机械设计基础第二章
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机械设计基础第二章--常用机构介绍
4—机架 1，3—连架杆→定轴转动 2—连杆→平面运动 整转副：二构件相对运动为
整周转动。
摆动副：二构件相对运动不 为整周转动。
曲柄：作整周转动的连架杆
摇杆：非整周转动的连架杆
C
2
B
3
1
A
D
4
二、平面四杆机构的常用形式
1、曲柄摇杆机构
（构件4为机架、构件2为机架）
2、双曲柄机构
}全回转副四杆机构
(二)曲柄为最短杆。 ▲铰链四杆机构存在曲柄的条件是：
(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其 余两杆长度之和。
(二)机架或连架杆为最短杆。
4、曲柄滑块机构 二、平面四杆机构的内部演化:
第二节 凸轮机构
一、凸轮机构的组成与分类： 运动方式：将主动凸轮的连续转动或
移动转换成为从动件的移动或摆动。 分类：1、形状
①盘形凸轮机构——平面凸轮 机构
②移动凸轮机构——平面凸轮 机构
③圆柱凸轮机构——空间凸轮 机构
2、运动形式
按从动件的运动型式：
①尖底从动件：用于 低速；
②滚子从动件：应用 最普遍；
③平底从动件：用于 高速
O
r0
1 2 3
4
5
6 7 8
二、从动件的常用运动规律
从动件的运动规律——从动件在工作过程中， 其位移（角位移）、速度（角速度）和加 速度（角加速度）随时间（或凸轮转角） 变化的规律。
长 几何形状简单——便于加工，成本低。 3、缺点： ①只能近似实现给定的运动规律； ②设计复杂；
③只用于速度较低的场合。
由转动副联接四个构
件而形成的机构，称为铰 链四杆机构，如图所示。 图中固定不动的构件是机 架；与机架相连的构件称 为连架杆；不与机架直接 相连的构件称为连杆。连 架杆中，能作整周回转的 称为曲柄，只能作往复摆 动的称为摇杆。根据两连 架杆中曲柄(或摇杆)的数 目，铰链四杆机构可分为 曲柄摇杆机构、双曲柄机 构和双摇杆机构。
机械设计基础第二章
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束， 称为虚约束。计算机构自由度时，应除去不计。 虚约束常出现在下列场合: (1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。 ①两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按 一个转动副计算。
两构件组成多个运动副
平面机构的自由度
•掌握自由度与约束的概念。
•掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。
•会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1
自由度和约束的概念
2.3.2
机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3
复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1
1 自由度
自由度和约束的概念
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。 任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计，
即 F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
机车车轮联动机构中的虚约束
2.3.3
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
例2-3 计算图所示筛料机构的自由度。 机构中n=7，PL=9，PH=1，其自由度为
F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2
运动副 转动 副 低 副
自
由
度
约
束
构件2可以绕与XOY平面 构件2沿着X轴和Y轴两个 垂直的Z轴转动，自由度 方向的移动受到限制，约 为1。 束数为2。
构件2可以沿着X轴方向 的移动，自由度为1。
移动 副
构件2沿着Y轴方向的移动 和绕与XOY平面垂直的Z轴 转动受到限制，约束数为2。
复合铰链、局部自由度和虚约束
机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束， 称为虚约束。计算机构自由度时，应除去不计。 虚约束常出现在下列场合: (1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。 ①两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按 一个转动副计算。
两构件组成多个运动副
平面机构的自由度
•掌握自由度与约束的概念。
•掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。
•会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1
自由度和约束的概念
2.3.2
机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3
复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1
1 自由度
自由度和约束的概念
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。 任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计，
即 F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
机车车轮联动机构中的虚约束
2.3.3
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
例2-3 计算图所示筛料机构的自由度。 机构中n=7，PL=9，PH=1，其自由度为
F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2
运动副 转动 副 低 副
自
由
度
约
束
构件2可以绕与XOY平面 构件2沿着X轴和Y轴两个 垂直的Z轴转动，自由度 方向的移动受到限制，约 为1。 束数为2。
构件2可以沿着X轴方向 的移动，自由度为1。
移动 副
构件2沿着Y轴方向的移动 和绕与XOY平面垂直的Z轴 转动受到限制，约束数为2。
