《机械原理》课件-第2章 平面机构的结构分析

机电工程系

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EngineeringDepartment第2章

平面机构的结构分析➢机构的组成元素➢机构运动简图机电工程系

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EngineeringDepartment本章研究的主要内容及目的：➢

研究机构的组成元素➢

掌握机构运动简图的画法➢

了解机构具有确定运动的条件➢

研究机构的组成原理及结构分类与设计机电工程系

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EngineeringDepartment◆

构

件之一曲轴机构中的独立运动单元体连杆构件与零件的区别➢

零件是组成机械结构的基本单元，为制造单元体。➢

构件是组成机构的基本单元，为运动单元体。可是一个零件，也可由几个零件固连而成。机电工程系

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EngineeringDepartment思考◆

运动副之二一个构件有哪几个自由度？两个构件之间直接接触所形成的可动联接。自由度F：构件所具有的独立运动的数目，或确定构件位置所需的独立变量的数目。自由构件(空间)：F=

6自由构件(平面)：F=

3约束(度)S：运动副对构件独立运动所加的限制。机电工程系

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EngineeringDepartment运动副的的分类按接触形式分类按相对运动

按相对运动按约数度分类类型分类位置分类平面运动副空间运动副低副高副转动副1-5级移动副螺旋副思考球面副。。。举例生活当中的运动副？机电工程系

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EngineeringDepartment课堂测试

1：云班课-活动-02-01

3分钟机电工程系

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EngineeringDepartment把若干个构件用运动副连接起来所形成的构件系统。机电工程系

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EngineeringDepartment运动链闭链开链混链运动链构成封闭图形运动链未构成封闭图运动链局部构成封闭形图形机电工程系

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EngineeringDepartment机构：传递或变换确定运动的运动链。从动件从动件运动链机构原动件机架➢

机构必须有一个构件为机架➢

机构的各构件都有确定的运动机电工程系

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EngineeringDepartment具有确定的相对运动无相对运动机构运动链结构（桁架）相对运动不确定一般运动链机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的概念机构如何表达？虽然直观但很复杂虽然清晰但难绘制机构运动简图CAD实体图图➢

已有机构运动分析只关心构件之间的连接与相对位置➢

新机械运动方案设计时也不太关注实际结构和形状机电工程系

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EngineeringDepartment用国标（GB）规定的简单符号和线机构运动简图的概念条代表运动副和构件，并按一定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。这种能表达机构运动的简化图形称为机构运动简图。偏心轮机构及其机构运动简图机构运动简图与原机械具有完全相同运动特性。运动副构件机电工程系

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EngineeringDepartment构件与运动副的符号表示常用构件的表示机电工程系

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EngineeringDepartment构件与运动副的符号表示常用构件的表示➢

二副杆➢

三副杆2A1三副杆CB34➢

四副杆5C2D14A四副杆B3机电工程系

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EngineeringDepartment构件与运动副的符号表示常用运动副的表示机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制步骤1.

分析机构运动，弄清构件数目；2.判定运动副的类型；实际尺寸(m)长度比例尺

=3.选择视图投影面，选择比例尺；4.用规定符号绘制出各运动副；5.用规定符号绘制出各构件；l图示尺寸(mm)构件用1,2,3，…编号；运动副用A,B,C，…编号6.构件和运动副分别编号；7.标明原动件。机电工程系

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2：云班课-活动-02-02

2分钟机构运动简图的绘制步骤CAD实体图图机构运动简图机电工程系

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EngineeringDepartment机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？偏心轮连杆机架滑块机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？偏心轮-定轴转动连杆-平面一般运动滑块-水平往复移动机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？转动副—偏心轮&连杆转动副—连杆&滑块移动副—滑块&机架转动副—偏心轮&机架机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；5.选择比例尺

l=0.001m/mm；6.用规定的符号表示运动副；机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；5.选择比例尺

l=0.001m/mm；6.用规定的符号表示运动副；机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；5.选择比例尺

l=0.001m/mm；6.用规定的符号表示运动副；7.用规定的符号表示构件；机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；5.选择比例尺

l=0.001m/mm；6.用规定的符号表示运动副；7.用规定的符号表示构件；8.对构件和运动副编号；B12A34C机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；5.选择比例尺

l=0.001m/mm；6.用规定的符号表示运动副；7.用规定的符号表示构件；8.对构件和运动副编号；9.标明原动件。B112A34C机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1.机构有哪些构件所组成？2.

