互平行
4
科目 机械设计基础
按成副两构件的相对运动是否在同一平面或
专 相互平行的平面，运动副可分为平面运动副
业 和空间运动副。
机 成副两构件间的接触形式无外乎点、线、面
械 制
接触。
造 按接触形式，运动副可分为
与 低副：面接触。
自 动
高副：点、线接触。
化
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科目 机械设计基础
平面低副按两构件间的相对运动形式可分为
造 与 自
处以复合铰链相连，其 转动副的数目为K-1。
动
化
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专 业
机 械 制 造 与 自 动 化
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科目 机械设计基础
例：判断图示机构是否具有确定 相对运动。 解：A、B、C、D处均为复合铰 链 n=7，PL=10，PH=0
F =3n-2PL-PH =3×7－2×10=1
造 运动关系的简化图形称为机构运动简图。
与 确定各运动副相对位置的尺寸称为机构的运
自 动
动尺寸。
化
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科目 机械设计基础
机构中的构件可分
专 固定构件（机架）：用于支撑其它构件 业 原动件：用于输入独立运动规律的活动构件
机 从动件：随原动件的运动而运动的其余活动
械 构件 制
造 杆、轴类构件和固定构件符号
与
自
动
化
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科目 机械设计基础
专 业
机
械
制
造
与
自
动
化
2020年6月7日
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科目 机械设计基础
常用的齿轮副符号
专 业
机
械
制
造
与 凸轮副符号
自
动
化
2020年6月7日
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科目 机械设计基础
同一构件
专
业 两副构件 机
械
制
造 三副构件
与
自
动