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机机械械原原理理机械原理教学课件机械原理教学课件n n第一章第一章第一章第一章绪论绪论绪论绪论n n第二章第二章第二章第二章 机构的结构分析机构的结构分析机构的结构分析机构的结构分析n n第三章第三章第三章第三章 平面机构的运动分析平面机构的运动分析平面机构的运动分析平面机构的运动分析n n第四章第四章第四章第四章 平面机构的力分析平面机构的力分析平面机构的力分析平面机构的力分析n n第五章第五章第五章第五章 机械的效率和自锁机械的效率和自锁机械的效率和自锁机械的效率和自锁n n第六章第六章第六章第六章 机械的平衡机械的平衡机械的平衡机械的平衡n n第七章第七章第七章第七章 机械的运转及其速度波动的调节机械的运转及其速度波动的调节机械的运转及其速度波动的调节机械的运转及其速度波动的调节n n第八章第八章第八章第八章 平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构n n第九章第九章第九章第九章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计n n第十一章第十一章第十一章第十一章 轮系及其分类轮系及其分类轮系及其分类轮系及其分类1-1 1-1 机械原理课程的研究对象和内容机械原理课程的研究对象和内容1-2 1-2 机械原理课程的学习目的和作用机械原理课程的学习目的和作用1-3 1-3 机械原理多媒体教材的特点机械原理多媒体教材的特点1-4 1-4 本课程的教学方法本课程的教学方法3第一章第一章 绪论绪论n n1、人类行为能力的延伸：工具、简单机械、复杂机械、各种车辆、各种武器；n n2、人类思维能力的延伸：数、算盘、计算器、计算机人类在长期的生产实践中，不断的创造人类在长期的生产实践中，不断的创造发明，这种发明的类型主要是以下两种发明，这种发明的类型主要是以下两种由几种简单工具而来由几种简单工具而来由几种简单工具而来由几种简单工具而来:石器时代石器时代石器时代石器时代:石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。石刀、石斧、桔槔、辘轳。省力或便于用力。牲畜力、风力、火力。省力或扩大力。牲畜力、风力、火力。省力或扩大力。牲畜力、风力、火力。省力或扩大力。牲畜力、风力、火力。省力或扩大力。18181818世纪世纪世纪世纪60606060年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的年代：蒸汽机。作为动力，促进了其它工业的 发展。发展。发展。发展。19191919世纪世纪世纪世纪60606060年代：直流发电机。年代：直流发电机。年代：直流发电机。年代：直流发电机。19191919世纪世纪世纪世纪80808080年代：交流发电机、交流电动机。年代：交流发电机、交流电动机。年代：交流发电机、交流电动机。年代：交流发电机、交流电动机。20202020世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工世纪初：电动机取代了蒸汽机。蒸汽机是驱动各种工作机械的基础。作机械的基础。作机械的基础。作机械的基础。机械和机械设计发展的历史5 桔槔桔槔 一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前段悬挂水桶。一起一落，汲水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后，由于杠杆末端的重力作用，便能轻易把水提拉至所需处。桔槔早在春秋时期就已相当普遍，而且延续了几千年，是中国农村历代通用的旧式提水器具。这种简单的汲水工具虽简单，但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。6洗衣机的发明19世纪中期，人们利用机械模仿人工洗涤的动作，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷，并借助洗涤剂的去污作用达到洗净衣物的目的。随后，又出现了第一台蒸汽洗衣机7机器机器行为能力的延伸行为能力的延伸n n人类通过长期生产实践创造了机器，并使其不断发展形成当今多种多样的类型。n n在现代生产和日常生活中，机器已成为代替或减轻人类劳动、提高劳动生产率的主要手段。n n使用机器的水平是衡量一个国家现代化程度的重要标志。8机器图例机器图例自动换刀机构滚珠螺杆传动机构9轿车的总体构造轿车的总体构造10内燃机内燃机用途最广的热力机械用途最广的热力机械11柴油机与汽油机柴油机与汽油机12小型精密之伺服冲床13n n机械原理是一门研究机械的机械原理是一门研究机械的运动学运动学和和动力学动力学分析与设计基本理论问题的课分析与设计基本理论问题的课程。程。n n一、机械原理课程的研究对象一、机械原理课程的研究对象n n机械(Machinery)是机器(Machine)与机构(Mechanism)的总称。0-10-1机械原理课程的研究对象和内容机械原理课程的研究对象和内容1 1、机器、机器 (MachineMachine)的定义的定义n n机器是执行机械运动的装置，n n机器用来变换或传递能量、物料、信息。