机械设计基础第二章
第2章平面连杆机构2.1平面连杆机构的特点和应用连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构，又称为低副机构。
在连杆机构中，若各运动构件均在相互平行的平面内运动，称为平面连杆机构；若各运动构件不都在相互平行的平面内运动，则称为空间连杆机构。
平面连杆机构被广泛应用在各类机械中，之所以广泛应用，是因为它有较显著的优点：（1）平面连杆机构中的运动副都是低副，其构件间为面接触，传动时压强较小，便于润滑，因而磨损较轻，可承受较大载荷。
（2）平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单（圆柱面或平面），易于加工。
且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠。
（3）平面连杆机构中的连杆曲线丰富，改变各构件的相对长度，便可使从动件满足不同运动规律的要求。
另外可实现远距离传动。
平面连杆机构也存在一定的局限性，其主要缺点如下：（1）根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂，精度不高。
（2）运动时产生的惯性力难以平衡，不适用于高速的场合。
（3）机构中具有较多的构件和运动副，则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差，影响机构的运动精度，机械效率降低。
所以不能用于高速精密的场合。
平面连杆机构具有上述特点，所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。
如鹤式起重机传动机构（图2-1），摇头风扇传动机构（图2-2）以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。
图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构2.2平面连杆机构的类型及其演化2.2.1 平面四杆机构的基本形式全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆机构，如图2-3所示。
机构的固定件4称为机架；与机架相联接的杆1和杆3称为连架杆；不与机架直接联接的杆2称为连杆。
能作整周转动的连架杆，称为曲柄。
仅能在某一角度摆动的连架杆，称为摇杆。
按照连架杆的运动形式，将铰链四杆机构分为三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
机械设计基础第二章
第2章平面机构运动简图及自由度计算机械是替代人类完成各项体力劳动甚至脑力劳动的执行者。
在各种新型机械的设计初期，首先需要采用机械系统运动简图来对比各种运动方案及工作原理，一边从中选出最佳的设计方案。
然后再按照运动要求确定及其各组成构件的主要尺寸，按照强度条件和工作情况确定机构个部分的详细结构尺寸。
机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容，正确、合理地设计机械系统简图，对于满足机械产品的功能要求，提高性能和质量，降低制造成本和使用费用等是十分重要的。
机械系统要完成比较复杂的运动，一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来，因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。
机械系统的运动简图是用规定的符号，绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。
一般某机构可分为平面机构和空间机构。
平面机构是指各运动构件均在同意平面或相互平行平面内运动的机构。
空间机构是指虽有的机构不完全是相互平行的平面内运动的机构。
本章将着重介绍机构的结构分析。
第一节机构的组成构件任何机器都是由若干个零件组装而成的。
构件是指组成机械的各个相对运动的单元。
构件和零件的概念是有区别的。
构件是机械中的运动单元体，零件则是机械中不可拆分的制造单元体。
构件可以是一个零件，也可以是由两个或两个以上的零件组成。
如图2-1所示的内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、轴套、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母等零件组成的，这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体在发动机内部作往复运动相互之间并不产生相对运动，因此连杆可以看做一个构件。
因此，从运动角度来看，任何机器都是许多独立运动单元组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。
从加工制造角度来看，任何机器都是由许多独立制造单元体组合而成的，这些独立制造单元体称为零件。
通常，为了完成同一使命而在结构上组合在一起并协同工作的零件称为部件，如联轴器、减速器等。
《机械设计基础》第2章_平面连杆机构解析
0 0
由上式可知，机构的急回程度取决于极位夹
角θ的大小。θ角越大，K值越大，机构的急回程
度也越高，但机构运动的平稳性就越差。反之反 然。 一般机械中1≤K≤2。
5.连杆机构具有急回特性的条件
⑴ 输入件等速整周转动；
⑵ 输出件往复运动；
⑶ 极位夹角
。 0
6.常见具有急回特性的四杆机构
二、平面连杆机构的特点及应用
1.平面连杆机构的特点
⑴寿命长 低副联接，接触表面为平面或圆柱面，
压力小；便于润滑，磨损较小。
⑵易于制造 连杆机构以杆件为主，结构简单。 ⑶可实现远距离操纵控制 因连杆易于作成较长
的构件。
⑷可实现比较复杂的运动规律 ⑸设计计算较繁复，当机构复杂时累计误差较大，
2、双曲柄机构
具有两个曲柄的铰链四杆机构。
⑴平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，且曲
柄的转向相同长度也相等的双曲柄机构。 这种机构两曲柄的角速度始终保持相等，且连杆 始终做平动，故应用较广。
运动的不确定性
有辅助构件的重复机构
有辅助构件的错列机构
⑵逆平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，两
含有两个移动副的四杆机构应用实例
2.3 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
设 AB 为曲柄,
由 △BCD :
且 a <d .
