第一章平面机构的结构分析主要内容：1.平面机构运动简图的绘制2.平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件3.机构的组成原理及结构分析S1-1研究机构结构的目的研究机构结构的目的主要有：1.探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件，2.对机构进行分类，并按这种分类来建立运动分析和动力分析的一般方法。3.绘制机构运动简图。（主要是为了便于研究）4.了解机构组成原理，为合理设计机构和创新机构打下基础。s 1-22运动副、运动链和机构一、运动副机构是由许多构件组合而成的，在机构中，每个构件都以一定的方式与其它构件相互联接，这种联接就是运动副。1.运动副：两构件直接接触形成的可动联接。（关键：直接接触、可动），例：轴颈与轴承间、齿轮轮齿间。如图1-1、图1-2、图1-3、图1-4等。-1-
- 1 - 第一章 平面机构的结构分析 主要内容： 1.平面机构运动简图的绘制 2.平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件 3.机构的组成原理及结构分析 §1-1 研究机构结构的目的 研究机构结构的目的主要有： 1.探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件。 2.对机构进行分类，并按这种分类来建立运动分析和动力分析的一般方法。 3.绘制机构运动简图。（主要是为了便于研究） 4.了解机构组成原理，为合理设计机构和创新机构打下基础。 §1-2 运动副、运动链和机构 一、运动副 机构是由许多构件组合而成的，在机构中，每个构件都以一定的方式与其它构件相互联 接，这种联接就是运动副。 1.运动副：两构件直接接触形成的可动联接。（关键：直接接触、可动），例：轴颈与轴 承间、齿轮轮齿间。如图 1-1、图 1-2、图 1-3、图 1-4 等
运动副移动副图 1-1 图 1-2图1-3图 1-42．运动副元素：参与接触而构成运动副的几何元素（点、线、面）。3.运动副的分类按接触性质分：2
- 2 - 图 1-1 图 1-2 图 1-3 图 1-4 2．运动副元素：参与接触而构成运动副的几何元素（点、线、面）。 3．运动副的分类 按接触性质分：
（1）低副：运动副元素为面。包括（a）转动副（也称回转副或铰链）：两构件相对运动为转动，如图1-1。（b）移动副：两构件相对运动为移动，如图1-2。（2）高副：运动副元素为点或线，如图1-3、图1-4。按组成运动副构件的运动范围分：（1）平面运动副：组成运动副的两构件的运动轨迹在相互平行的平面内。（2）空间运动副：组成运动副的两构件的运动轨迹不在相互平行的平面内。根据运动副的分类，机构可分为平面机构和空间机构。4.自由度：在理论力学中我们学过，构件做任意复杂的平面运动时，如图1-2，其运动可用三个独立变量描述，即X、Y、0来描述，这三个变量反映了构件的独立运动情况，即自由度情况。自由度：构件所具有的独立运动的数目。作平面运动的自由构件有三个自由度。5.约束：对独立运动所加的限制。约束数目=自由度减少的数目6.平面运动副的约束特点：（1）转动副：如图1-1，提供了两个约束，保留了一个自由度。（2）移动副：如图1-2，提供了两个约束，保留了一个自由度。（3）高副：如图1-3、1-4，提供了一个约束，保留了两个自由度。总结：一个平面低副提供两个约束、保留一个自由度，如图，一个平面高副提供一个约束，保留两个自由度。二、运动链1.运动链：两个以上构件以运动副联结而成的系统称运动链。根据其特性可分为（1）开式链：运动链中至少有一个构件只包含一个运动副。如图1-5a。（2）闭式链：运动链中所有构件至少包含两个运动副。如图1-5b
