基本要求:

1、熟練掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法。能夠?qū)嶋H機構(gòu)或機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖繪制成機構(gòu)運動簡圖；能看懂各種復(fù)雜機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖；能用機構(gòu)運動簡圖表達自己的設(shè)計構(gòu)思。2、掌握運動鏈成為機構(gòu)的條件。

3、熟練掌握機構(gòu)自由度的計算方法。能準(zhǔn)確識別出機構(gòu)中存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，計算機構(gòu)自由度。4、掌握機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析的方法。了解高副低代的方法；會判斷桿組、桿組的級別和機構(gòu)的級別。

基本要求:

1、熟練掌握機構(gòu)運動簡圖的繪制方法。1主要內(nèi)容：§1-1研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)§1-3平面機構(gòu)運動簡圖§1-4平面機構(gòu)的自由度§1-5平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析主要內(nèi)容：2§1-1研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的1、在于探討機構(gòu)運動的可能性及其具有確定運動的條件。2、將機構(gòu)按結(jié)構(gòu)加以分類，并按這種分類來建立運動分析和動力分析的一般方法。3、了解機構(gòu)組成原理，指出合理設(shè)計機構(gòu)和創(chuàng)造新機構(gòu)的途徑?！?-1研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的1、在于探討機構(gòu)運動的可能性及其3§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)一、運動副

運動副：兩構(gòu)件直接接觸所形成的可動聯(lián)接。運動副元素：兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成運動副的點、線、面部分?！?-2運動副、運動鏈和機構(gòu)一、運動副4§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)構(gòu)件的自由度：構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目。

約束：運動副對構(gòu)件的獨立運動所加的限制。二、運動副的分類：

1．按運動副的接觸形式分：

低副：構(gòu)件與構(gòu)件之間為面接觸，其接觸部分的壓強較低。高副：構(gòu)件與構(gòu)件之間為點、線接觸，其接觸部分的壓強較高?！?-2運動副、運動鏈和機構(gòu)構(gòu)件的自由度：構(gòu)件所具有的獨立5§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)2．按相對運動的形式分

平面運動副：兩構(gòu)件之間的相對運動為平面運動。

空間運動副：兩構(gòu)件之間的相對運動為空間運動。

平面運動副空間運動副§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)2．按相對運動的形式分

平面6§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)3．按運動副引入的約束數(shù)分類

引入1個約束的運動副稱為1級副，引入2個約束的運動副稱為2級副，引入3個約束的運動副稱為3級副，引入4個約束的運動副稱為4級副，引入5個約束的運動副稱為5級副。4.按接觸部分的幾何形狀分（如圖）§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)3．按運動副引入的約束數(shù)分類7§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)5、自由度、運動副約束理論力學(xué)可知，構(gòu)件作任意復(fù)雜平面運動時，其運動可分解為三個獨立運動：沿x軸的移動，沿y軸的移動和繞垂直于XOY平面的軸A轉(zhuǎn)動。自由度：把構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目(或確定構(gòu)件位置的獨立參變量的數(shù)目)稱為自由度。作平面運動的自由構(gòu)件具有三個自由度§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)5、自由度、運動副約束作平面運8§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)運動副約束：把對獨立運動所加的限制稱為約束。每加上一個約束，構(gòu)件便失去一個自由度；加上兩個約束，構(gòu)件便失去兩個自由度。約束的多少和約束的特點完全取決于運動副的型式。移動副：具有兩個約束轉(zhuǎn)動副：具有兩個約束高副：具有一個約束§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)運動副約束：把對獨立運動所加的9§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)三、運動鏈定義：兩個以上構(gòu)件以運動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)稱為運動鏈。1、閉鏈——組成運動鏈的每個構(gòu)件至少包含兩個運動副元素，則構(gòu)件形成封閉系統(tǒng)，這種運動鏈稱為閉鏈。2、開鏈——如果運動鏈中有的構(gòu)件只包含一個運動副元素，便稱為開鏈。

如圖所示§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)三、運動鏈10§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)四、機構(gòu)運動鏈中出現(xiàn)稱之為機架的固定(或相對固定)的構(gòu)件時，運動鏈被稱為機構(gòu)，平面機構(gòu)：組成機構(gòu)的各構(gòu)件都在同一平面或相互平行平面內(nèi)運動?？臻g機構(gòu)：組成機構(gòu)的各構(gòu)件至少有一個構(gòu)件不在同一平面或相互平行平面內(nèi)運動。構(gòu)成：1、機架——固定不動的構(gòu)件

