运动副及其分类教学文案
运动副及其类型约束力与受力图PPT课件
❖ 一个构件作独立运动的 可能性——自由度。
❖ 平面自由构件有三个自 由度
1. 沿x方向移动 2. 沿y方向移动 3. 在平面（xoy）内转动
一、构件的自由度
❖ 空间自由构件有六个自由 度
1. 沿x方向移动 2. 绕x轴转动 3. 沿y方向移动 4. 绕y轴转动 5. 沿z方向移动 6. 绕z轴转动
学问题的关键。 ❖ 画受力图的一般步骤为 ❖ 1．据题意确定研究对象，并画出研究对象的分离体简图。 ❖ 2．在分离体上画出全部已知的主动力。 ❖ 3．在分离体上解除约束的地方画出相应的约束反力。
三、受力分析与受力图
❖ （四）举例讲解 （例1-1）
1、明确研究对象，画出研究对象的分离体简图 2、画出全部已知的主动力 3、解除约束，画出相应的约束反力
体中分离出来，并画出其受力图。我们就将这种 因解除了约束，而被人为认为成自由体的构件称 为分离体。将分离体上所受的全部主动力和约束 反力以力矢表示在分离体上，如此所得到的图形， 就称为受力图。
三、受力分析与受力图
❖ （三）受力分析及画受力图的一般步骤 ❖ 恰当地选取研究对象，正确地画出构件的受力图是解决力
二、运动副与约束
❖1. 运动副与约束 ❖ 运动副：构件和构件之间既要相互连接（接触）
在一起，又要有相对运动。而两构件之间这种可 动的连接（接触）就称为运动副。 ❖ 运动副元素：两构件上直接参加接触构成运动副 的部分。
二、运动副与约束 活塞与气缸
发动机 运动副
连杆与曲轴
二、运动副与约束
❖1. 运动副与约束 ❖ 当两个作平面运动的构件组成运动副之后，由于
大小未知
约束力通过铰链 的正交分
中心，大小、方 向均未确定。其
运动副
A．螺旋接触
B．凸轮接触
C．带与带轮接触 D．活塞与缸壁接触。
2．效率较低的运动副接触形式是______。
A．齿轮接触
B．凸轮接触
C．螺旋接触
D．滚动轮接触。
3．车轮在钢轨上滚动，车轮与钢轨形成的是______。
A．低副
B．高副
C．转动副
D．移动副
三、判断（在题目括号内，对的打“√”，错的打“×”。）
运动副
❖两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的 可动连接。
运动副
运动副的分类
根据运动副中两构件的接触形式不同，运动 副可分为低副和高副。
运动副
低副：两构件之间作面接触 高副：两构件之间作点或线的接触
转动副 两构件接触处只允许做相对转动
低副
移动副 两构件接触处只允许做相对移动
螺旋副 两构件只能沿轴线做相对螺旋运动
（）
四、分析 1．分析图所示单缸内燃机中有哪几个运动副？
1
2凸轮和从动杆组成。 试分析有几个运动副？它们各属于何种运动副？
思考与作业
思考题：
从日常生活和生产实践中，寻找几个高副和低副的应用实 例。
作业
机械基础
低副表示方法
转动副
移动副
螺旋副
高副：两构件之间作点或线的接触。
低副与高副的特点
低副：接触面一般为平面或圆柱面，容易 制造和维修，承受载荷时单位面积压力较 低，因而低副比高副的承载能力大。低副 属滑动摩擦，摩擦损失大，因而效率较低 ；此外，低副不能传递较复杂的运动。
高副:做点或线的接触，承受载荷时单位面 积压力较高，两构件接触处容易磨损，寿 命短，制造和维修也困难。但高副能传递 较复杂的运动。
机械基础电子教案——构件、运动副与平面机构
机械基础电子教案6.1 构件、运动副与平面机构【课程名称】构件、运动副与平面机构【教学目标与要求】一．知识目标了解运动副类型、构件和运动简图。
二．能力目的1．能够判断低副和高副的不同，区分构件和零件。
2．能读懂机构运动简图。
三．素质目标了解运动副的作用，读懂机构运动简图，了解机构的传动过程。
四．教学要求熟悉低副和高副的结构，了解构件和零件的不同，能读懂机构运动简图。
【教学重点】低副和高副的结构特点，机构运动简图。
【难点分析】机构运动简图的表示法。
【教学方法】讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。
【学生分析】从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。
同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。
在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。
