机械原理机构的结构分析PPT课件
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16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢你的阅读
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
机械原理(全套15PPT课件)
按形状分为盘形、圆柱形、平板型等；按从动件类型分为尖底、滚子、平底等
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面连杆机构及其设计 • 凸轮机构及其设计 • 齿轮机构及其设计
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设 计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的运 动、力和能量传递过程具有重要 意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等 方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析 、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面连杆机构及其设计 • 凸轮机构及其设计 • 齿轮机构及其设计
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的 传递、转换和效应的基本规律和 原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和 传动角等特性，这些特性对机构的运 动性能和动力性能有重要影响。
机械原理第二章结构分析
圆柱套筒副
★ 平面运动副 A. 低副
B. 高副
移动副
凸轮副
转动副 齿轮副
三、运动链与机构 开式运动链
闭式运动链
机构
运动链的类型：
闭式运动链(闭式链)
平面运动链
特点：每个构件均与两个构
件形成运动副
开式运动链(开式链)
特点：至少有一个构件只与一
个构件形成运动副
闭式运动链
简单运动链
简单运动链
特点：每个构件最多与两个构 件形成运动副
第二章 平面机构的结构分析
§2-1 概 述
运动平面
平面机构：机构中所有构件均在一个或几个平行平面上
运动。
2
2
3
3
1
1
4
4
另有空间机构概念。
研究目的之一：机构运动的可能性及具有确定运动的条件。
2 1
3
2
2
3
3
1
1
4
4
5
研究目的之二：绘制机 构运动简图。
研究目的之三：研究机构的组成原理。
§2-2 机构的组成
结论——机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数等 于机构的自由度数。
三、计算机构自由度时应注意的事项
7
46
1
5
3 2
8
F = 3n-2pl-ph = 3×7-2×6-0 = 9 ???
1.复合铰链 2. 由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为 复合铰链。
12 3
1
2
3
由m个构件构成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。
常见的虚约束有以下几种情况: 1) 当两构件组成多个移动副，且
其导路互相平行或重合时，则只有一个 移动副起约束作用，其余都是虚约束。
机械原理课件第2章机构结构分析
斜盘机构应用
常见于发动机的气门传动机构
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构简介
由一个摇杆、一个曲柄和一个连 杆组成，常用于产生往复运动或 转动运动
苏格兰摇臂曲柄机构
由一个摇臂和一个曲柄组成，常 用于产生往复直线运动
偏心摇杆机构
由一个摇杆和一个偏心轴组成， 用于产生往复直线运动或转动运 动
各种机构的运动分析
1
工业机械臂
用于完成各种重复性、精确性 和危险性高的工业操作任务
结论和要点
1 机构结构对机械系统
运动有重要影响
选择合适的机构结构可以 实现所需的运动形式
2 各种机构的特点和应
用领域
了解不同机构的特点和应 用可以提供设计方案和解 决问题的思路
3 机构分析和运动分析
的方法
通过分析机构的几何关系 和运动规律来研究机械系 统的运动
机械原理课件第2章机构 结构分析
机构结构是机械系统中相互连接的零件组成的一个整体结构，它对机械系统 的运动有重要影响。本章将介绍机构结构的定义和分类。
机构结构分类
1 平面机构
由于零件的运动轨迹或轴线均在一个平面内
2 空间机构
零件的运动轨迹或轴线存在于三维空间内
3 点机构
只有一个定点的相对运动机构
4 线机构
连杆机构分析
通过连杆的几何关系和运动规律来分析机械系统的运动情况
2
速度分析
计算连杆各点的速度大小和方向
3
加速度分析
计算连杆各点的加速度大小和方向
