图1-3a)中的车轮与钢轨、图b)中凸 轮与从动件、图c)中轮齿1与轮齿2 分别在接触点处组成高副。
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§1-2 机械系统的运动简图设计
实际构件的外形和结构往往很复杂， 在研究机械运动时，为简化问题，有必要 撇开那些与运动无关的构件外形和运动副 的具体构造，仅用简单线条和规定符号来 表示构件和运动副，并按比例定出各运动 副的位置。这种说明机构各构件间相对运 动关系的简化图形，称为机构运动简图。
任何一个机构中，必有一个构件被相对地看作固定构件。 例如气缸体虽然跟随汽车运动，但在研究发动机的运动时， 仍把气缸体当作固定构件。
机构中必须有一个或几个原动件，其余的都是从动件。
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运动副表达
其中：a、b、c表示两个构件组成转动副。圆圈表示转 动副，其圆心代表相对转动轴线。代表机架的构件上加 阴影线。
第1章 机械系统的 运动简图设计
运动副
平面机构运动简图
平面机构具有确定运动的条件
平面机构自由度的计算
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§1-1 运动副
两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动 副。例如轴与轴承的联接、活塞与气缸的联接、传动齿 轮的两个轮齿间的联接等都构成运动副。
根据两构件是点、线接触还是面接触，平面机构中 的运动副可分为：平面低副和平面高副。
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平面机构具有确定运动的条件
例1：铰链三杆组合体
• 无法运动
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平面机构具有确定运动的条件
例2：铰链四杆组合体
• 若给定一个独立运动 参数（1为原动件）， 运动确定。
• 若给定二个独立运动 参数，无法运动。
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平面机构具有确定运动的条件
例3：铰链五杆组合体
凸轮7
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§1-3 机械系统具有确定运动的条件
机构的构件之间应具有确定的相对运 动，不能产生相对运动或无规则乱动的一 堆构件是不能成为机构的。下面讨论机构 具有确定相对运动的条件。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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平面机构自由度的计算公式
一个作平面运动的自由构 件有几个自由度？
具有三个自由度。
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例：试绘制内燃机的机构运动简图
解：1）分析运动，确定构 件的类型和数量
进气阀3
2）确定运动副的类型
和数目
活塞2
3）选取比例尺，根
顶杆8
据机构运动尺寸，定出各运 连杆5
动副间的相对位置
曲轴6
4）画出各运动副和机
构符号，并表示出各构件
齿轮 10
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排气阀 4气缸体 1
运动副 低副：面接触
高副：点、线接触
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平面低副
两构件通过面接触而组成的运 动副称为低副。平面机构中的低 副又分为转动副(组成运动副的两 构件只能在一个平面内相对转动， 这种运动副又称为铰链)；移动副 (组成运动副的两构件只能沿某一 轴线相对移动)。
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平面高副
两构件通过点或线接触组成的运动 副称为高副。
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平面高副约束了几个自由度？
高副约束了沿接触处 公法线n－n方向的移 动自由度，保留沿接 触处公切线t-t方向的 移动自由度和绕接触 点的转动自由度。
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平面机构自由度的计算公式
平面机构的自由度：指机构中各活动构件相对机 架的可能独立运动数目；
＝活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束 总数就是该机构的自由度。
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构件分类
(1) 固定构件(机架) 用来支承活动构件，研究活动构件 的运动时，常以固定构件作为参考坐标系。
(2) 原动件 运动规律已知的活动构件。它的运动由外界 输入，故又称为输入构件。在机构运动简图中，用箭头标 出运动方向的构件都是原动件。
(3) 从动件 机构中随着原动件的运动而运动的其余活动 构件。其中输出预期运动的称为输出构件。
• 若给定一个独立运动 参数（1个原动件）， 乱动。
• 若给定二个独立运动 参数（2个原动件）， 运动确定。
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构件组合具有确定的相对运动的条件
只有原动件才能独立运动，从动件是不能独立运 动的，通常每个原动件只有一个独立运动。 因此机构具有确定的相对运动的条件是： 机构自由度F>0，且F等于原动件的数目。
d为移动副：移动副的导路必须与相对移动方向一致。 两构件组成高副时，在简图中应当画出两构件接触处的
曲线轮廓。
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构件表达
图a表示参与组成两个转动副的构件；图b表示参与组成 一个转动副和一个移动副的构件。在一般情况下，参与 组成三个转动副的构件可用三角形表示。为了表明三角 形是一个刚性整体，常在三角形内加剖面线或在三个角 上涂以焊缝的标记，如图c所示；如果三个转动副中心 在一条直线上，则可用图d表示。超过三个转动副的构 件的表示方法可依此类推。
还可采用惯用画法表示机械中常用的构件，例如用粗实 线或点划线画出一对节圆来表示互相啮合的齿轮；用完 整的轮廓曲线来表示凸轮。可参看GB4460—84《机构 运动简图符号》。
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绘制机构运动简图的一般作图步骤：
绘制图示颚式破 碎机的机构运动 简图
1、确定构件数目， 辨清主、从动件； 2、分析相对运动 性质，从而确定 运动副类型和数 目； 3、选定比例尺， 用线条和规定符 号作图.
机构自由度 F 3n 2PL PH
高副(齿轮副、凸轮副)数目 活动构件数
低副(转动副、移动副)数目
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计算图所示颚式破碎机主体机构的自由度
在颚式破碎机主体机构中， 共有4个构件(1、2、3、4)， 除去机架１，活动构件数n ＝3；共有4个转动副，Pl =4； 没式有(1-高1)副得，机构Ph自=由0。度所：以由 F=3n-2 Pl - Ph = 3×3-2×4=1
当两个构件组成运动副之 后，它们的相对运动就受 到约束，自由度数目随之 减少。不同种类的运动副 引入的约束不同，所以保 留的自由度数也不同。
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平面低副约束了几个自由度？
转动副约束了两个移动的自由度，只保留一个 转动自由度；移动副约束了沿一个轴方向的移 动和在平面内的转动，只保留一个移动自由度。