【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】一．开始常用机构一章的学习，机构的特点是运动的，所以要从运动的角度出发来研究和分析机构，这样就比较容易理解掌握。
要习惯于机构简图的表示内涵及它表示的构件运动特点。
如书中图6－9、10所示。
机构的种类很多，本书只介绍平面连杆机构，凸轮机构和间歇运动机构，其共同特点是将主动件连续的匀速转动通过机构转化成断续或不均运的各种运动型式，以满足实际工作场合的需求。
二．新课讲授1．首先要和学生共同回忆机构的定义，即构件的组合与构件之间具有相对的运动，如果没有相对的运动，就不成机构。
接着要讲明连杆的含义，即长度与横截面之比值较大才成为杆，杆之间用运动副（如销轴或滑道）连接。
然后再介绍何为平面，即四个杆件的运动都在一个平面内或者在相互平行的平面内才称之为平面连杆机构。
开始讲授时，一定要把基本概念阐述严密完整。
高低运动副的区别在于是面或是点线接触，多举例说明，如板擦与黑板之间是面接触，而粉笔与黑板是点接触；滚动轴承是点线接触的高副连接，滑动轴承的曲面接触的低副连接。
机械运动复习教案：熟悉运动副的常用分类和特点
机械运动复习教案：熟悉运动副的常用分类和特点一、引言机械运动是现代机械工程的基础，通过机械运动可以完成各种机械设备的操作和工作。
机械运动副则是机械运动的基本构造单元，是指在机械系统中根据一定规律变化的相对两个零件之间的运动。
要想深入了解机械运动，就必须对机械运动副的分类和特点有所了解。
二、机械运动副的分类1. 平面副：也称为平动副，是指两个运动副之间的运动是沿着平面进行的。
例如，推力滑块机构、平面四杆机构等等。
2. 圆柱副：也称为旋转副，是指两个运动副之间的运动是沿着圆周进行的。
例如，平面摆线机构、齿轮传动机构等等。
3. 球面副：也称为全向副，是指两个运动副之间的运动是沿着球面进行的。
例如，万向节机构、球面四杆机构等等。
4. 摆线副：也称为万向副，是指两个运动副之间的运动是沿着摆线进行的。
例如，行星摆线传动机构、正弦摆线传动机构等等。
5. 蜗轮副：也称为螺旋副，是指两个运动副之间的运动是沿着蜗杆和蜗轮进行的。
例如，蜗轮蜗杆传动机构、蜗杆导杆机构等等。
三、机械运动副的特点1. 运动副中的两个零件，一个是动件，一个是定件。
2. 运动副中，动件和定件必须有至少一点相对连接。
3. 运动副构成之前，需要进行设计，以确保运动副的正确性和合理性。
4. 运动副的设计和制造时，需要考虑到机械工程的相关知识，包括机械力学、材料力学、热力学和机械加工技术等等。
5. 运动副的性能和使用寿命，直接决定了整个机械系统的可靠性和效率。
四、结论机械运动副是机械运动的基本构造单元，不同的运动副有不同的特点和用途。
在设计和制造机械设备时，需要根据具体的机械工艺要求和使用情况，选择合适的运动副，以确保机械设备的高效稳定运行。
了解机械运动副的分类和特点，是机械工程专业人员必备的专业知识。
1-1 运动副及其分类
B
1
2
E 4
C
3 D
F
F 3n 2Pl Ph 3 3 2 4 1
机构中的虚约束常发生在下列情况： 1、若两构件上的点，铰接前后运动轨迹相重合
则该联接将带入1个虚约束。
如：平行四边形机构、火车轮、椭圆仪等。
2、两构件在多处接触而构成性质相同的运动副 1）两构件在多处接触而构成移动副， 且移动方向彼此平行或重合，则只能算 一个移动副。 D
1.复合铰链 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。
复合铰链
由m个构件在一处组 成轴线重合的转动副。实 ？ F=3 × 5-2 × 6=3 际上有（m-1）个转动副。
m ——构件数。
F=3×5-2×7=1 √
1.复合铰链
例题：计算机构自由度
如图所示F、B、D、C处是复合铰链
F=3×7-2×10=1
例；汽车、火车、轮船、飞机等
4）信息机器 用来获取或处理信息 例：摄象机、复印机、印刷机、打印机、绘图机等
机构
它是一个具有相对机械运动的构件系统，用来传递 与变换运动和动力装置。它是机器的重要组成部分。
机器与其它装置的主要区别是：
机器：是执行机械的装置，用来变换或传递能量， 物料和信息。机器由若干机构组成。
例：轴1与轴承2的配合 例：滑块1与导轨2的接触 例：两齿轮轮齿的啮 合
运动副元素： 圆柱面、圆孔面
运动副元素： 棱柱面、棱孔面
运动副元素： 两齿廓曲面
二、运动副的分类