机构的应用举例
发动机活塞连杆机构
将往复运动转化为旋转运动， 推动发动机的活塞进行往复运 动
汽车悬挂系统
通过各种机构传递力量和减震， 提高汽车驾驶的舒适性和安全 性
机械原理ppt课件
机械原理ppt课件•机械原理概述•机构的结构分析•平面机构的运动分析•平面机构的力分析目录•机械的效率和自锁•机械的平衡与调速01机械原理概述机械原理的定义与意义定义机械原理是研究机械中机构的结构和运动，以及机器的结构、受力、质量和运动的学科。
意义机械原理是机械工程学科的基础理论，对于培养机械类高级工程技术人才的全局知识、创新能力和工程实践能力具有重要作用。
机械原理的研究对象和任务研究对象以机器与机构为研究对象，研究其结构、运动学、动力学和性能等方面的问题。
任务揭示机器与机构的工作原理，研究其设计理论和方法，为机械产品的创新设计和制造提供理论和技术支持。
机械原理的发展历程古代机械原理主要依赖于经验和直观，缺乏系统的科学理论。
近代机械原理随着数学、力学等学科的发展，机械原理开始形成较为完整的理论体系。
现代机械原理随着计算机科学、控制论、信息论等学科的交叉融合，机械原理的研究领域不断扩展，研究方法不断更新。
02机构的结构分析包括构件、运动副和约束等，是机构的基本组成部分。
机构组成要素两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
根据接触形式的不同，运动副可分为低副和高副两类。
运动副对机构中构件的运动所加的限制称为约束。
约束反力是约束对构件的作用力，其方向与构件的运动趋势相反。
约束机构组成要素及运动副机构运动简图及表示方法机构运动简图用规定的符号和线条表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的相对位置及与构件连接的几何关系，这种表示机构结构的图形称为机构运动简图。
表示方法在机构运动简图中，构件用直线或折线表示，长度按比例绘制；运动副用规定的符号表示，如转动副用“○”表示，移动副用“→”表示等。
机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构自由度是机构中所有活动构件的自由度数之和减去约束数。
在计算自由度时，需要注意复合铰链、局部自由度和虚约束的处理方法。
原动件的选择原动件是机构中主动独立的运动单元，其选择应根据机构的使用要求、动力源的特性以及机构的类型等因素综合考虑。
机械原理ppt课件完整版
机械原理的定义与重要性
2024/1/25
定义
机械原理是研究机械系统运动、 力和能量转换规律的科学。
重要性
机械原理是机械工程学科的基础 ，对于理解和分析机械系统的性 能、优化机械设计和提高机械效 率具有重要意义。
4
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机构学
传动学
控制理论
机械系统，包括机构、 传动、控制等子系统。
动力学原理
牛顿运动定律、动量定理、动能定理等是机械系统动力学的基本原理，它们揭示了机械系 统运动的基本规律。
17
机械系统的运动方程和求解方法
运动方程的建立
根据机械系统的受力情况和约束条件，可以建立机械系统的运动方程。这些方程通常是一组微分方程或差分方程。
2024/1/25
求解方法
求解机械系统的运动方程可以采用解析法、数值法或图解法等方法。其中，解析法可以得到精确的解，但通常只适用 于简单的机械系统；数值法可以求解复杂的机械系统，但得到的是近似解；图解法则是一种直观形象的求解方法。
工艺特点
机械制造工艺具有多样性、复杂性 和综合性等特点，需要根据不同的 产品要求和生产条件制定相应的工 艺方案。
21
机械制造装备的分类和特点
加工装备
包括机床、刀具、夹具等，用于 对原材料进行切削、磨削等加工 操作，具有高精度、高效率和高
自动化等特点。
热处理装备
包括加热炉、淬火设备、回火设 备等，用于改善材料的力学性能 和加工性能，提高产品的使用寿
稳定性概念及判定方法：稳定性是指 机械系统在受到扰动后能否恢复到原 平衡状态的能力。稳定性的判定方法 包括静力学判定法、动力学判定法和 能量判定法等。其中，静力学判定法 主要关注机械系统在平衡位置附近的 稳定性；动力学判定法则通过分析机 械系统的运动方程来判断其稳定性； 能量判定法则是通过分析机械系统的 能量变化来判断其稳定性。
机械原理教学PPT 机构的结构分析
机构的自由度 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动 参数的数目，其数目用F表示。
结论 机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等
于机构的自由度数目F。
结论： 机构具有确定运动的条件是：机构原动件数目应等于机构的
自由度的数目F。
如果原动件数<F, 则机构的运动将不确定； 如果原动件数>F, 则会导致机构最薄弱环节的损坏。
§2-3 机构运动简图的绘制(了解)
