机构的组成与机构运动简图
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常用机构运动简图
常用机构运动简图机构构件的运动
名称单向运动具有停留的单
向运动
具有局部反向
的单向运动
往复运动
在两个极限位
置停留的往复
运动
运动终止
基本符号直
线
运
动
回
转
运
动
运动刷
名称回转副棱柱副
（移动副）
螺旋副圆柱副球销副球面副
基本符号
多杆构件及其组成部分名称单副元素构件双副元素构件
基本平
面
构件是回转副的一部分
机架是回转副
的一部分
连杆曲柄（或摇杆）偏心轮导杆滑块
精品
精品
多杆构件及其组成部分
基
本
符
号
及
可
用
符
号
空
间
机
构
单副元素构件双副元素构件
构件是回转副的一部分
机架是回转副的
一部分
连杆曲柄（或摇杆）偏心轮导杆滑块
多杆构件及其组成部分
名称三副元素构件机构示例
精品
基本符号
及可用符
号
凸轮机构
名称盘形凸轮移动凸轮空间凸轮
圆柱凸轮圆锥凸轮双曲面凸轮
基本符号
可用符号
凸轮从动杆
名称尖顶从动杆曲面从动杆滚子从动杆平底从动杆基本符号
槽轮机构和棘轮机构
精品
精品
如有侵权请联系告知删除
，感谢你们的配合！
外啮合内啮合
基本符号及可
用符号
名称
棘轮机构外啮合内啮合
基本符号及可
用符号
精品。
任务2.1机构的组成及运动简图
构安装在运动的机械上时则是运动的。
2 从动件
原动—件—按给定已知运动规律
3
独立运动的构件；常以转向箭头表示。
从动件 ——机构中其余活动构件。 其运动规律决定于原动件的运动规律 和机构的结构和构件的尺寸。
4
1原动件
机架
平面铰链四杆机构
机构常分为平面机构和空间机构 两类，其中平面机构应用最为广泛。
二、机构运动简图
2)齿轮10,9与气缸体组成齿轮机构;
3)凸轮7,进气阀顶杆8与气缸体组成凸轮机构
1.曲柄滑块机构
(1)气缸体与机架固联,是固定件;活塞在燃气推动下运动,是 原动件.
(2)活塞与气缸体组成移动副;活塞与连杆,连杆与曲(柄)轴,曲 轴与机架都组成回转副
上述构件是按照气缸体——活塞——连杆——曲柄—— 气缸体的顺序联接,独立形成一个封闭的构件组合,因此它形 成一个独立的机构.
3、恰当选择运动简图的视图平面，通常选择机械中多数构件的运动平面为 视图平面。 4、选择恰当的作图比例尺。 5、确定各运动副的相对位置，用各运动副的代表符号、常用机构运动简图 符号和简单线条，绘制机构运动简图。 6、在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
绘制机构运动简图实例1
3
4
2
1
A
4
2
3 4
1
绘制机构运动简图实例2 试绘制内燃机的机构运动简图
项目二 汽车常用构件
任务2.1 机构的组成及运动简图
任务2.2
平面连杆机构
任务2.3
凸轮机构
任务2.4 棘轮机构和螺旋机构
任务2.1 机构的组成及运动简图
一、机构的组成 二、机构的运动简图
一、机构的组成
机构是怎样组成的？ 运动单元：构件 连接：运动副 运动单元+连接 运动链 运动链+机架 机构
2 从动件
原动—件—按给定已知运动规律
3
独立运动的构件；常以转向箭头表示。
从动件 ——机构中其余活动构件。 其运动规律决定于原动件的运动规律 和机构的结构和构件的尺寸。
4
1原动件
机架
平面铰链四杆机构
机构常分为平面机构和空间机构 两类，其中平面机构应用最为广泛。
二、机构运动简图
2)齿轮10,9与气缸体组成齿轮机构;
3)凸轮7,进气阀顶杆8与气缸体组成凸轮机构
1.曲柄滑块机构
(1)气缸体与机架固联,是固定件;活塞在燃气推动下运动,是 原动件.
(2)活塞与气缸体组成移动副;活塞与连杆,连杆与曲(柄)轴,曲 轴与机架都组成回转副
上述构件是按照气缸体——活塞——连杆——曲柄—— 气缸体的顺序联接,独立形成一个封闭的构件组合,因此它形 成一个独立的机构.