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b
以 fmax = a + d ， fmin = d - a b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b 化简后得: a<b 、 a<c 、 a< d 若 d <a d<a、d<b、d<c 代入并整理得：
由上式可知，机构的急回程度取决于极位夹
角θ的大小。θ角越大，K值越大，机构的急回程
度也越高，但机构运动的平稳性就越差。反之反 然。 一般机械中1≤K≤2。
5.连杆机构具有急回特性的条件
⑴ 输入件等速整周转动；
⑵ 输出件往复运动；
⑶ 极位夹角
。 0
6.常见具有急回特性的四杆机构
二、平面连杆机构的特点及应用
1.平面连杆机构的特点
⑴寿命长 低副联接，接触表面为平面或圆柱面，
压力小；便于润滑，磨损较小。
⑵易于制造 连杆机构以杆件为主，结构简单。 ⑶可实现远距离操纵控制 因连杆易于作成较长
的构件。
⑷可实现比较复杂的运动规律 ⑸设计计算较繁复，当机构复杂时累计误差较大，
2、双曲柄机构
具有两个曲柄的铰链四杆机构。
⑴平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，且曲
柄的转向相同长度也相等的双曲柄机构。 这种机构两曲柄的角速度始终保持相等，且连杆 始终做平动，故应用较广。
运动的不确定性
有辅助构件的重复机构
有辅助构件的错列机构
⑵逆平行四边形机构：连杆与机架的长度相等，两
含有两个移动副的四杆机构应用实例
2.3 平面四杆机构的基本特性
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
设 AB 为曲柄,
由 △BCD :
且 a <d .
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b
以 fmax = a + d ， fmin = d - a b+c >a+d 、 b+d >a+c 、 c+d >a+b 化简后得: a<b 、 a<c 、 a< d 若 d <a d<a、d<b、d<c 代入并整理得：
机械设计基础第2章
22
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
2.2 平面汇交力系的平衡
2.2.1 平面汇交力系平衡的几何条件 平面汇交力系平衡的必要与充分条件就是合力等于零， 即
FR=0
(2-7) 或
FR=F1+F2+…+Fn=0
23
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
图2-7 平面汇交力系平衡的几何条件
24
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
36
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
图2-11 扳手工作示例
37
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
实践证明：力使扳手绕O点的转动效应取决于力F的大
小与力臂d的乘积F· d，用符号MO(F)来表示，称为力F对O点 之矩。在平面问题中，力矩是个代数量，规定逆时针转动为 正，顺时针转动为负，即
MO(F)=±F· d
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
第2章 平面汇交力系和平面力偶系
2.1 平面汇交力系的合成 2.2 平面汇交力系的平衡 2.3 力矩与平面力偶系 2.4 力偶及其性质
1
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
2.1 平面汇交力系的合成
2.1.1 平面汇交力系合成的几何法
设在刚体某平面上有一汇交力系F1、F2、F3、…、Fn作 用并汇交于O点，该平面汇交力系的合力FR可用矢量式表 示为
(kN· m)。
(2-9)
在国际单位制中，力矩的单位是牛米，即N· m或千牛米
38
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