各活动构件作何种形式的运动？3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；5.选择比例尺

l=0.001m/mm；6.用规定的符号表示运动副；7.用规定的符号表示构件；8.对构件和运动副编号；9.标明原动件。机电工程系

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andElectrical思考绘制牛头刨床的机构运动简图？机电工程系

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EngineeringDepartment小结1.机构有哪些构件所组成？分析构件及其运动2.活动构件作何种形式的运动？分析运动副及其类型3.有几个何种类型的运动副？4.选择视图投影；选择视图及比例尺5.选择比例尺

l=0.001m/mm；B126.用规定的符号表示运动副；7.用规定的符号表示构件；8.对构件和运动副编号；9.标明原动件。绘制机构运动简图完善机构运动简图A34C机电工程系

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EngineeringDepartment思考1你知道下面图片中的运动副分别属于什么级别？低/高副？有几个自由度？能用符号表示出来吗？Ⅴ级副Ⅴ级副Ⅳ级副F=1F=1F=2转动副移动副齿轮副Ⅳ级副Ⅴ级副Ⅲ级副F=2F=1F=3圆柱副螺旋副球面副机电工程系

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EngineeringDepartment机械原理-第3讲➢

机构运动简图➢

平面机构自由度的计算机电工程系

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EngineeringDepartment用国家标准（GB）规定的简单线条和符号代表构件和运动副，并按一定的比例定出各运动副的相对位置，表示机构的组成和传动情况，这样绘制出的能够准确表达机构运动特性的简明图形就称为机构运动简图。曲柄滑块机构机电工程系

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EngineeringDepartment1.

分析机构运动，弄清构件数目；原理实际2.判定运动副的类型；3.选择视图投影面，选择比例尺；4.用规定符号绘制出各运动副；5.用规定符号绘制出各构件；6.构件和运动副分别编号；7.标明原动件。机电工程系

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EngineeringDepartment优秀作业展示机电工程系

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EngineeringDepartment2.沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动关系，确定运动副类型。构件构件齿轮2齿轮3机架9运动副类型机架9转动副齿轮2齿轮3齿轮3滑块4导杆5滑块10导杆5滑枕6齿轮副（高副）转动副转动副移动副移动副转动副转动副移动副滑块4导杆5滑块10机架9滑枕6机架91.

分析机构运动，弄清构件数目3.选择适当的视图平面和长度比例尺视图选择原则：齿轮2：滑枕6：转动移动1、清楚表达机构的主体部分；2、尽可能反映机构的全面运动；3、可以选择其他视图平面作为补充。齿轮3：导杆5：转动平面运动滑块4：滑块10：选择长度比例尺:

l

=0.001m/mm转动转动机电工程系

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EngineeringDepartment4、选择机构运动中的一个状态5、用规定的符号绘图运动副和构件机电工程系

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EngineeringDepartment6、构件编号：1、2、3

…；运动副编号：A、B、C

…6I9H54DEC3B2AFG10机电工程系

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EngineeringDepartment7、标明原动件及其运动方向6I9H54DEC3B2AFG10机电工程系

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EngineeringDepartment1、第一周课堂签到统计机电工程系

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EngineeringDepartment2、第一周课堂测试统计机电工程系

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EngineeringDepartment3、第一周课后作业统计机电工程系

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EngineeringDepartment课堂测试

1：云班课-活动

5分钟解析请在前两节视频回看中查找测试暂时不关闭，大家可以稍后完成机电工程系

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EngineeringDepartment机构具有独立运动的数目1、计算平面低副F=3n-2p

-pl

h平面高副活动构件数目点到名的同学请在评论区作答机电工程系

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EngineeringDepartment课堂测试

1：云班课-活动-02-03

3分钟请计算牛头刨床的自由度机架：96I活动构件：2，3，4，5，6，10转动副：A,C,D,G,H移动副：E,F,I9H54DE高副：BC3BF=3X6-2X8-1=12AFG牛头刨床是否具有确定的运动呢？10机电工程系