3、恰当选择运动简图的视图平面，通常选择机械中多数构件的运动平面为 视图平面。 4、选择恰当的作图比例尺。 5、确定各运动副的相对位置，用各运动副的代表符号、常用机构运动简图 符号和简单线条，绘制机构运动简图。 6、在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
绘制机构运动简图实例1
3
4
2
1
A
4
2
3 4
1
绘制机构运动简图实例2 试绘制内燃机的机构运动简图
项目二 汽车常用构件
任务2.1 机构的组成及运动简图
任务2.2
平面连杆机构
任务2.3
凸轮机构
任务2.4 棘轮机构和螺旋机构
任务2.1 机构的组成及运动简图
一、机构的组成 二、机构的运动简图
一、机构的组成
机构是怎样组成的？ 运动单元：构件 连接：运动副 运动单元+连接 运动链 运动链+机架 机构
第2章 平面机构的运动简图及其自由度
如图a所示为五构件运动链。其自由度为：
F=3n－2PL－PH=3×4－2×5－0=2
若给定一个原动件(构件1)的角位移规律为φ1=φ1(t)，此时构件2、 3、4的运动并不能确定。
说明当原动件数少于机构的自由度时，其运动是不确定的。
又如图b所示四构件机构，其自由度为：
F=3n－2PL－PH=3×3－2×4－0=1
Hale Waihona Puke 零件－连杆体1、连杆头2、轴套3、轴瓦4和5、螺杆6、螺母7、开口销8
二、运动副及其分类
1、构件的自由度——构件所具有的独立运动数目。
在三维空间内自由运动的构 件具有六个自由度。
作平面运动的构件(如图所 示)则只有三个自由度，这 三个自由度可以用三个独立
的参数x、y和角度θ表示。
2、运动副
F=3n-2PL-PH
(2-1)
由上式可知：机构自由度F取决于活动构件的件数与运动副的
性质（高副或低副）和个数。
试机算图示航空照相机快门机构的自由度。
解：该机构的构件总数N=6,活动构件数n=5,6个转 动副、一个移动副，没有高副。由此可得机构的 自由度数为：
F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1
两个构件间形成的运动副引入多少个约束， 限制了构件的哪些独立运动，则完全取决于运动 副的类型。
由此可见，在平面机构中，每个转动副引入 两个约束，使构件失去两个自由度。
转动副的表示方法
⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副， 移动副及其简图符号表示如下图所示。
移动副
移动副的表示方法
缝纫机下针机构
23 1
4
机构模型
2 3
1 4
§2-3 平面机构的自由度
F=3n－2PL－PH=3×4－2×5－0=2
若给定一个原动件(构件1)的角位移规律为φ1=φ1(t)，此时构件2、 3、4的运动并不能确定。
说明当原动件数少于机构的自由度时，其运动是不确定的。
又如图b所示四构件机构，其自由度为：
F=3n－2PL－PH=3×3－2×4－0=1
Hale Waihona Puke 零件－连杆体1、连杆头2、轴套3、轴瓦4和5、螺杆6、螺母7、开口销8
二、运动副及其分类
1、构件的自由度——构件所具有的独立运动数目。
在三维空间内自由运动的构 件具有六个自由度。
作平面运动的构件(如图所 示)则只有三个自由度，这 三个自由度可以用三个独立
的参数x、y和角度θ表示。
2、运动副
F=3n-2PL-PH
(2-1)
由上式可知：机构自由度F取决于活动构件的件数与运动副的
性质（高副或低副）和个数。
试机算图示航空照相机快门机构的自由度。
解：该机构的构件总数N=6,活动构件数n=5,6个转 动副、一个移动副，没有高副。由此可得机构的 自由度数为：
F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1
两个构件间形成的运动副引入多少个约束， 限制了构件的哪些独立运动，则完全取决于运动 副的类型。
由此可见，在平面机构中，每个转动副引入 两个约束，使构件失去两个自由度。
转动副的表示方法
⑵ 移动副——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副， 移动副及其简图符号表示如下图所示。
移动副
移动副的表示方法
缝纫机下针机构
23 1
4
机构模型
2 3
1 4
§2-3 平面机构的自由度
机械基础——第一节机构的组成与运动简图讲义.