两个构件在平面用运动副联结前共有六个独立的相对运动。 构件用运动副联结后，彼 此的相对运动受到某些约束。 约束：对独立运动的限制。
模块一 机械设计基础知识
机械基础机构运动副与平面机构教案
机械基础机构运动副与平面机构教案一、教学目标1. 理解运动副的概念及其在机械中的作用。
2. 掌握平面机构的分类及其特点。
3. 学会分析平面机构的自由度。
4. 能够运用运动副和平面机构的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 运动副的定义及其分类2. 运动副在机械中的作用3. 平面机构的分类及其特点4. 平面机构的自由度分析5. 运动副和平面机构在实际中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：运动副的概念、分类及其作用；平面机构的分类、特点和自由度分析。
2. 教学难点：运动副的配合原理；平面机构的自由度计算。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解运动副和平面机构的基本概念、原理和应用。
2. 利用多媒体演示，直观展示运动副和平面机构的运动过程。
3. 案例分析，让学生通过实际案例理解运动副和平面机构在机械中的作用。
4. 课堂讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题。
五、教学过程1. 引入：讲解运动副的概念，引导学生了解运动副在机械中的重要性。
2. 讲解：详细介绍运动副的分类、作用以及配合原理。
3. 过渡：引出平面机构的概念，让学生了解平面机构与运动副的关系。
4. 讲解：讲解平面机构的分类、特点及其在机械中的应用。
5. 重点：详细讲解平面机构的自由度分析方法，引导学生掌握自由度计算。
6. 案例分析：分析实际案例，让学生运用运动副和平面机构的知识解决问题。
7. 课堂讨论：引导学生主动思考、提问和解决问题。
8. 总结：对本节课的内容进行总结，强调运动副和平面机构的重要性。
9. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
10. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对运动副和平面机构概念的理解程度。
2. 练习题：布置针对性的练习题，检查学生对运动副配合原理和平面机构自由度计算的掌握情况。
3. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，了解其运用运动副和平面机构知识解决实际问题的能力。
运动副概念及其分类
运动副概念及其分类
嘿，朋友们！今天咱来唠唠“运动副”这个超有意思的概念！运动副啊，就好比是机器里的小关节，让各个零件能顺畅地动起来。
比如说自行车的链条和链轮，它们就是一个典型的运动副例子。
运动副可以分成好多类呢！先来说说低副吧，这就像两个好朋友紧紧地
贴在一起合作，比如滑动轴承，那就是面与面的亲密接触呀！你想啊，要是没有这种亲密的合作，机器还能正常运转吗？肯定不行啊！
还有高副呢，就像是两个人手指尖轻轻触碰，传递着力量和动作。
像凸
轮机构，就是这种巧妙的高副例子。
高副虽然接触面积小，但作用可大着呢，能让机器做出各种精妙的动作，神奇吧！
再说说螺旋副，这就如同拧螺丝一样，一圈一圈地传递着力量和运动。
哎呀，这种独特的方式简直太酷了！就好像是在变魔术，让能量不断地传递下去。
咱好好想想，要是没有这些不同类型的运动副，那这个世界会变成啥样？机器都没法正常工作了，那得多糟糕啊！所以说，运动副虽然不起眼，但真的超级重要呢！
总之，运动副是机械世界里不可或缺的一部分，它们让各种设备能高效地运行。
我们可不能小瞧了它们，要像珍惜好朋友一样珍惜它们呀！懂了不？。
运动副及其分类教案
运动副及其分类教案南京江宁中等专业学校运动副及其分类南京江宁中等专业学校李云娟教学对象 10机械2班班级人数 46人授课学时 2课时通过学习，学生能够掌握运动副的概念及分类;学会绘制简单的平面机构运动简图的绘制，帮助他们对机构运动的了解。
教学目标知识技能态度1、掌握运动副的概念及分类; 1、会判断运动副的类型; 逐步养成学生自己观察、比较和思考的习惯。
2、会绘制简单平面机构运动简图; 2、会分析平面机构的运动;教学重点重点:运动副的分类及识别;与难点难点:简单平面机构运动简图的绘制。
