举例：绘制内燃机的机构运动简图
第二章 机构的结构分析
动作原理和运动情况 活塞8 连杆3 曲轴4（小齿轮2） 大齿轮1（凸轮轴5）
推杆6
推杆7
机械原理 4. 绘制机构运动简图
第二章 机构的结构分析 2）判定各构件间运动副的性质 及数目，给各运动副命名。 8 —9 移动副 (过A) 8—3 转动副C 3—4 转动副B 4（2）— 9 转动副A 2 — 1 平面高副 1（5）— 9 转动副D 5 — 6 平面高副 5 — 7 平面高副 6 — 9 移动副 7— 9 移动副
机械原理
第二章 机构的结构分析
3. 计算平面机构自由度时应注意问题：
要正确计算自由度的数目 3）两个构件在多处接触构成平面高副，且各接触点处的公 法线彼此重合，只能算一个平面高副。
动画
1个平面高副
机械原理
第二章 机构的结构分析
3. 计算平面机构自由度时应注意问题：
要正确计算自由度的数目 3) 两个构件在多处接触构成平面高副，但各接触点的公 法线方向并不彼此重合，将提供两个约束，即相当于 两个平面高副或一个低副。
研究机构的组成及机构运动简图的画法 掌握机构具有确定运动的条件 研究机构的组成原理及结构分类
机械原理
第二章 机构的结构分析
2-2 机构的组成 1. 构件 2. 运动副 3. 运动链 4. 机构
机械原理 1. 构件
构件 运动单元体 零件 制造单元体 构件与零件 构件由一个零件组成 构件由几个零件组成
第二章 机构的结构分析
机械原理 1. 构件
第二章 机构的结构分析
内燃机曲轴是一个零件，也是一个构件。
机械原理 1. 构件
第二章 机构的结构分析
内燃机连杆由多个零件组成，但其本身只是一个构件。
机械原理 2. 运动副
第二章 机构的结构分析
运动副 由两个构件直接接触而组成的具有一定相对运动的可动 联接。 运动副元素 两构件构成运动副时直接接触的点、线、面部分。 举例：轴与轴承、滑块与导轨、两轮齿啮合。
按相对运动的形式分：
第二章 机构的结构分析
转动副：两构件之间的相对运动为转动，又称回转副或铰链。 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。
转动副
移动副
螺旋副
球面副
机械原理 2. 运动副
第二章 机构的结构分析
按相对运动的区域分： 平面运动副：两构件之间的相对运动为平面运动。 空间运动副：两构件之间的相对运动为空间运动。
机械原理
第二章 机构的结构分析
第二章 机构的结构分析
2-1 机构结构分析的内容及目的 2-2 机构的组成 2-3 机构运动简图 2-4 机构具有确定运动的条件 2-5 平面机构自由度的计算 2-6 平面机构的组成原理和结构分析 2-7 平面机构中的高副低代
机械原理
第二章 机构的结构分析
2-1 机构结构分析的内容及目的
第二章 机构的结构分析
表2-3 构件的表示方法
机械原理 4. 构件的表示方法
第二章 机构的结构分析
表2-3 构件的表示方法
机械原理 4. 绘制机构运动简图
Hale Waihona Puke 第二章 机构的结构分析1）分析机构的组成情况、动作原理和运动情况，统计构件 数，给各构件编号。 2）判定各构件间运动副的性质及数目，给各运动副命名。 3）选定视图平面（一般选多数构件的运动平面）。 4）选定比例尺：ul=实际尺寸(m) / 图示长度(mm)。 5）绘图。
解决办法1：
？
F = 3n - ( 2Pl + Ph ) – F’ =3×3 - (2×3+ 1) - 1 =1 动画
机械原理
第二章 机构的结构分析
3. 计算平面机构自由度时应注意问题：
要除去局部自由度 解决办法2: 由于滚子2绕其自身轴 线的转动并不影响其它构 件的运动，将滚子2和从动 杆3焊在一起作为同一构件。 F = 3n - ( 2Pl + Ph ) =3×2 - (2×2+ 1) =1
举例：绘制摆动导杆泵的机构运动简图
1）分析机构的组成情况、动作
原理和运动情况，统计构件数， 给各构件编号。 组成情况
构件1、兰色构件2 、 红色构件3、 机架4。
机械原理 4. 绘制机构运动简图
第二章 机构的结构分析
举例：绘制摆动导杆泵的机构运动简图 2）判定各构件间运动副的性质 及数目，给各运动副命名。
F ≤ 0 机构不动
机械原理 举例：
第二章 机构的结构分析
F = 3n - ( 2Pl + Ph ) =3 × 7 -( 2 × 10 + 0 ) =1
机械原理
第二章 机构的结构分析
3. 计算平面机构自由度时应注意问题： 要正确计算运动副的数目 要除去局部自由度 要除去虚约束
机械原理