a)固定铰链
b)活动铰链
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
移动副
2.高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
空间运动副
两构件之间的相对运动均为空间运动，则称 为空间运动副。
螺旋副
球面副
三、平面机构的运动简图
运动副及构件的表示方法 1.构件
构件均用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
2. 转动副
构件组成转动副时
图面垂直于回转轴线时用图a表示； 图面不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。 一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑， 或在其内画上斜线。
3. 移动副
两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。
4. 平面高副
每组成一个低副时，就引入了2个约束条件，失去了2个自由度。
低副： a. 面接触； b. 有一个自由度，转动或移动。 （约束了二个自由度）
每组成一个高副，就引入了1个约束条件，失去了1个自由度。
高副： a. 点或线接触； b. 有两个自由度，转动 + 移动。 （约束了一个自由度）
（二）机构具有确定相对运动的条件
二、运动副及其分类
机构是具有确定相对运动多个构件的组合，构件之间需 要传递运动和动力，所以各构件之间必须用一定的方式联 接起来，并且具有确定的相对运动。 两构件之间直接接触并 能产生一定相对运动的联 接称为运动副。 运动副限制了两构件 间某些独立的运动，这种 限制构件独立运动的作用 称为约束。
自由度和运动副约束
2、 构件 是机器运动的单元； 零件 是机器的制造单元。
3、两构件通过 面 接触组成的运动副称为低副，低副又 分为 移动 副和 转动 副两种。
机构运动简图
2
2
2
1
1
1
(a)
(b)
(c)
图 5 转动副的表示方法
2) 移动副
两构件组成移动副的表示方法如图6(a)、 (b)、 (c)所示。 移 动副的导路必须与相对移动方向一致。
1
2 1
2 (a)
1 2
1 2
(b)
21 1
2
(c)
图 6 移动副的表示方法
3) 平面高副 两构件组成高副的表示方法如图7所示。 其运动简图
中应画出两构件接触处的曲线轮廓。
凸轮副：
齿轮副：
2
2
1
1
图 7 高副的表示方法
了解：
2、 构件的表示方法
构件可用直线、 三角形或方块等图形表示。 图8(a)表示参与组成 两个转动副的构件; 图8(b)表示参与组成一个转动副和一个移动副 的构件； 图8(c)表示参与组成三个转动副的构件, 它一般用三角形 表示, 在三角形内加剖面线或在三个内角上涂上焊缝标记, 表明三 角形为一个构件； 若三个转动副在同一直线上, 则可用跨越半圆 符号来连接直线, 如图8(d)所示。
(2) 移动副: 若组成运动副的两个构件只能沿轴线 相对移动, 则称为移动副。
y
O 12
x
图 3 移动副
转动副、移动副实例
2）高副 两构件通过点、 线接触所构成的运动副称为高副。
图 4 高副
齿轮副实例
2、 构件
机 架——机构中的固定构件；一般机架相 对地面固定不动，但当机构安装在运动的机 械上时则是运动的。
对运动的性质, 确定构件的数目、 运动副的类型和数目。
(3) 合理选择视图平面： 选择多数构件所在的运动平面或平行于运动平面的平
2.机构简图绘制详解
规律。
二、运动副
机构的组成
• 运动副：指两构件直接接触并能产生相对 运动的联接。
• 由运动副的定义可以看出运动副的根本特 征如下：
• 〔1〕具有确定的接触外表，并把两构件参 与接触的外表成为运动副元素；
• 〔2〕能产生确定的相对运动。
运动副元素
运动副元素不外乎为点、
线、面。
按运动副接触形式分
机构的组成
线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构 ◆ 机运构动示关意系图的简明图形。
机构的示意图：指为了说明机构构造状况, 不要 求严格地按比例而绘制的简图。
机构的运动简图
• 〔一〕绘制机构运动简图的步骤和方法 • 〔二〕机构运动简图中常用的规定符号 • 〔三〕机构运动简图的识别
机构的运动简图
〔一〕绘制机构运动简图的步骤与方法
机构运动简图的绘制
平面机构和空间机构
• 全部构件都在相互平行的平面内运动 的机构成为平面机构，否则成为空间 机构。
• 目前工程中常见的机构大多属于平面 机构，因此，本课程只争论平面机构。
➢§1 机构的组成 ➢§2 机构的运动简图
§1 机构的组成
机构是传递运动和力或者导引构件上的点按给定轨迹运动的 机械装置。机构的组成要素为构件和运动副