- 3 - (1) 低副：运动副元素为面。包括 （a）转动副（也称回转副或铰链）：两构件相对运动为转动，如图 1-1。 （b）移动副：两构件相对运动为移动，如图 1-2。 （2）高副：运动副元素为点或线，如图 1-3、图 1-4。 按组成运动副构件的运动范围分： （1）平面运动副：组成运动副的两构件的运动轨迹在相互平行的平面内。 （2）空间运动副：组成运动副的两构件的运动轨迹不在相互平行的平面内。 根据运动副的分类，机构可分为平面机构和空间机构。 4．自由度： 在理论力学中我们学过，构件做任意复杂的平面运动时，如图 1-2，其运动可用三个独 立变量描述，即 X、Y、θ来描述，这三个变量反映了构件的独立运动情况，即自由度情况。 自由度：构件所具有的独立运动的数目。 作平面运动的自由构件有三个自由度。 5.约束：对独立运动所加的限制。 约束数目=自由度减少的数目 6．平面运动副的约束特点： （1） 转动副：如图 1-1，提供了两个约束，保留了一个自由度。 （2） 移动副：如图 1-2，提供了两个约束，保留了一个自由度。 （3） 高副：如图 1-3、1-4，提供了一个约束，保留了两个自由度。 总结：一个平面低副提供两个约束、保留一个自由度，如图，一个平面高副提供一个约 束，保留两个自由度。 二、运动链 1.运动链：两个以上构件以运动副联结而成的系统称运动链。根据其特性可分为 （1） 开式链：运动链中至少有一个构件只包含一个运动副。如图 1-5a。 （2） 闭式链：运动链中所有构件至少包含两个运动副。如图 1-5b
图1-5b图1-5a机械中广泛采用闭式链，而机械手、挖掘机等多自由度机械常采用开式链。三、机构：具有确定运动的运动链。当运动链中出现了机架，且一个或几个构件具有独立运动成为原动件而其余从动件随之作确定运动时，该运动链就成为机构，具有确定的运动了。s1-3平面机构运动简图一、机构运动简图的定义及作用1.画机构运动简图的目的：把复杂机器的传动原理用简单的图形表示出来，有利于对机构或机器进行研究，并在研究中起到举一反三的作用。2.机构运动简图的定义：用与构件长度成比例的线段和运动副的代表符号组成的图形，即说明机构各构件间相对运动的简单图形。3.机构示意图：不按比例，只表示出各构件的运动关系的的图形，只能作结构分析，不能进行运动分析、力分析。二、机构运动简图的绘制1：平面机构运动简图中运动副的表示方法（1）转动副：如图1-6图 1-6
- 4 - 图 1-5a 图 1-5b 机械中广泛采用闭式链，而机械手、挖掘机等多自由度机械常采用开式链。 三、机构：具有确定运动的运动链。 当运动链中出现了机架，且一个或几个构件具有独立运动成为原动件而其余从动件随之 作确定运动时，该运动链就成为机构，具有确定的运动了。 §1-3 平面机构运动简图 一、机构运动简图的定义及作用 1.画机构运动简图的目的：把复杂机器的传动原理用简单的图形表示出来，有利于对机 构或机器进行研究，并在研究中起到举一反三的作用。 2.机构运动简图的定义：用与构件长度成比例的线段和运动副的代表符号组成的图形， 即说明机构各构件间相对运动的简单图形。 3.机构示意图：不按比例，只表示出各构件的运动关系的的图形，只能作结构分析，不 能进行运动分析、力分析。 二、机构运动简图的绘制 1．平面机构运动简图中运动副的表示方法 （1）转动副：如图 1-6 图 1-6
（2）移动副：如图1-7HLL图 1-7 （3）平面高副：如图1-80鲜图 1-82．运动简图中表示构件的方法（1）具有两个运动副元素的构件：用一根直线连接两个运动副元素。如图1-9所示。0C图1-9
- 5 - （2）移动副：如图 1-7 图 1-7 （3） 平面高副：如图 1-8 图 1-8 2．运动简图中表示构件的方法 （1） 具有两个运动副元素的构件：用一根直线连接两个运动副元素。如图 1-9 所示。 图 1-9