43 2
C5 D
B1 A
8
67 E
n =7; PL = 10 F = 3x7–2x10 = 1
.
21
2、局部自由度（多余自由度）
1）局部自由度：机构中个别构件不影响其它构件运 动，即对整个机构运动无关的自由度。 2）处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由 度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。
3
C n=2 PL=2 PH=1
C
n=3 PL=3 PH=1
3
F=3x3-2x3-1x1=2
B
F=2x3-2x2-1x1=1
B
A2
1
.
A 1
2
22
3、虚约束
1）虚约束：在机构中与其他运动副作用重 复，而对构件间的相对运动不起独立限 制作用的约束。
2）处理办法：将具有虚约束运动副的构件 连同它所带入的与机构运动无关的运动 副一并不计。
.
26
.
27
虚约束
3、两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。
B
B
2
C
虚约束
A
5
1
D 5
3
A
4
E
F
4、在机构整个运动过程中，如果其中某两构件 上两点之间的距离始终不变，则联接此两点的 两个转动副和一个构件形成的约束为虚约束。
.
28
5、机构中对运动不起作用的自由度F=-1 的对称部分存在虚约束。
虚约束
• 机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的 线条来表示机构的运动特性，并根据运动学尺寸， 按一定的比例画成的简单图形。
.
4
移动副
1 2
转动副
2
1
.
5
其他常用符号
凸轮副
齿轮副
.
6
B
C
A
.
D
7
运动简图的绘制
1. 构件分类：确定原动件、输出件、传动 件
2. 确定构件数量及各构件间的运动副
3. 选择投影面
3、机构自由度的一般公式
F = 3n - 2PL - PH
n –活动构件数；PL –低副数；PH –高副数
n = 3; PL= 4 F = 3x3 – 2x4 = 1
n = 4; PL = 5 F = 3x4 – 2x5 =
2
四杆机构
.
五杆机构
16
n = 2 PL= 3
F = 3×2 – 2×3= 0 (桁架)
《机械原理》第一章
平面机构具有确定运 动的条件
华中科技大学 机械学院 刘伦洪
.
1
上一章内容回顾
• 本课程的性质、任务、内容 • 基本概念：机械、机器、机构、构件、
零件 • 运动副：低副、高副、约束、自由度
.
2
本章重点
机构运动简图：识图、绘制 自由度：计算
.
3
§1–1 平面机构运动简图的绘制
思考题2
4 A
1
2B
C 3
答1：
n=3
PL = 3 PH = 1 F = 3x3 -
2x3 - 1 = 2
答2：
n=3
PL = 3 PH = 2
齿轮副算2个高副
F = 3x3 - 2x3 - 2 =1
? 其 他…
.
33
.
34
.
18
二、平面机构具有确定运动的条件 1）机构自由度数 F≥1。 2）原动件数目等于机构自由度数F。
.
19
三、计算机构自由度时应注意的几种情况
1、复合铰链 由3个或3个以上构件组成的轴线重合的转动
副称为复合铰链。 由m个构件组成的复合铰链应含有(m-1)个
转动副。
1
3
2
.
20
n = 7; PL = 10 F = 3x7–2x10 = 1
4
2
6
1
9
3
7
8
虚约束
5
.
29
行星齿轮机构
.
30
计算机构的自由度
2 1 63 4 5
n = 5 PL= 6 F = 3x5 – 2x6 = 3
n = 5 PL= 7 F = 3x5 – 2x7 = 1
.
31
思考题1
n = 3 PL=4 PH=1 F = 3x3 – 2x4 – 1x1 =0
.
32
4. 选择比例尺
5. 以线条和运动副规定符号表示构件和运 动副
.
8
例1-1 图示为颚式碎矿机。当曲轴2绕轴心O1连续回转， 动颚板6绕轴心O3往复摆动，从而将矿石轧碎。试绘制 此碎矿机的机构运动简图。
.
9
O1 2 A
O3
1 6
3
O2
4
5
D
CB
.
10
§1-2 平面机构具有确定运动的条件
B A
C D
.
23
常见的虚约束
1、机构中某两构件用低副（转动副、移动副） 相联的联结点，在未组成运动副之前，其各 自的轨迹已重合，则此联结带入的约束为虚 约束。
.
24
2、两构件组成的若干个导路中心线互相平行或 重合的移动副。
B2 A1
4
C 3 x1
虚约束 x2
x2
x1
B2
A1
C
3
4
B2
A1
? C
3
.
25
4
虚约束
1 32 4
n = 3 PL= 5
F = 3×3 – 2×5 = -1 (超静定桁架)
机构自由度是指机构中活动构件相对于机 架的可能独立运动数目。
.
17
B 1 A
2C 3
D
E 4 F 5
算法1:
n=4；PL=6；PH=0 F=3x4-2x6=0
算法2:
n=2；PL=3；PH=0 F=3x2-2x3=0
C
B A
C' D
D'
E
.
11
一、平面机构的自由度
机构自由度是指机构中活动构件
相对于机架的可能独立运动数目。
思考: 与前面讲到的构件自由度有什么关系?
.
12
1、构件的自由度
Y
A
O
X
.
13
2、约束
两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受 到某些约束。
低副引入两个约束！
.
14
高副引入一. 个约束！
15