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EngineeringDepartment机架：9活动构件：1,2,3(4),5(5’)

6(6’),7,8移动副：A,H,L转动副：B,C,D,F,J高副：E,I,G,K9ALH7B182思考1C自由度？GK3D6’IEJ5’FF=3X7-2X8-4=1465机电工程系

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EngineeringDepartment问题描述已知：小型压力机求

：绘制机构的运动简图6'54C3786O2B2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制步骤：6'1、分析机构中的构件及其运动形54C式32、确定运动副的类型786O23、选择投影面和长度比例尺4、选择机构运动中的一个状态5、用规定的符号绘图运动副和构件B2AO116、构件编号：1、2、3

…；运动副编号：A、B、C

…7、标明原动件及其运动方向91'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制1、分析机构中的构件及其运动形式6'54C主动件偏心轮1

转动连杆2

平面一般运动滑杆3

移动齿轮1

转动3786O2齿轮6

转动B槽凸轮6

转动滚子5

移动+转动2A杆4平面一般运动O1191'滑块7

移动+转动压头8

移动执行构件机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制2.沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动关系，确定运动副类型。6'54C3786O2B2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制2.沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动关系，确定运动副类型构件构件运动副类型6'偏心轮连杆1（齿轮1

）5C机架94转动副转动副偏心轮1连杆22378滑杆3连杆4机架9转动副6O2滑杆3转动副滑杆3齿轮1

移动副B齿轮6

齿轮副（高副）转动副2凸轮6凸轮6滚子5连杆4滑块7压头8机架9滚子5连杆4滑块7压头8机架9A凸轮副（高副）转动副O11移动副91'转动副移动副机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制3.选择适当的视图平面和长度比例尺6'视图选择原则：5C431、清楚表达机构的主体部分；2、尽可能反映机构的全面运动；786O23、可以选择其他视图平面作为补充。选择长度比例尺:

l=

0.001m/mmB2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制4、选择机构运动中的一个状态6'5C43786O2B2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制4、选择机构运动中的一个状态

5、用规定的符号绘图运动副和构件6'5C43786O2B2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制4、选择机构运动中的一个状态

5、用规定的符号绘图运动副和构件6'5C43786O2B2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制4、选择机构运动中的一个状态

5、用规定的符号绘图运动副和构件6'5C43786O2B2AO1191'机电工程系

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EngineeringDepartment机构运动简图的绘制6、构件编号：1、2、3…；运动副编号：A、B、C

…6'5C45C4E7378F3HGO2D6O286BBIJ6

221A1

AO1O19191'机电工程系

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EngineeringDepartment机架：9课堂测试

2：云班课-活动-02-04活动构件：1(1’),2,3,4,5,

6(6’),7,82分钟移动副：D,H,I转动副：O

,O

,A,B,C,E,G127、标明原动件及其运动方向高副：F,I,6'5C45C4E7378F3HGO2D6O286BBIJ6

221A1

AO1O19191'F=3X8-2X10-2-1=1F=3X8-2X10-2=2F=3X7-2X9-2=1机电工程系

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EngineeringDepartment2、机构具有确定运动的条件自由度的数目=原动件的数目➢

四杆机构➢

五杆机构F=3X3-2X4=1

F=3X4-2X5=2机电工程系

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2：云班课-活动-02-05

5分钟机电工程系

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EngineeringDepartment小结机构自由度机构具有独立运动的数目机构具有确定运动的条件

原动件数=F>0F

=

3n–2pl-ph机构自由度计算公式机电工程系

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3：云班课-活动-02-04

3分钟3、注意事项➢

复合铰链➢

局部自由度➢

虚约束m个构件

m-1个转动副去除去除机电工程系

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EngineeringDepartment思考2计算下图机构的自由度74651328机电工程系

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EngineeringDepartmentAF=3X4-2X6=0B32A145OC复合高副相当于一个低副机电工程系

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1：云班课-活动-02-06

5分钟机电工程系

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EngineeringDepartment杆组不能再拆的自由度为零的构件组称为基本杆组或阿苏尔杆组，简称杆组。3n-

2PL

=

0n（构件数）PL（低副数）466…9…组成原理任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依此连接于原动件和机架上而构成机电工程系

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