2.3.2 合力矩定理
平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩，等于其所 有分力对同一点的力矩的代数和。此定理不仅适用于平面汇 交力系，也适用于平面任意力系。其表达式为
机械设计基础 第二章
图2-7 运动副表示方法
图2-7(d) 至图2-7(i) 表示两个构件组成的移动副；图2-7(j) 表示两个构件组成的高副，画高副简图时应画出两构件接触处 的曲线轮廓。
图2-7 运动副表示方法
2. 构件的表示方法
机构运动简图中构件表示方法如图2-8所示。其中，图28(a) 为具有两个转动副的构件；图2-8(b)为具有一个转动副和一 个移动副的构件；图2-8(c)为具有3个转动副的构件；图2-8(d) 为3个转动副的中心均在一条直线上。
3. 虚约束
在机构中与其他约束重复而不起限 制运动作用的约束称为虚约束。在计算 机构自由度时，应当除去不计。
【例2-5】如图2-17所示为机车车轮联动机构，
LAB LCD LEF， LBC LAD， LCE LDF 。在此机构中 n 4， PL 6， PH 0 ，所以其机构自由度为
图2-16 局部自由度
在计算机构的自由度时应预先将转动副C 和构件3除去不计， 如图2-16(b) 所示，设想将滚子3与从动件2固连在一起，作为一
个构件来考虑。此时该机构中，n 2， PL 2， PH 1
其机构的自由度为：
F 3n 2PL PH 32 22 11
即此凸轮机构只有一个自由度,是符合 实际情况的。
(b) 平面四杆构件组合体 图2-11 平面三杆和平面四杆构件组合体
如图2-12(a) 所示五杆铰链构件组合体，其自由度为
F 3n 2PL PH 34 25 0 2
该机构中只有一个主动件，当构件1绕 A 点均匀转动且处于 AB 位置时，构件2、3、4可处于不同的位置(参见图2-12(a)标 出的两个位置)，即这三个构件的运动不确定。
9个转动副)，即 n 8， PL 11 ，所以，该机构的自由度为：
机械设计基础第2章 机械传动装置的总体设计PPT课件
1.tif 图2-1 大带轮尺寸过大的安装情况
1.tif
2.4 总传动比的计算和各级传动比的分配
2Z2.TIF 图2-2 二级齿轮减速器中高速级大齿轮与低速轴相碰的情况
4)对于多级齿轮减速器，为使各级齿轮传动润滑良好，各级大齿轮 直径应接近。
2.5 传动装置的运动和动力参数计算
(1)各轴转速的计算(单位：r／min) (2)各轴功率的计算(单位：kW) (3)各轴转矩的计算(单位：N·m) 1.选择电动机 (1)选择电动机的类型 带式运输机为一般用途机械，根据工作和电 源条件，选用Y系列三相异步电动机。 (2)选择电动机的功率 1)工作机所需要的功率PW按式(2-1)计算 2)电动机所需要的功率P0按式(2-2)计算 3)选择电动机的额定功率PN。 (3)选择电动机转速
表2-3 机械传动的效率概略值
效率η
传动种类
效率η
2.1 传动方案分析
表2-3 机械传动的效率概略值
圆柱齿轮传 动
很好磨合 的6级精度和 7级精度齿轮 (油润滑)
0．98～ 0．99
8级精度的 一般齿轮(油 润滑)
0．97
9级精度的 0．96 齿轮(油润滑)
加工齿的 开式齿轮(脂 润滑)
铸造齿的 开式齿轮
简图
传动比 i==8～15
特点及应用
锥齿轮放在高 速级可使其直径 不致过大，否则 加工困难。锥齿 轮可用直齿或圆 弧齿，圆柱齿轮 可用直齿或斜齿
蜗杆齿轮
i==15～480
将蜗杆传动放 在高速级，可提 高传动效率
2.6 减速器简介
2.6.2 减速器的典型结构 减速器的类型不同，其结构也就不同。
图2-3 一级圆柱齿轮减速器的结构 1—通气器 2—检视孔盖 3—吊环 4—箱盖 5—定位销 6—螺栓
1.tif
2.4 总传动比的计算和各级传动比的分配
2Z2.TIF 图2-2 二级齿轮减速器中高速级大齿轮与低速轴相碰的情况
4)对于多级齿轮减速器，为使各级齿轮传动润滑良好，各级大齿轮 直径应接近。
2.5 传动装置的运动和动力参数计算
(1)各轴转速的计算(单位：r／min) (2)各轴功率的计算(单位：kW) (3)各轴转矩的计算(单位：N·m) 1.选择电动机 (1)选择电动机的类型 带式运输机为一般用途机械，根据工作和电 源条件，选用Y系列三相异步电动机。 (2)选择电动机的功率 1)工作机所需要的功率PW按式(2-1)计算 2)电动机所需要的功率P0按式(2-2)计算 3)选择电动机的额定功率PN。 (3)选择电动机转速