1． 机构运动简图 机构运动简图：用以说明机构中各构件之间的相 对运动关系的简单图形。
作用：1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
画构件时应忽略构件的实际外形，只考虑构件 尺寸(即运动副之间的尺寸)和运动副的性质。
术语 机构示意图：不按比例绘制的简图； 机构运动简图：按精确比例绘制的简图。
原动件画法：1个机架、1个活动构件、1个低副、 1个箭头，一个都不能少。
●基本组的联接 ─ 结构综合的杆组法(理解)
给定自由度（原动件）数目和类型，用不同数目、 不同类型的基本组去联接，可得到新机构。
注意：杆组的各个外端副不允许联在同一个构件上。
1个构件
1个构件
3.机构的结构分析 ●目的 ──正确拆分杆组; ──判断机构级别。
3. 运动链 ●运动链的定义：
两个以上构件用运动副联接而成的系统。
●运动链的分类 ──闭式运动链(闭链)：运动链是封闭图形。 ──开式运动链(开链)：运动链是开放图形。
闭链
开链
4. 运动链成为机构的2个条件 （1）选定某一构件为机架； （2）选定1个或几个构件为原动件，使运动确定。
术语 机架─相对固定的构件。 原动件─运动规律已知的构件。 从动件─其余可动构件。 输出构件─运动、动力输出的构件。 连架杆─与机架相联的构件。
结论 机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等
于机构的自由度数目F。
结论： 机构具有确定运动的条件是：机构原动件数目应等于机构的
自由度的数目F。
如果原动件数<F, 则机构的运动将不确定； 如果原动件数>F, 则会导致机构最薄弱环节的损坏。
§2-3 机构运动简图的绘制(了解)
1． 机构运动简图 机构运动简图：用以说明机构中各构件之间的相 对运动关系的简单图形。
作用：1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
画构件时应忽略构件的实际外形，只考虑构件 尺寸(即运动副之间的尺寸)和运动副的性质。
术语 机构示意图：不按比例绘制的简图； 机构运动简图：按精确比例绘制的简图。
原动件画法：1个机架、1个活动构件、1个低副、 1个箭头，一个都不能少。
●基本组的联接 ─ 结构综合的杆组法(理解)
给定自由度（原动件）数目和类型，用不同数目、 不同类型的基本组去联接，可得到新机构。
注意：杆组的各个外端副不允许联在同一个构件上。
1个构件
1个构件
3.机构的结构分析 ●目的 ──正确拆分杆组; ──判断机构级别。
3. 运动链 ●运动链的定义：
两个以上构件用运动副联接而成的系统。
●运动链的分类 ──闭式运动链(闭链)：运动链是封闭图形。 ──开式运动链(开链)：运动链是开放图形。
闭链
开链
4. 运动链成为机构的2个条件 （1）选定某一构件为机架； （2）选定1个或几个构件为原动件，使运动确定。
术语 机架─相对固定的构件。 原动件─运动规律已知的构件。 从动件─其余可动构件。 输出构件─运动、动力输出的构件。 连架杆─与机架相联的构件。
机械原理第九版第2章机构的结构分析
F =3n－2pl－ph
整理ppt = 3 4－2 5－ 1 = 1
27
2.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
F=3n-2PL-PH
=32 -2 3 -0
=0(不能动)
F=0，静定结构
三个构件通过三个 转动副相连, 相当 于一个构件。
F=3n-2PL-PH
=33-2 5-0
= -1 (不能动)
F<0，超静定结构
整理ppt
7
若将运动链中的一个构件相对固定，运动链则成 为机构。
机构中构件的分类： 1、机架（描述运动的参考系） 2、原动件（运动规律已知的构件） 3、从动件
整理ppt
8
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)
整理ppt
48
§2-7 平面机构的组成原理、分类及结构分析
一、平面机构的组成原理
2 平面机构组成原理
把若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和 机架上，就可组成新的机构，其自由度数目与原动件的数 目相等
机构
机架 原动件 几个基本杆组
整理ppt
49
整理ppt
50
二、平面机构的结构分类
若杆组中有n个活动构件、pL个低副，则有：
整理ppt
2
§1 构件及其运动副
平面运动副分类:相对运动、接触情况、引入约束 数目
转动副或 回转副
移动副
特点：面接触、相对转动或相对移动 低副
（接触情况分类）
●
整理ppt
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构件与零件的区别： 零件是从制造加工角度提出的最小单元概念，
即零件是制造加工的最小单元，是组成机器最基本的、 不可再拆分的单元。
构件则是从运动和功能实现的角度提出的最小单元概 念，即构件是最小的独立运动单元，从运动角度讲，构 件是一个刚体。
.