n n机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，n n机器用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。15n n原原动动机机：凡凡将将其其他他形形式式能能量量变变换换为为机机械械能能的的机机器器称称为为原原动动机机，如如内内燃燃机机、电电动动机机（分分别别将将热热能和电能变换为机械能）等都是原动机。能和电能变换为机械能）等都是原动机。n n工工作作机机：凡凡利利用用机机械械能能去去变变换换或或传传递递能能量量、物物料料、信信息息的的机机器器称称为为工工作作机机，如如发发电电机机（机机械械能能变变换换为为电电能能）、起起重重机机（传传递递物物料料）、金金属属切切削削机机床床（变变换换物物料料外外形形）、录录音音机机（变变换换和和传递信息）等都属于工作机。传递信息）等都属于工作机。n n在在日日常常生生活活和和工工程程实实践践中中随随处处都都可可见见到到各各种种各各样的机器，例如：样的机器，例如：原动机与工作机16汽车飞机胶片放映机挖掘机机床（牛头刨床）切糕机机器的组成机器的组成(Composing of a Machine)(Composing of a Machine)n n一台发展完善的现代化机器可由四部分组成：n n1、原动机、n n2、传动机构、n n3、执行机构n n4、控制系统、181 1、原动机、原动机：为机器运转提供动力。为机器运转提供动力。n n图图0 01 1所示为单缸四所示为单缸四冲程内燃机，它是由冲程内燃机，它是由汽缸体汽缸体1 1、活塞、活塞2 2、进、进气阀气阀3 3、排气阀、排气阀4 4、连、连杆杆5 5、曲轴、曲轴6 6、凸轮、凸轮7 7、顶杆顶杆8 8、齿轮、齿轮9 9和和1010等等组成。组成。19单缸四冲程内燃机单缸四冲程内燃机n n燃燃气气推推动动活活塞塞作作往往复复移移动动，经经连连杆杆转转变变为为曲曲轴轴的的连连续转动。续转动。n n凸轮和顶杆是用来启闭进气阀和排气阀的。凸轮和顶杆是用来启闭进气阀和排气阀的。n n为为了了保保证证曲曲轴轴每每转转两两周周进进、排排气气阀阀各各启启闭闭一一次次，曲曲轴与凸轮轴之间安装了齿数比为轴与凸轮轴之间安装了齿数比为1 1：2 2的齿轮。的齿轮。n n这这样样，当当燃燃气气推推动动活活塞塞运运动动时时，各各构构件件协协调调地地动动作作，进进、排排气气阀阀有有规规律律地地启启闭闭，加加上上汽汽化化、点点火火等等装装置置的配合，就把热能转换为曲轴回转的机械能。的配合，就把热能转换为曲轴回转的机械能。20n n在在图图示示内内燃燃机机中中，活活塞塞、连连杆杆、曲曲轴轴和和气气缸缸体体组组成成一一个个曲曲柄柄滑滑块块机机构构，可可将将活活塞塞的的往往复复运运动动变为曲柄的连续转动。变为曲柄的连续转动。n n凸凸轮轮、顶顶杆杆和和气气缸缸体体组组成成凸凸轮轮机机构构，将将凸凸轮轮轴轴的的连连续续转转动动变变为顶杆有规律的间歇移动。为顶杆有规律的间歇移动。n n曲曲轴轴和和凸凸轮轮轴轴上上的的齿齿轮轮与与气气缸缸体体组组成成齿齿轮轮机机构构，使使两两轴轴保保持持一定的速比一定的速比。内燃机的四个冲程21大功率大功率内燃机内燃机232 2、传动机构、传动机构：n n按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。如：常用的各种减速和变速装置均可作为传动机构。243 3、执行机构、执行机构：n n它是一部机器中最接近作业工作端的机它是一部机器中最接近作业工作端的机构，它通过执行构件与被作业件相接触，构，它通过执行构件与被作业件相接触，以完成作业任务。如：以完成作业任务。如：起重机起重机和挖掘机和挖掘机中的起重吊运和挖掘机构。中的起重吊运和挖掘机构。254 4、控制系统、控制系统n n用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由各种计算机和控制器组成。26工业机器人工业机器人n n图图0 02 2所示为一工业所示为一工业机器人机器人，它由铰接，它由铰接臂机械手臂机械手1 1、计算机控制器、计算机控制器2 2、液压装置、液压装置3 3和电力装置和电力装置4 4组成。组成。27机器人各部分的功用机器人各部分的功用n n当机械手的大臂、小臂和手按指令有规律地运动时，手端夹持器（图中未示出）便将物料搬运到预定的位置。n n在这部机器中，机械手是传递运动和执行任务的装置是机器的主体部分，n n电力装置和液压装置提供动力，n n计算机实施控制。28从以上二例可以看出，机器的主从以上二例可以看出，机器的主体部分是由许多运动构件组成的体部分是由许多运动构件组成的n n用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构机构。n n在一般情况下，为了传递运动和力，机构各构件间应具有确定的相对运动。n n它是人为的实物组合体n n各实物间具有确定的相对运动n n能代替和减轻人类的劳动并完成有效的机械功或转换机械能机器具有以下三点共同特征30构件与零件构件与零件n n机构中作相对运动的各个运动单元称为构件。n n构件可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。