与其它构件未连之前：3
用运动副与其它构件连接后, 运 动副引入约束, 原自由度减少
Ｏ 2
(2) 平面运动副引入的约束R
(对独立的运动所加的限制)
y R=2 ox
y R=2 x t n
R=1
t
o
n
1
x
结论： 平面低副引入
2个约束
平面高副引入
1个约束
(3) 平面机构自由度计算公式
如果：活动构件数：n 低副数： pl 高副数： ph
闭链
开链
原动件 1
2 从动件 3
机构
机架 4
四、平面机构的运动简图
1 概述 2 构件的表示方法 3 运动副的表示方法 4 运动简图的绘制方法 5 例题
1 概述
❖ 机构各部分的运动，取决于： 原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动尺寸 (确定各运动副相对位置的尺寸)
❖ 机构运动简图: （表示机构运动特征的一种工程用图）
2-1 平面机构的运动简图和自由度
一、构件 二、运动副 三、机构 四、平面机构的运动简图 五、平面机构的自由度
一、构件
构件：独立影响机构功能并能独立运 动的单元体 （实物、刚体、运动的整体）
机架、原动构件、从动构件 零件：单独加工的制造单元体
通用零件、专用零件
❖ 构件可以由一个零件组成 ❖ 也可以由几个零件组成
F ＝ 3n－2pl－ph ＝ 3 －52 －6 0
＝3 错
4
F ＝ 3n－ 2pl－ph ＝ 3 －5 2 －7 0
＝1 对
(1) 复合铰链 —计算在内
1 原动件
2 从动件 3
机架 4
机器的组成
(从运动观点看)由构件组成 (从制造观点看)由零件组成
机械
机器 机构
原动构件
构件 从动构件 机架
零件
通用零件 专用零件
零件 静联接 构件 动联接 机构 与动力 机器
(运动副)
源组合
二、运动副
❖ 运动副: 两构件直接接触而形成的可动联接 ❖ 运动副元素：构成运动副时直接接触的点、线、面部分 ❖ 接触形式: 点、线、面
F=0,刚性桁架，构件之间无相对运动
E
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0= 2
原动件数小于F,各构件无确定的相对运动
原动件数大于F,在机构的薄弱处遭到破坏
结论：机构具有确定运动的条件： 1 机构自由度 >0 2 原动件数 ＝ 机构自由度数
3 几种特殊结构的处理
②
2
3
5
2
3
5
1
6
1
6
4
用简单线条表示构件 规定符号代表运动副 按比例定出运动副的相对位置 与原机械具有完全相同的运动特性 ❖ 比较： 机构示意图：没严格按照比例绘制的机构运动简图 ❖ 用途：分析现有机械，构思设计新机械
2 构件的表示方法
❖ 杆、轴类构件 机架 ❖ 同一构件 ❖ 两副构件 ❖ 三副构件
3 运动副的表示方法
5 例题：内燃机
例题：破碎机
A B
E
DC
F
G
例题：
3
C23 4
2
B 12
1
A14
C234
3
2
4
B12
1
4
A14
五、平面机构的自由度
1 平面机构自由度的计算
2 机构具有确定运动的条件
3 几种特殊结构的处理
复合铰链 局部自由度 虚约束
4 小结
1 平面机构自由度的计算
y
(1) 平面运动构件的自由度 (构件可能出现的独立运动)
第1章 机构的组成及平面连杆机构
1.1 平面机构的运动简图和自由度
一. 基本定义 1.零件－螺钉、轴 2.构件－刚性组合 3.机构－确定的运动 4.自由度
1
第2章 平面连杆机构
2-1 平面机构的运动简图和自由度 2-2 平面四杆机构的基本类型 2-3 平面四杆机构的特点及设计
基本要求: ❖掌握基本概念 ❖熟练掌握机构运动简图的绘制 ❖熟练掌握机构自由度的计算方法 ❖掌握平面连杆机构的类型、特点、演化方法 ❖掌握平面四杆机构的工作特性
y ox
运动副分类
❖ 按接触形式分类 ❖ 按相对运动分类
按接触形式分类：
❖ 接触形式: 点、线、面 ❖ 低副：面接触 ❖ 高副：点、线接触
平面低副 空间低副
y
ox
高副
高副
空间低副 平面低副 平面低副
按相对运动分类：
❖ 运动副的性质（即运动副引入的约束）确定了两构件的相 对运动
❖ 按相对运动分类： 转动副：相对转动 ——回转副、铰链 移动副：相对移动 螺旋副：螺旋运动 球面副：球面运动
=2
F =3n－2pl－ph = 3 2－2 2－1
=1
C A
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0 = 1
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－ 1 = 1
2 机构具有确定运动的条件
C
B
B
D
D
E
B
C
C
A
A
A
F =3n－2pl－ph
F =3n－2pl－ph
= 3 2－2 3－0=0 = 3 3－2 5－0= -1
y 1
未连接前总自由度： 3n
Ｏ
连接后引入的总约束数： 2pl+ph
2
x
❖ 机构自由度F： F=3n - ( 2pl + ph )
F=3n - 2pl - ph
机构自由度举例：
2 1
2 3
1
3 4
4
F =3n－2pl－ph = 3 3－2 4－ 0
=1
B
5
F =3n－2pl－ph = 3 4－2 5－0
❖ 工程上常用一些规定的符号代表运动副
平面副
y
yx
o xo
n n
tt t n
低副：转动副、移动副( 高副：齿轮副、凸轮副(点、
面接触)
线接触)
空间副
了解
高副：点、线接触
球面副
螺旋副
三、机构
❖ 机构是由构件通过运动副连接而成的 ❖ 原动件：按给定运动规律独立运动的构件 ❖ 从动件：其余的活动构件 ❖ 机 架：固定不动的构件
运动副类型小结
❖ 平面低副: 转动副、移动副 （面接触） ❖ 平面高副: 齿轮副、凸轮副 （点、线接触）
❖ 空间低副: 螺旋副、球面副、圆柱副 （面接触） ❖ 空间高副: 球和圆柱与平面、球与圆柱副 (点、线接触)
❖ 运动副特性:运动副一经形成, 组成它的两个构件间的可能 的相对运动就确定。而且这种可能的相对运动, 只与运动 副类型有关, 而与运动副的具体结构无关。
❖ 转动副 ❖ 移动副
❖ 高副（齿轮副、
２
凸轮副）
4 运动简图的绘制方法
❖ 步骤：
确定构件数目及原动件、输出构件 各构件间构成何种运动副？（注意微动部分） 选定比例尺、投影面，确定原动件某一位置，按规定 符号绘制运动简图 标明机架、原动件和作图比例尺
❖ 绘制路线：原动件中间传动件 输出构件 ❖ 观察重点：各构件间构成的运动副类型 ❖ 良好习惯：各种运动副和构件用规定符号表达 ❖ 误 区：构件外形