教学方法问答、讲授、图示、分析、演示、讨论、总结教学资源 PPT、学案讲义一、以学生为中心，让学生觉得将要学习的知识离自己很近。
学生的新知识主要是通过学生在已有的知识体系上“构建”的，不是重新建立的。
所以在《机械基础》的教学中我特别注意从学生的生活中或是他们已有的知识体系中,寻找突破口，让学生有自信能够把今天要学的学好。
再从课堂中充分调动学生学习的主动性和积极性，让学生愿学、乐学，才能真正提高学习的实效。
在设计教学时，牢牢地抓住这一教学思想，并且力求在各个教学环节中体现出来。
如:引入时，选取“公交车车门启闭装置”分析，让学生对马上要学习的知识感觉不陌生，让他们有信心将今天所学的知识学完，通过设问引导学生思考，将比较陌生的知识变为生活中碰到的现象的再学习。
同时，因为是平常并未引起学教学生关注的例子，让学生重新了解，他们会更感兴趣，愿意去学，自己想学。
整个课堂会有对设计话有交流，提高学习实效。
说明二、注重课堂引导，逐步养成学生自己观察、比较和思考的习惯。
我所面对的是初中刚毕业的一群调皮的男生，在平时的学习中，他们已经养成了要老师灌自己才会去学点的习惯。
碰到专业课理论性较强的内容时，他们往往会不加思考就退缩。
《机械基础》是后续专业课程的基础，我希望在课堂中多去引导学生看到生活中应用的实物，再去观察、比较和思考。
让他们对所要学习的课程有兴趣，在兴趣的基础上多看多想，从而养成自己观察、比较和思考的习惯。
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C
摇杆
B
摇杆
连杆
连杆
CC
摇 杆 曲柄
B
曲柄
A
机架
D A
曲柄摇杆机构
机架
D
双摇杆机构
A
D
机架
双曲柄机构
曲柄存在的条件：
（1）杆长之和条件：最短杆与最长杆长度之和小于或 等于其它两杆长度之和。
（2）最短杆条件：连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
注意：铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多 边形条件：最长杆的杆长 其余三杆长度之和。
1、转动副（铰链）
机构示意图：是 用特定的构件和 运动副符号表示 机构的一种简化 示意图，仅着重 表示结构特征。 （不需按比例）
2、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。
3、高副
运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子， 习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。
运动副及其分类
构件
1 构件、运动副与平面机构 2 平面四杆机构 3 凸轮机构
§6-1构件、运动副与平面机构
机构
√ 平面机构 所有构件均在同一平面或在几个 相互平行的平面内运动
空间机构 至少有两个构件能在三维空间中相
对运动。
1 运动副及其分类
定义: 两个构件直接接触并能产生一定相对运动的可动连接。 如轴承与轴颈、滑块与导轨、齿轮与齿轮等。
解：1、判断是否满足杆长条件：
AB＋AD＝330 ＞ BC＋CD＝325
则不满足杆长条件，所以此机构为 双摇杆机构
课堂练习
一、曲柄摇杆机构
两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆， 则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。
B 连杆
曲柄
C
解：1、a＋b＝850＜ c＋d＝950
2、确定机构类型 ①杆a为机架：最短杆a 自身为机架，则可得到 双曲柄机构； ②杆b为机架：最短杆a为连架杆，则可得到曲柄摇杆机构； ③杆c为机架：最短杆a为连杆，则可得到双摇杆机构。
2、如图所示铰链四杆机构中， 已知AB＝130mm，BC＝150mm， CD＝175mm，AD＝200mm，若取 AD为机架，试判断此机构属于哪一 种类型？
型式之一，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而 成的。
1、铰链四杆机构的组成
1）定义：由4个杆件通过铰链（转动副）链接而成的机构。 2）组成：机架、连架杆（曲柄或摇杆）、连杆。