第二章 机构的结构分析
2.运动副
两构件间的直接接触而又能产生一定相对运动的 活动连接称为运动副。
.
第二章 机构的结构分析
例1：图示为一颚式破碎机，当曲柄1绕轴心O连续回转 时，动颚板5绕轴心F往复摆动，从而将矿石轧碎，试 绘制此破碎机的机构运动简图。
.
第二章 机构的结构分析
A 1
F
O
2
5
6
4 B
பைடு நூலகம்C .
3 D
E
第二章 机构的结构分析
3）根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类 两构件之间的相对运动为转动的运动副称为转动副
（回转副、铰链），相对运动为移动的运动副称为移 动副，相对运动为螺旋运动的运动副称为螺旋副，相 对运动为球面运动的运动副为球面副。
螺旋副
.
第二章 机构的结构分析
两构件间相对运动的平面平行，则称为平面运动副， 否则称为空间运动副。
移 III 3 动
副
球
螺
销
IV 2 旋
副
副.
简图符号 副级 自由度 IV 2
V
1
V
1
V
1
第二章 机构的结构分析
2）根据组成运动副的两运动副元素的接触情况分类
运动副元素以点或线接触的运动副称为高副，运动副 元素以面接触的运动副称为低副。
球面高副
.
柱面高副
第二章 机构的结构分析
球面低副
移动副
.
转动副
第二章 机构的结构分析
基本内容： (1)机构结构分析的内容及目的。 (2)机构的组成。 (3)机构运动简图。 (4)机构具有确定运动的条件。 (5)平面机构自由度的计算。 (6)计算平面机构的自由度时应注意的事项。 (7)机构的组成原理及平面机构的结构分类。
.
第二章 机构的结构分析
教学基本要求： (1)搞清运动副、运动链、约束和自由度等重 要概念。 (2)掌握平面机构自由度的计算方法及其具有 确定运动的条件。 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 (4)明确机构组成的概念，了解平面机构的组 成原理。
.
第二章 机构的结构分析
一个构件在三维空间自由 运动时，有6个自由度：
沿三个坐标轴的移动绕三个 坐标轴的转动。
两构件间的运动副所起的作 。
用就是限制构件间的某些相对 运动，这种相对运动的限制作 用称为约束。
若运动副的自由度用f表示，约束用s表示，则自由度
和约束的关系为： f 6s
.
第二章 机构的结构分析
3.运动副的分类 1）根据运动副所引入的约束数分类 引入一个约束称为Ⅰ级副，引入两个约束称为Ⅱ级
副，依次类推，还有Ⅲ级副、Ⅳ级副，最末为Ⅴ级副。
.
第二表章2-1 常机用构运动的副及结其简构图分析
名 图形 称
球 面 高 副
简图符号
副级 自由度 名 称
圆
柱
I
5套
筒
副
图形
柱 面 高 副
转
II
4动
副
球 面 低 副
.
第二章 机构的结构分析
.
第二章 机构的结构分析
绘制机构运动简图的步骤： 1）确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动
部份，确定出组成机构的所有构件，确定出构件间运 动副的类型。
2）恰当地选择投影面，将机构运动简图表示清楚。
3）选择适当的比例尺（μ＝实际尺寸/图示尺寸）， 定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出各 类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条 连接起来，这样便可绘制出机构的运动简图。
运动副必须始终保持接触。 若借助于构件的结构形状所产生的几何约束来封闭的 运动副称为几何封闭运动副。 若借助于重力、弹簧力、气液压力等来封闭的运动副 称为力封闭运动副，如凸轮机构。
.
第二章 机构的结构分析
4.运动链 两个以上构件通过运动副的连接而构成的
可相对运动的系统称为运动链。
✓闭式运动链 ✓开式运动链
第三节 机构运动简图
.
第二章 机构的结构分析
在研究机构的运动时，只需按规定符号表示运动副、 常用机构、及一般构件，并按一定的比例尺表示机构 的运动尺寸和运动副的位置，绘制表示机构各构件间 相对运动关系的简化图形，将机构的运动传递情况表 示出来，这种图形被称为机构运动简图。
.