2、原動件——具有獨立運動的構(gòu)件（運動規(guī)律已知的構(gòu)件）

3、從動件——除機架和原動件以外的其余構(gòu)件§1-2運動副、運動鏈和機構(gòu)四、機構(gòu)11§1-3平面機構(gòu)運動簡圖一、機構(gòu)運動簡圖1、定義：用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的簡單符號和線條代表運動副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機構(gòu)的運動尺寸（各運動副之間的相對位置關(guān)系），繪制出表示機構(gòu)的簡明圖形。它與原機械具有完全相同運動特性。機構(gòu)示意圖：為了表明機械的組成狀況和結(jié)構(gòu)特征，不嚴(yán)格按比例繪制的簡圖?！?-3平面機構(gòu)運動簡圖一、機構(gòu)運動簡圖12§1-3平面機構(gòu)運動簡圖2、作用（1）現(xiàn)有機械分析（2）新機械總體方案的設(shè)計3、表示方法用規(guī)定的簡單符號和線條代表運動副和構(gòu)件，并按一定比例尺表示機構(gòu)的運動尺寸。二、運動副和構(gòu)件的符號§1-3平面機構(gòu)運動簡圖2、作用13兩構(gòu)件為活動構(gòu)件有一個構(gòu)件固定121212121221轉(zhuǎn)動副12兩構(gòu)件為活動構(gòu)件有一個構(gòu)件固定121212121221轉(zhuǎn)動副14兩構(gòu)件為活動構(gòu)件有一個構(gòu)件固定1212121212121212移動副兩構(gòu)件為活動構(gòu)件有一個構(gòu)件固定12121212121212115齒輪的輪齒與輪齒接觸凸輪與從動件的接觸高副121212212121齒輪的輪齒與輪齒接觸凸輪與從動件的接觸高121212212116構(gòu)件和運動副的表示方法雙副三副構(gòu)件構(gòu)件和運動副的表示方法雙三構(gòu)17§1-3平面機構(gòu)運動簡圖三、機構(gòu)運動簡圖的繪制方法：1、認(rèn)清機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動情況（確定構(gòu)件的數(shù)目，運動副的數(shù)目和類型，找出主動件）

2、選擇適當(dāng)?shù)耐队懊?/p>

3、選擇適當(dāng)比例尺

4、用規(guī)定的符號和線條畫出圖形（從主動件開始畫）例1：繪制小型壓力機的機構(gòu)運動簡圖

§1-3平面機構(gòu)運動簡圖三、機構(gòu)運動簡圖的繪制18第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件19第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件20移動副平面低副轉(zhuǎn)動副：構(gòu)成運動副的兩構(gòu)件只能繞某一軸線作相對轉(zhuǎn)動。移動副：構(gòu)成運動副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線作相對移動。轉(zhuǎn)動副移動副平面低副轉(zhuǎn)動副：構(gòu)成運動副的兩構(gòu)件只能繞某一軸線作相對21線接觸點接觸線接觸點接觸22圓柱副球面副球面與圓柱副螺旋副圓柱與平面副圓柱副球面副球面與圓柱副螺旋副圓柱與平面副23第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件24原動件傳動部分執(zhí)行部分1-->2-->3-->4-->7-->8

1‘-->6'-->5-->4-->7-->8工作原理原動件傳動部分251、分析機械的動作原理、組成情況和運動情況

工作原理2、沿著運動傳遞路線，分析兩構(gòu)件間相對運動的性質(zhì)，以確定運動副的類型和數(shù)目轉(zhuǎn)動副：偏心輪1和桿件2桿件2和桿件3桿件3和桿件4滑塊7和壓桿8槽凸輪6—齒輪6‘和機座9桿件4和滾子5機座9和偏心輪1—齒輪1’移動副桿件3和機座9桿件4和滑塊7壓桿8和機座9高副齒輪1‘和齒輪6’滾子5和槽凸輪61、分析機械的動作原理、組成情況和運動情況263.適當(dāng)?shù)剡x擇運動簡圖的視圖平面4.選擇適當(dāng)比例尺5.畫簡圖并從原動件開始，按傳動順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號和運動副的代號。在原動件上標(biāo)出箭頭以表示其運動方向。如圖3.適當(dāng)?shù)剡x擇運動簡圖的視圖平面27第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件28§1-3平面機構(gòu)運動簡圖