: 1.恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投 影面。 2.分析机构的组成及运动状况，确定机构中的机架、原动局部、传动局部和执行局 部，以确定构件和运动副的数目。 3.循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类 型和数目;还应确定与机构运动特性相关的 运动要素：运动副间的相对位置；如转动 副中心的位置和移动副导路的方位；高副的廓线外形，包括其曲率中心和曲率半径 等。 4. 选择适当的比例尺, 用规定的简洁线条和各种运动副符号, 将机构运动简图画出来。
二、运动副
机构的组成
• 运动副：指两构件直接接触并能产生相对 运动的联接。
• 由运动副的定义可以看出运动副的根本特 征如下：
• 〔1〕具有确定的接触外表，并把两构件参 与接触的外表成为运动副元素；
• 〔2〕能产生确定的相对运动。
运动副元素
运动副元素不外乎为点、
线、面。
按运动副接触形式分
机构的组成
线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构 ◆ 机运构动示关意系图的简明图形。
机构的示意图：指为了说明机构构造状况, 不要 求严格地按比例而绘制的简图。
机构的运动简图
• 〔一〕绘制机构运动简图的步骤和方法 • 〔二〕机构运动简图中常用的规定符号 • 〔三〕机构运动简图的识别
机构的运动简图
〔一〕绘制机构运动简图的步骤与方法
机构运动简图的绘制
平面机构和空间机构
• 全部构件都在相互平行的平面内运动 的机构成为平面机构，否则成为空间 机构。
• 目前工程中常见的机构大多属于平面 机构，因此，本课程只争论平面机构。
➢§1 机构的组成 ➢§2 机构的运动简图
§1 机构的组成
机构是传递运动和力或者导引构件上的点按给定轨迹运动的 机械装置。机构的组成要素为构件和运动副
: 1.恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投 影面。 2.分析机构的组成及运动状况，确定机构中的机架、原动局部、传动局部和执行局 部，以确定构件和运动副的数目。 3.循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类 型和数目;还应确定与机构运动特性相关的 运动要素：运动副间的相对位置；如转动 副中心的位置和移动副导路的方位；高副的廓线外形，包括其曲率中心和曲率半径 等。 4. 选择适当的比例尺, 用规定的简洁线条和各种运动副符号, 将机构运动简图画出来。
平面机构的运动简图及自由度
唧筒机构
01
回转柱塞泵
02
缝纫机下针机构
机构模型
2-3 平面机构的自由度
平面机构自由度的计算公式 一个不受任何约束的构件在平面运动中有三个自由度具有n个活动构件的平面机构，若各构件之间共构成PL个低副和PH个高副，则它们共引了(2PL+PH)个约束，机构的自由度F显然为: (2-1) 这就是平面机构自由度的计算公式，也称为平面机构结构公式。
x
y
z
x
y
A
返回
空间自由度数为6
平面自由度数为3
常见的虚约束有以下几种情况
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. 当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。
机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。如图所示的行星轮系具有两个虚约束
C:复合铰链
B
A
C
推土机机构
F=3*5-2*7=1
锯木机机构
F=3*8-2*11-1=1
平炉渣口堵塞机构
F=3*6-2*8-1=1
测量仪表机构
F=3*6-2*8-1=1
PART 1
缝纫机送布机构
F=3*4-2*4-2=2
PART 1
作业：23页 第2-6题 c)、e ) 、f )
01
原动件 运动规律已知的活动构件
02
从动件 随原动件的运动而运动的构件。其中输出机构预期运动规律的从动件为输出构件
如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加构件来连接这两个点，则将会引入一个虚约束。
计算自由度
常用机构运动简图
圆锥凸轮
双曲面凸轮
基本符号
可用符号
凸轮从动杆
名称
尖顶从动杆
曲面从动杆
滚子从动杆
平底从动杆
基本符号
槽轮机构和棘轮机构
名称
槽轮机构
外啮合
内啮合
基本符号及可用符号
名称
棘轮机构
外啮合
内啮合
基本符号及可用符号
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常用机构运动简图
机构构件的运动
名称
单向运动
具有停留的单向运动
具有局部反向的单向运动
往复运动
在两个极限位置停留的往复运动
运动终止
基本符号
直线运动回转运动
运动刷
名称