要正确计算自由度的数目
机械原理 4. 绘制机构运动简图
举例：绘制内燃机的机构运动简图
第二章 机构的结构分析
1）分析机构的组成情况、动
作原理和运动情况，统计构件 数，给各构件编号。 组成情况 气缸9，活塞8，连杆3， 曲轴4（小齿轮2）， 大齿轮1（凸轮轴5）， 推杆6，推杆7， 共7个构件，气缸9是机架
机械原理 4. 绘制机构运动简图
第二章 机构的结构分析
机械原理 2. 常用运动副符号
第二章 机构的结构分析
表2-1 常用运动副符号
机械原理 3. 常用机构运动简图符号
第二章 机构的结构分析
表2-2 常用机构运动简图符号
机械原理 3. 常用机构运动简图符号
第二章 机构的结构分析
表2-2 常用机构运动简图符号
机械原理 4. 构件的表示方法
机械原理
第二章 机构的结构分析
机械原理
第二章 机构的结构分析
机械原理
第二章 机构的结构分析
机械原理
第二章 机构的结构分析
机械原理 2. 运动副
按运动副的接触形式分：
第二章 机构的结构分析
低副：面接触构成的运动副。 高副：点或线接触构成的运动副。
常见低副的类型 常见高副的类型
移动副
转动副
机械原理 2. 运动副
F = 3n - ( 2Pl + Ph )
机械原理 1. 公式推导:
第二章 机构的结构分析
1个平面低副提供2个约束
机械原理 1. 公式推导:
第二章 机构的结构分析
1个平面高副提供1个约束
机械原理
第二章 机构的结构分析
2. 公式应用:
F =原动件数 F ≥ 1 机构能动 机构有确定运动 F > 原动件数 机构的运动将不确定 F < 原动件数 导致机构最薄弱环节的损坏
机械原理 机构的自由度：
第二章 机构的结构分析
机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目。
（思考：铰链四杆机构的自由度、铰链五杆机构的自由度）
机构具有确定运动的条件：
机构的原动件数目等于机构的自由度数目。
机械原理
第二章 机构的结构分析
2-5 平面机构自由度的计算
1. 公式推导:
在平面机构中,各构件只作平面运动。每个自由构件 具有3个自由度。若平面机构共有 n 个活动构件，在各构 件尚未构成运动副时，它们共有 3n 个自由度。 当各构件构成运动副后，设低副数为 Pl ，共提供 2Pl 个约束；高副数为 Ph，共提供 Ph 个约束，则总约束为2Pl + Ph 。 故平面机构的自由度为：
机械原理
第二章 机构的结构分析
2-4 机构具有确定运动的条件
一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 举例： 铰链四杆机构 则机构的运动完全确定； 若给定机构一个独立运动， 则机构的最薄弱环节损坏。 若给定机构两个独立运动， 铰链五杆机构 则机构的运动不确定； 若给定机构一个独立运动， 则机构的运动完全确定。 若给定机构两个独立运动，
转动副
移动副
螺旋副
球面副
机械原理 3. 运动链
第二章 机构的结构分析
运动链定义： 构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统。 运动链分类： 闭式运动链: 组成运动链的各构件构成首末封闭的系统。 开式运动链: 组成运动链的各构件未构成首末封闭的系统。
2 3 4
闭式运动链
2
3 4
1
1
开式运动链
机械原理 3. 运动链
2 3 4
从动件
1原动件
机架 平面铰链四杆机构
机架：机构中相对固定的构件。 原动件：按给定运动规律独立运动的构件；常以箭头表示。 从动件：其余的活动构件。
机械原理 4. 机构
机构的分类：
第二章 机构的结构分析
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。
动画 2个平面高副 （相当于1个转动副） 2个平面高副 （相当于1个移动副）
动画
机械原理
要除去局部自由度
第二章 机构的结构分析
3. 计算平面机构自由度时应注意问题：
在有些机构中，某些构件产生的局部运动，并不影响其 他构件的运动。这种局部运动的自由度为局部自由度 。
F = 3n - ( 2Pl + Ph ) =3×3 -(2×3+ 1) =2 F = 3n - ( 2Pl + Ph ) =3×2 -(2×2+ 1) =1
举例：计算直线机构的自由度 解：B、C、D、F四处为复 合铰链，各具有两个转动副。
F = 3n - ( 2Pl + Ph ) =3 × 7 -( 2 × 10 + 0 ) =1
机械原理
要正确计算自由度的数目