第二章 机构的结构分析
.
第二章 机构的结构分析
两构件上参与接触而构成运动副的部分称为运 动副元素。
构件之间的接触不外乎点、线、面三种形式，运动 副元素也不外乎是点、线、面。
.
第二章 机构的结构分析
对运动副的理解要把握以下三点： （１）运动副是一种联接（接触）； （２）运动副由两个构件组成； （３）组成运动副的两个构件之间有相对运动。 可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
平面运动副，它只有转动副、移动副（统称为低副） 和平面高副三种形式。
.
第二章 机构的结构分析
平面高副是两构件以点或线的形式相接触而形成的 运动副，这种运动副允许两构件在接触点A绕垂直于平 面的Z轴作相对转动和沿切线t-t方向作相对移动，而只 约束掉沿着轮廓线接触点A公法线方向的移动自由度。
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
重点： (1)运动副及其分类。 (2)平面机构的自由度计算及具有确定运动的 条件 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 难点： 机构运动简图绘制、机构中的虚约束的判定问 题。
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第二章 机构的结构分析
第一节 机构结构分析的内容及目的
✓机构运动的可能性及其具有确定运动的条件 ✓研究机构的组成，绘制机构运动简图 ✓研究机构的组成原理
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第二章 机构的结构分析
5.机构
如将运动链中的某个构件固 定，使之成为机架，而让另一 个或几个构件按给定的运动规 律相对于固定构件运动，其余 构件都随之具有确定的相对运 动，则这个运动链即成为机构。
机构中按给定运动规律运动的构件称为主动件， 随主动件运动的构件称为从动件。
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
第二节 机构的组成
机构分为两大类： 平面机构 空间机构
机构是由构件和运动 副两个要素组成的
.
第二章 机构的结构分析
1.构件 构件是指作为一个整体参与机构运动的刚性单元
体。 一个构件，可以是不能拆开的单一零件，也可以是
由若干个不同零件装配起来的刚性体。
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第二章 机构的结构分析
即零件是制造加工的最小单元，是组成机器最基本的、 不可再拆分的单元。
构件则是从运动和功能实现的角度提出的最小单元概 念，即构件是最小的独立运动单元，从运动角度讲，构 件是一个刚体。
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第二章 机构的结构分析
2.运动副
两构件间的直接接触而又能产生一定相对运动的 活动连接称为运动副。
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第二章 机构的结构分析
例1：图示为一颚式破碎机，当曲柄1绕轴心O连续回转 时，动颚板5绕轴心F往复摆动，从而将矿石轧碎，试 绘制此破碎机的机构运动简图。
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第二章 机构的结构分析
A 1
F
O
2
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4 B
பைடு நூலகம்C .
3 D
E
第二章 机构的结构分析
3）根据组成运动副的两个构件的相对运动形式分类 两构件之间的相对运动为转动的运动副称为转动副
（回转副、铰链），相对运动为移动的运动副称为移 动副，相对运动为螺旋运动的运动副称为螺旋副，相 对运动为球面运动的运动副为球面副。
螺旋副
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第二章 机构的结构分析
两构件间相对运动的平面平行，则称为平面运动副， 否则称为空间运动副。
移 III 3 动
副
球
螺
销
IV 2 旋
副
副.