机架：机构的固定构件； 连杆：不直接与机架连接的构件； 连架杆：与机架用转动副相连接的构件； 连架杆可分为： 曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆； 摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动的连架杆。
机构要素构 运件 动副
构件系统
要点：a）两个构件
b）直接接触
c）有相对运动
三个条件缺一不可。
运动副元素: 构件直接接触构成的运动副表面。为点、线、面形式。
运动副的分类
低副
按运动副元素接触情况的不同 高副
低副：运动副元素为面接触。
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
固定铰链转动副
活动铰链转动副
任务一：找出下列三个机构中的机架、连架杆和连杆
图1
机架： 连架杆： 连杆：
45 60、90 85
图2
机架： 65 连架杆：80、100 连杆： 50来自图3机架：90
连架杆： 100、120
连杆：
60
2、铰链四杆机构的形式
在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动，可将铰链四杆机 构分为：
B 连杆
曲柄
其余活动构件，其活动取决于原动件的 运动规律及机构的组成情况。
（1）具有转动副的构件
（2）具有移动副和转动副的构件
3 平面机构运动简图
定义： 运用国际规定的简单符号和线条代表运 动副和构件，并按一定比例尺表示机构各构 件间相对运动关系的简图。
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
一、运动副的表示方法
3、选择投影面
4、比例尺1：1
曲轴2
BA
机架1
动颚3 D
C
肘板4
2
B
A
3
1
C
4
D
§6-2 平面四杆机构
➢ 平面连杆机构：由若干构件和低副组成的平面机构
➢连杆机构：可以实现预期的运动规律及位置、轨迹等要求。 ➢连杆机构——用低副联接构件组成的机构，又称低副机构。
平面四杆机构： 全部用转动副相连的铰链四杆机构。它是平面四杆机构的基本
(2) 移动副：只允许两构件作相对移动。
◆高副：运动副元素为以﹏点或线接触
点接触
凸轮副
齿轮副
线 接 触
空间运动副
若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
2 构件
将运动链的某一构件固定，使之有确定运动。运动链机构。
机架
机构
原动件
从动件
固定构件
按给定运动规律独立运 动的构件。
摇杆
A
机架 D
曲柄摇杆机构
➢ 可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的 运动转换。
雷达天线俯仰机构
➢ 可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的 运动转换。
搅拌机
➢ 可以将摇杆的摆动转换为曲柄的整周回转运动。
汽车车窗雨刷机构
缝纫机
二、双曲柄机构
两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
惯用画法（GB4460-84机构简图符号）
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
工作原理：
电动机
带传动
偏心轴转动
动颚板摆动，与定 颚板一起压碎物料
1、工作原理
1 —机架 2 —曲轴（原动件） 3 —动颚 4 —肘板
2、运动副
1与2在A回转副 2和3 在B回转副 3与4在C回转副 4与1在D回转副
你会判断由不同杆作机架时四杆机构属于 哪种机构么？
a 、 b 、 c 、 d ( 长 a b 度 c d )
Y
adbc
N 双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
课堂练习
图1
1、如图1中，若a＝250mm，b＝600mm， c＝400mm，d＝550mm，取杆a为机架 时可得什么机构；取杆b为机架时可得什 么机构；取杆c为机架可得什么机构？
2、如图2所示铰链四杆机构中，已知AB＝ 130mm，BC＝150mm，CD＝175mm， AD＝200mm，若取AD为机架，试判断此 机构属于哪一种类型？
图2
课堂练习（校对）
1、左图中，若a＝250mm，b＝600mm， c＝400mm，d＝550mm，取杆a为机架 时可得什么机构；取杆b为机架时可得什 么机构；取杆c为机架可得什么机构？