作業(yè)：P4981—1至1—4§1-3平面機構(gòu)運動簡圖作業(yè)：P49829§1-4平面機構(gòu)的自由度10/17/2023§1-4平面機構(gòu)的自由度10/8/202330一、平面機構(gòu)自由度1、定義：機構(gòu)中各構(gòu)件相對于機架的所能有的獨立運動的數(shù)目稱為機構(gòu)中自由度。2、計算公式設(shè)某一平面機構(gòu)，除機架外共有n個活動構(gòu)件。通過PL個低副和PH個高副聯(lián)接各構(gòu)件。n個活動構(gòu)件在未用運動副聯(lián)接之前共具有3n個自由度，當(dāng)用PL個低副和PH個高副聯(lián)接之后，便受到2PL+PH個約束。故機構(gòu)自由度，應(yīng)為活動構(gòu)件自由度的總數(shù)與運動副引入的約束總數(shù)之差，即

F=3n-2PL-PH一、平面機構(gòu)自由度1、定義：機構(gòu)中各構(gòu)件相對于機架的所能31二、機構(gòu)具有確定運動的條件舉例：圖a所示：

n=2PL=3PH=0F=3n-2PL-PH=0各構(gòu)件間已無相對運動，只構(gòu)成了一個剛性桁架，因而不能成為機構(gòu)

圖b所示

n=3PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=-1已成為超靜定桁架了，也不能成為機構(gòu)。

二、機構(gòu)具有確定運動的條件舉例：32圖c所示n=3PL=4PH=0F=3n-2PL-PH=1若取構(gòu)件1為原動件，則從動畫演示中可以看出，構(gòu)件1每轉(zhuǎn)過一個角度，構(gòu)件2和構(gòu)件3便有一個確定的相對運動，也就是說這個運動鏈能成為機構(gòu)。如果同時使構(gòu)件3也成為原動件，則從動畫演示可以看出，運動鏈內(nèi)部的運動關(guān)系將發(fā)生矛盾，最薄弱的構(gòu)件將損壞。

說明：要使自由度大于零的運動鏈成為機構(gòu)，原動件的數(shù)目不可多于運動鏈的自由度數(shù)。圖c所示說明：要使自由度大于零的運動鏈成為機構(gòu)，原動件的數(shù)目33圖(d)所示

n=4PL=5PH=0F=3n-2PL-PH=2若同時取構(gòu)件1和構(gòu)件4作為原動件，則由動畫演示可以看出，構(gòu)件2和構(gòu)件3具有確定的運動，即該運動鏈能成為機構(gòu)。如果只取構(gòu)件1作為原動件，則由動畫演示可以看出，其余三個活動構(gòu)件2、3、4的運動不能確定，只能作無規(guī)則的運動。

說明：要使自由度大于零的運動鏈成為機構(gòu)，原動件的數(shù)目不可少于運動鏈的自由度數(shù)。

圖(d)所示

說明：要使自由度大于零的運動鏈成為機構(gòu)，原動34二、機構(gòu)具有確定運動的條件由上可知：

1）F<=0機構(gòu)蛻化成剛性桁架，無相對運動。

2）F>0如原動件數(shù)大于機構(gòu)自由度數(shù)——損壞如原動件數(shù)大于機構(gòu)自由度數(shù)——運動不確定綜上所述：機構(gòu)具有確定的運動條件是

機構(gòu)自由度數(shù)大于零，且原動件的數(shù)目等于機構(gòu)的自由度數(shù)目。

二、機構(gòu)具有確定運動的條件由上可知：35三、計算機構(gòu)自由度的注意事項1.復(fù)合鉸鏈例1：計算圖示搖篩機構(gòu)的自由度：

計算是否正確？搖篩機構(gòu)中，構(gòu)件2、3、4同在C處組成轉(zhuǎn)動副。因此此機構(gòu)的自由度為：

搖篩機構(gòu)

搖篩機構(gòu)C處側(cè)視圖三、計算機構(gòu)自由度的注意事項1.復(fù)合鉸鏈計算是否正確？搖篩機36注意事項定義：兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連接，所構(gòu)成的運動副稱為復(fù)合鉸鏈。解決問題的方法：若有K個構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)目應(yīng)為（K-1）個。2.局部自由度計算機構(gòu)自由度：(a)

F=2(b)

F=1圖aF=3X3-2X3-1=2圖b注意事項定義：兩個以上構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副相連接，所構(gòu)成的運37注意事項定義：若機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運動有關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運動，則稱這種自由度為局部自由度。局部自由度經(jīng)常發(fā)生的場合：滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦?xí)r添加的滾子；軸承中的滾珠。解決的方法：計算機構(gòu)自由度時，設(shè)想將滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起，視為一個構(gòu)件。

注意事項定義：若機構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部38注意事項3.虛約束定義：在特定幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運動副所引入的約束可能與其他運動副所起的限制作用一致，這種不起獨立限制作用的重復(fù)約束稱為虛約束。