简图符号 副级 自由度 IV 2
V
1
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第二章 机构的结构分析
2）根据组成运动副的两运动副元素的接触情况分类
运动副元素以点或线接触的运动副称为高副，运动副 元素以面接触的运动副称为低副。
球面高副
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柱面高副
第二章 机构的结构分析
球面低副
移动副
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转动副
第二章 机构的结构分析
基本内容： (1)机构结构分析的内容及目的。 (2)机构的组成。 (3)机构运动简图。 (4)机构具有确定运动的条件。 (5)平面机构自由度的计算。 (6)计算平面机构的自由度时应注意的事项。 (7)机构的组成原理及平面机构的结构分类。
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第二章 机构的结构分析
教学基本要求： (1)搞清运动副、运动链、约束和自由度等重 要概念。 (2)掌握平面机构自由度的计算方法及其具有 确定运动的条件。 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 (4)明确机构组成的概念，了解平面机构的组 成原理。
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第二章 机构的结构分析
一个构件在三维空间自由 运动时，有6个自由度：
沿三个坐标轴的移动绕三个 坐标轴的转动。
两构件间的运动副所起的作 。
用就是限制构件间的某些相对 运动，这种相对运动的限制作 用称为约束。
若运动副的自由度用f表示，约束用s表示，则自由度
和约束的关系为： f 6s
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第二章 机构的结构分析
3.运动副的分类 1）根据运动副所引入的约束数分类 引入一个约束称为Ⅰ级副，引入两个约束称为Ⅱ级
副，依次类推，还有Ⅲ级副、Ⅳ级副，最末为Ⅴ级副。
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第二表章2-1 常机用构运动的副及结其简构图分析
名 图形 称
球 面 高 副
简图符号
副级 自由度 名 称
圆
柱
I
5套
筒
副
图形
柱 面 高 副
转
II
4动
副
球 面 低 副
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
绘制机构运动简图的步骤： 1）确定机构的原动件和执行件，两者之间为传动
部份，确定出组成机构的所有构件，确定出构件间运 动副的类型。
2）恰当地选择投影面，将机构运动简图表示清楚。
3）选择适当的比例尺（μ＝实际尺寸/图示尺寸）， 定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出各 类运动副，并将同一构件上的运动副符号用简单线条 连接起来，这样便可绘制出机构的运动简图。
运动副必须始终保持接触。 若借助于构件的结构形状所产生的几何约束来封闭的 运动副称为几何封闭运动副。 若借助于重力、弹簧力、气液压力等来封闭的运动副 称为力封闭运动副，如凸轮机构。
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第二章 机构的结构分析
4.运动链 两个以上构件通过运动副的连接而构成的
可相对运动的系统称为运动链。
✓闭式运动链 ✓开式运动链
第三节 机构运动简图
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第二章 机构的结构分析
在研究机构的运动时，只需按规定符号表示运动副、 常用机构、及一般构件，并按一定的比例尺表示机构 的运动尺寸和运动副的位置，绘制表示机构各构件间 相对运动关系的简化图形，将机构的运动传递情况表 示出来，这种图形被称为机构运动简图。
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
两构件上参与接触而构成运动副的部分称为运 动副元素。
构件之间的接触不外乎点、线、面三种形式，运动 副元素也不外乎是点、线、面。
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第二章 机构的结构分析
对运动副的理解要把握以下三点： （１）运动副是一种联接（接触）； （２）运动副由两个构件组成； （３）组成运动副的两个构件之间有相对运动。 可以说：机构是由运动副逐一联接各个构件组成的。
平面运动副，它只有转动副、移动副（统称为低副） 和平面高副三种形式。
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第二章 机构的结构分析
平面高副是两构件以点或线的形式相接触而形成的 运动副，这种运动副允许两构件在接触点A绕垂直于平 面的Z轴作相对转动和沿切线t-t方向作相对移动，而只 约束掉沿着轮廓线接触点A公法线方向的移动自由度。
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
重点： (1)运动副及其分类。 (2)平面机构的自由度计算及具有确定运动的 条件 (3)掌握机构运动简图的概念及其绘制方法。 难点： 机构运动简图绘制、机构中的虚约束的判定问 题。
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第二章 机构的结构分析
第一节 机构结构分析的内容及目的
✓机构运动的可能性及其具有确定运动的条件 ✓研究机构的组成，绘制机构运动简图 ✓研究机构的组成原理
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第二章 机构的结构分析
5.机构
如将运动链中的某个构件固 定，使之成为机架，而让另一 个或几个构件按给定的运动规 律相对于固定构件运动，其余 构件都随之具有确定的相对运 动，则这个运动链即成为机构。
机构中按给定运动规律运动的构件称为主动件， 随主动件运动的构件称为从动件。
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第二章 机构的结构分析
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第二章 机构的结构分析
第二节 机构的组成
机构分为两大类： 平面机构 空间机构
机构是由构件和运动 副两个要素组成的
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第二章 机构的结构分析
1.构件 构件是指作为一个整体参与机构运动的刚性单元
体。 一个构件，可以是不能拆开的单一零件，也可以是
由若干个不同零件装配起来的刚性体。
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第二章 机构的结构分析