回转副
棱柱副
（移动副）
螺旋副
圆柱副
球销副
球面副
基本符号
多杆构件及其组成部分
名称
单副元素构件
双副元素构件
基本符号及可用符号
平面机构
构件是回转副的一部分
机架是回转副的一部分
连杆
曲柄（或摇杆）
偏心轮
导杆
滑块
多杆构件及其组成部分
基本符号及可用符号
空间机构
单副元素构件
双副元素构件
构件是回转副的一部分
机架是回转副的一部分
连杆
曲柄（或摇杆）
偏心轮
导杆
滑块
多杆构件及其组成部分
名称
三副元素构件
机构示例
基本符号及可用符号
凸轮机构
名称
盘形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮
移动凸轮
空间凸轮
圆柱凸轮
双曲面凸轮
基本符号
可用符号
凸轮从动杆
名称
尖顶从动杆
曲面从动杆
滚子从动杆
平底从动杆
基本符号
槽轮机构和棘轮机构
名称
槽轮机构
外啮合
内啮合
基本符号及可用符号
名称
棘轮机构
外啮合
内啮合
基本符号及可用符号
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常用机构运动简图
机构构件的运动
名称
单向运动
具有停留的单向运动
具有局部反向的单向运动
往复运动
在两个极限位置停留的往复运动
运动终止
基本符号
直线运动回转运动
运动刷
名称
回转副
棱柱副
（移动副）
螺旋副
圆柱副
球销副
球面副
基本符号
多杆构件及其组成部分
名称
单副元素构件
双副元素构件
基本符号及可用符号
平面机构
构件是回转副的一部分
机架是回转副的一部分
连杆
曲柄（或摇杆）
偏心轮
导杆
滑块
多杆构件及其组成部分
基本符号及可用符号
空间机构
单副元素构件
双副元素构件
构件是回转副的一部分
机架是回转副的一部分
连杆
曲柄（或摇杆）
偏心轮
导杆
滑块
多杆构件及其组成部分
名称
三副元素构件
机构示例
基本符号及可用符号
凸轮机构
名称
盘形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轮
移动凸轮
空间凸轮
圆柱凸轮
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4
3
2
5
1
1
当凸轮1绕回转轴以角速度ω 1逆时 针回转时，从动件2沿机架导轨作往 复移动。
e
【思考与练习】
1.了解机构的组成要素。 2.了解运动副的分类。 3.了解构件的类型。
4.以抽水机构？找出其中的固定件， 原动件，从动件，及其中的 运动副类型。
元素：点、线、面。
2、运动副的分类
转动副 低副 移动副 螺旋副 点接触
运动副
高副
线接触
（1）低副是指两构件以面接触组成的运动副。低副可分为： 转动副：两构件间只能产生相对转动 的运动副。又称回转副或铰链。 （ 转动 ） 移动副：两构件间只能产生相对移动 的运动副。（直线运动） 螺旋副：两构件间只能产生相对螺旋 传动的运动副。
模块一 机构的组成 和机构运动简图
主讲 覃菊梅
课件制作
覃菊梅
回顾旧知识: 1.机器 2.机构 3.构件 4.零件
主要内容
课题一 机构的组成
课题一 机构的组成
知识点：(重点） 运动副的概念及分类 机构的组成要素 技能点：（难点） 掌握分析机构的方法，学会分析机构的组成。
回顾旧知识 1.机器 2.机构 3.构件 4.零件
注：任何一个机构中，必有一个构件相对的看作固定 件。即在任一机构中有且只有一个固定件。
机构的组成： 机构=机架＋原动件＋从动件
一个
一个或几个
若干
分析机构组成的方法
1.找出机构中的构件数，找出机架、 原动件、从动件。 2.分析构件间组成的运动副形式。
【课题落实】
该凸轮机构主要由凸轮1 、从动件 2和机架3组成。滚子5的作用是为了 减少从动件2和凸轮1之间的摩擦力。 弹簧4的作用是使滚子5与凸轮1在机 构运动时始终保持接触。 凸轮1与机架3通过转动副相连； 凸轮1与滚子5通过凸轮副（高副） 相连；滚子5与从动件2通过转动副 连接；从动件2与机架通过移动副连 接。
模块一 机构的组成及机构运动简图
结束
【课题引入】
如图所示为一典型的凸轮机 构，试分析该机构由那几个构件 组成，各构件间是怎样连接的。 其工作原理如何。
3
2
【课题分析】
要正确分析该机构的组成 及工作原理，必须首先了解机 构的组成要素，了解构件及运 动副的分类。
1
1
e
【相关知识】
1、运动副
一、运动副及其分类
两构件之间直接接触并能产生一定形式的相对运动的可动 联接。三个条件缺一不可。
（2） 高副是指两构件通过点或线接触组成的运动副。
凸轮副
齿轮副
二、机构的组成
机构的组成要素为：构件和运动副。
机构中的构件按其运动性质可分为三类：
（1） 固定件 ：用来支承活动构件的的构件，又称机架。
如各种机床的床身是机架。
(2) 原动件 :运动规律已知的活动构件，他的运动由外界提 供。如内燃机中的活塞。 （3） 从动件 ：随原动件的运动而运动的活动构件。