表2-3 机械传动的效率概略值
效率η
传动种类
效率η
2.1 传动方案分析
表2-3 机械传动的效率概略值
圆柱齿轮传 动
很好磨合 的6级精度和 7级精度齿轮 (油润滑)
0．98～ 0．99
8级精度的 一般齿轮(油 润滑)
0．97
9级精度的 0．96 齿轮(油润滑)
加工齿的 开式齿轮(脂 润滑)
铸造齿的 开式齿轮
简图
传动比 i==8～15
特点及应用
锥齿轮放在高 速级可使其直径 不致过大，否则 加工困难。锥齿 轮可用直齿或圆 弧齿，圆柱齿轮 可用直齿或斜齿
蜗杆齿轮
i==15～480
将蜗杆传动放 在高速级，可提 高传动效率
2.6 减速器简介
2.6.2 减速器的典型结构 减速器的类型不同，其结构也就不同。
图2-3 一级圆柱齿轮减速器的结构 1—通气器 2—检视孔盖 3—吊环 4—箱盖 5—定位销 6—螺栓
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2.2.1 机构运动简图的概念
在研究机构运动特性时，为使问题简化，可不考虑构件 和运动副的实际结构，只考虑与运动有关的构件数目、运动 副类型及相对位置。用规定的线条和符号表示构件的运动副， 并按一定的比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸， 这种表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形称为机 构运动简图。
(4)选择适当的比例尺μl=构件实际长度/构件图样长度。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
能力训练案例2-1 ：画出冲床（图2-7(a)）所示的机构运动简图。
能力训练案例2-2 ：画出压力机（图2-8(a)）的机构示意图。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
1
自由度
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。
任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
不严格按比例绘制的机构运动简图称为机构示意图。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形，称为机构运 动简图。“找三件——数数目——量距离——按比例”
平面机构运动简图的绘制步骤： (1)分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件。 (2)由原动件开始，依次分析构件间的相对运动形式，确定运动 副的类型和数目。 (3)选择适当的视图平面和原动件位置，以便清楚地表达各构件 间的运动关系。通常选择与构件运动平面平行的平面作为投影面。
按两构件间接触性质不同，平面运动副通常可分为低副和高副。 (1)低副 两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。
动画
动画
2.1.1 运动副
2
平面运动副的分类
(2)高副 两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。
动画
动画
动画
转动副的常见结构 移动副的常见结构及其符号
4
运动连和机构
第2章 平面机构的运动简图及自由度
学习导航
知识目标：•掌握机构的组成。 •掌握平面机构运动简图的绘制方法。 •掌握机构自由度的计算方法。
能力目标：•会区分运动副的类型。 •会绘制平面机构运动简图。 •会判断机构是否具有确定的运动。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
机械一般由若干个常用机构组成，而机构是由两个以 上具有确定相对运动的构件组成的。
其截面形状可以设计成不同形式，常见的有如图所示的 几种。
杆状构件截面形状
2.1.2 构件
2 具有移动副元素和转动副元素的构件
单缸内燃机构造简图
2.2 平面机构的运动简图
学习要点