計算圖示機構(gòu)自由度：注意事項3.虛約束計算圖示機構(gòu)自由度：39注意事項虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合：a.兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個運動副時b.兩構(gòu)件上某兩點間的距離在運動過程中始終保持不變時c.聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點的軌跡重合時d.機構(gòu)中對運動不起作用的對稱部分注意事項虛約束經(jīng)常發(fā)生的場合：a.兩構(gòu)件之間構(gòu)成多個運動副時40注意事項結(jié)論：

采用虛約束是為了改善構(gòu)件的受力情況；增加構(gòu)件的剛性；傳遞較大功率；或滿足某種特殊需要，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中被廣泛使用。注意：機構(gòu)中的虛約束都是在一定的幾何條件下出現(xiàn)的，如果這些幾何條件不滿足，則虛約束將變成有效約束，而使機構(gòu)不能運動。注意事項結(jié)論：

41典型例題

在下圖所示機構(gòu)中，構(gòu)件AB,EF,CD相互平行且相等，試計算該機構(gòu)的自由度。

分析：注意機構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束。解：去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束，則：典型例題分析：注意機構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束。解42作業(yè)：P4981—1至

1—41—131—14第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件43第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件44第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件45第一章-平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課件46§1-5平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析§1-5平面機構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析47一、平面機構(gòu)的高副低代概念：用低副代替高副目的：為了使平面低副機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析和運動分析的方法適用于含有高副的平面機構(gòu)。高副低代必須滿足的條件：1.替代前后機構(gòu)自由度不變

2.替代前后瞬時速度、加速度不變

一、平面機構(gòu)的高副低代概念：用低副代替高副48方法：用兩個轉(zhuǎn)動副和一個構(gòu)件來代替一個高副，這兩個轉(zhuǎn)動副分別處在高副兩輪廓接觸點的曲率中心。注意：對于一般的高副機構(gòu)，在不同位置有不同的瞬時替代機構(gòu)。經(jīng)高副低代后的平面機構(gòu)，可視為平面低副機構(gòu)。方法：用兩個轉(zhuǎn)動副和一個構(gòu)件來代替一個高副，這兩個轉(zhuǎn)動副分別49請高副低代下圖所示的機構(gòu)。請高副低代下圖所示的機構(gòu)。50二、平面機構(gòu)組成原理任何機構(gòu)中都包含原動件、機架和從動件系統(tǒng)三部分。由于機架的自由度為零，每個原動件的自由度為1，而機構(gòu)的自由度等于原動件數(shù)，所以，從動件系統(tǒng)的自由度必然為零。1.桿組（阿蘇爾組）不可再分的自由度為零的構(gòu)件組合稱為基本桿組，簡稱桿組。二、平面機構(gòu)組成原理任何機構(gòu)中都包含原動件、機架和從動件系統(tǒng)51若桿組中有n個活動構(gòu)件、pL個低副，則有：pL和n必須為整數(shù)。II級桿組：不包含封閉多邊形、只包含兩副構(gòu)件的桿組。若桿組中有n個活動構(gòu)件、pL個低副，則有：pL和n必須為整52III級桿組:包含具有三個運動副元素的剛性構(gòu)件(或三個構(gòu)件組成的三角形)的桿組稱為Ⅲ級組。包含四個構(gòu)件組成的四邊形的桿組稱為Ⅳ級組；其余依此類推。Ⅳ級組Ⅲ級組機構(gòu)的級別由桿組的最高級別決定。III級桿組:包含具有三個運動副元素的剛性構(gòu)件(或三個構(gòu)件組532.機構(gòu)的組成原理：把若干個自由度為零的基本桿組依次聯(lián)接到原動件和機架上，就可組成新的機構(gòu)，其自由度數(shù)目與原動件的數(shù)目相等。觀察八桿機構(gòu)的組成過程：

2.機構(gòu)的組成原理：觀察八桿機構(gòu)的組成過程：54三、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析就是將已知機構(gòu)分解為原動件、機架、桿組，并確定機構(gòu)的級別。拆桿組時應(yīng)遵循的原則：（1）從遠離原動件的構(gòu)件開始拆組；（2）試拆時，按二級組試拆，若無法拆除，再試拆高一級別的桿組；（3）每拆除一個桿組后，機構(gòu)的剩余部分仍應(yīng)是一個完整的機構(gòu)。（流程圖）

三、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析就是將已知機構(gòu)分解為原動件55I級機構(gòu)：由一個原動件和一個相對固定的機架所組成的機構(gòu)。注意事項：同一個運動鏈，當(dāng)原動件更換時，機構(gòu)的級別也有可能改變。例題：試計算圖示沖壓機構(gòu)的自由度，并分析在下列情況下組成機構(gòu)的基本桿組及機構(gòu)的級別：