•认识平面机构的运动简图。 •掌握机构运动简图的符号及绘画方法。
2.2.1 机构运动简图的概念
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
两个以上的构件通过运动副联接组成的系统称为运动链，分 为闭链和开链两种。
2.1.2 构件
机构中的构件有三类： 机架（或固定构件）：固定不动的构件； 原动件：按给定的运动规律独立运动的构件； 从动件：机构中其他活动构件。
从动件的运动规律取决于原动件的运动规律及运动 副的结构和构件尺寸。
构件的受力状况及运动特点与构件结构尺寸有关，下 面介绍几种常见的构件结构。
(2)偏心轴2与机架1、偏心轴2与动颚3、动颚3与肘板4、肘板4与机 架1均构成转动副，其转动中心分别为A、B、C、D。
选择构件的运动平面为视图平面，图(c)所示的机构运动瞬时位置为 原动件位置。
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
例2-2 绘制如图所示单缸内燃机的机构运动简图。已知LAB =75mm， LBC=300mm。
例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。
动画颚式破碎机主体机构2.2.2 平面机构运动简图的绘制
例2-1 绘制如图所示的颚式破碎机主体机构的运动简图。
解 (1)由图可知，颚式破碎机主体机构由机架1、偏心轴2(如图(b)所示)、 动颗3、肘板4组成。机构运动由带轮J输人，带轮J与偏心轴2固连成一 体(属于同一构件)，绕转动中心A转动，故偏心轴2为原动件。动领3和 肘板4为从动件，动鳄3通过肘板4与机架相连，并在偏心轴2的带动下做 平面运动将矿石打碎，故动颗3和肘板4为从动件。
若组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面中运 动，则称该机构为平面机构。
工程中常见的机构大多属于平面机构，本章仅讨论平 面机构。
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1 机构的组成 2.2 平面机构的运动简图 2.3 平面机构的自由度
2.1 机构的组成
学习要点 •掌握运动副的分类及构件组成。
2.1.1 运动副 2.1.2 构件
2.1.1 运动副
1
运动副的概念
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接。
平面运动副 两构件只能在同一平面内做相对运动的运动副。 机构是具有确定相对运动的多构件组合体，为了传递
运动和动力，各构件之间必须以一定的方式连接起来，并 且具有确定的相对运动。
2.1.1 运动副
2
平面运动副的分类
2.3 平面机构的自由度
学习要点
•掌握自由度与约束的概念。 •掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。 •会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1 自由度和约束的概念
2.3.2 机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3 复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1 自由度和约束的概念
2.1.2 构件
1 具有转动副元素的杆状构件
如图所示，图(a)~图(c)为含有两个转动副元素的杆状构件，图 (d)~图(f)为含有三个转动副元素的杆状构件。杆件的形状主要取决 于机构的结构设计，保证运动时不发生干涉。
杆状构件具有转动副元素的杆状构件
2.1.2 构件
1 具有转动副元素的杆状构件 设计时为了保证杆件受力时具有足够的强度和刚度，
单缸内燃机
单缸内燃机机构运动简图
2.2.2 平面机构运动简图的绘制
解 (1)在内燃机中，活塞为原动件，曲轴AB为工作构件。 活塞的往复运动经连杆BC变换为曲轴AB的旋转运动。
(2)活塞与缸体(机架)组成移动副，与连杆BC在C点组成转动 副;曲轴与缸体在A点组成转动副，与连杆BC在B点组成转动副。
(3)选长度比例尺μl =0.01 m/mm，按规定符号绘制机构运动简 图，如图所示。活塞的大小与运动无关，可酌定。