n n因此：n n构件是独立的运动单元。构件是独立的运动单元。n n零件是制造的单元零件是制造的单元31构件是独立的运动单元构件是独立的运动单元n n如图所示内燃机的连如图所示内燃机的连杆就是由连杆体、连杆就是由连杆体、连杆盖、螺栓以及螺母杆盖、螺栓以及螺母等几个零件组成。等几个零件组成。n n这些零件之间没有相这些零件之间没有相对运动构成一个运对运动构成一个运动单元，成为一个构动单元，成为一个构件。件。32零件是制造的单元零件是制造的单元n n机械中的零件可以分为两类：n n一类称为通通用用零零件件，它在各种机械中都能遇到，如齿轮、螺钉、轴、弹簧等；n n另一类称为专专用用零零件件，它只出现于某些机械之中，如汽轮机的叶片、内燃机的活塞等。332 2、机构、机构(Mechanism)(Mechanism)n n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的可动装置。它是机器的重要组成部分。34连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇机构机构与机器的区别在于：机构与机器的区别在于：n n机构只是一个构件系统，n n而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其他装置；n n机构只用于传递运动和力，n n机器除传递运动和力之外，还应当具有变换或传递能量、物料、信息的功能。36机械机械：机器和机构的总称：机器和机构的总称n n在研究构件的运动和受力情况时，机器与机构之间并无区别。n n因此，习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称。37机械原理课程研究的内容机械原理课程研究的内容n n本课程专门研究各种机器和机构的共同性的基本本课程专门研究各种机器和机构的共同性的基本理论问题，其主要内容有：理论问题，其主要内容有：n n1 1、各种机构的分析问题各种机构的分析问题各种机构的分析问题各种机构的分析问题：主要研究机构的结构分：主要研究机构的结构分析析(含机构的组成含机构的组成)、机构的运动分析和机构受力分、机构的运动分析和机构受力分析等。析等。n n2 2、常用的各种机构的设计问题。常用的各种机构的设计问题。常用的各种机构的设计问题。常用的各种机构的设计问题。n n3 3、机器动力学问题机器动力学问题机器动力学问题机器动力学问题：主要研究在已知力作用下机：主要研究在已知力作用下机械的真实运动规律以及机器运转过程中速度波动械的真实运动规律以及机器运转过程中速度波动的调节问题。的调节问题。38n n学习机械原理课程的主要目的可以概括为如下学习机械原理课程的主要目的可以概括为如下几个方面：几个方面：n n一、认识机械一、认识机械一、认识机械一、认识机械,了解机械了解机械了解机械了解机械n n二、掌握方法二、掌握方法二、掌握方法二、掌握方法,分析机构分析机构分析机构分析机构n n三、开阔思路三、开阔思路三、开阔思路三、开阔思路,设计与创新机械设计与创新机械设计与创新机械设计与创新机械n n四、更新观念四、更新观念四、更新观念四、更新观念,发展机械学科发展机械学科发展机械学科发展机械学科0-20-2机械原理课程的学习目的和作用机械原理课程的学习目的和作用一、一、认识机械认识机械,了解机械了解机械n n本课程对机械的组成原理、工作原理、运动分析以及设计理论与方法都作了基本介绍，这对于在以后实习、专业课学习以及工作中认识机械、了解机械和进一步学习与掌握机械都大有好处。40二、掌握方法二、掌握方法,分析机构分析机构n n各种机械的形态和用途各不相同，但它们都有一个共同的特点：作机械运动。n n因而，运动几何学中的相对运动、相互包络等基本概念和方法，在各种机构的分析和设计中都得到广泛应用。n n问题：齿轮是怎么加工出来的？41例如：例如：用齿条刀具加工齿轮时，齿轮的齿形就是由刀具与轮坯间相互包络形成的。三、开阔思路三、开阔思路,设计与创新机械设计与创新机械n n本课程讲授的机构分析与设计的基本理论与方法，不仅用于课程所学的机构设计，还为以后的机械设计机械设计打下基础。n n课程的目的是提供基本方法，开阔思路，便于学习者运用它。根据实际要求分析比较各种机构的优缺点，合理地选择机构，构思并设计基本机构和机械系统。43例如，以下几种机构(齿轮、凸轮、连杆机构）可以实现直线运动，什么情况下用哪种机构更好些，这要由设计者进行创造性运用。四、更新观念四、更新观念,发展机械学科发展机械学科n n当今机械学学科的发展已离不开计算机的计算技术，n n在学习过程中，要充分利用机构分析与计算机快速计算、存贮和比较的功能去解决较为复杂的机构设计问题，n n要把对机械的研究与其他学科的技术（电、液、气、计算机、控制等）充分地结合起来，去推动机械学科的发展。45五、本课程的学习方法五、本课程的学习方法n n预习与复习n n多讲解实例和习题、增加习题课的比重，（以教材为主，结合讲解各重点大学考研试题）；n n要求同学们积极发言和上台做题，以达到及时解疑和提高学习效率的目的n n按时完成作业：准备二个作业本n n最重要的一点：加强沟通，动态反馈46第二章第二章 机构的结构分析机构的结构分析n n2-1 2-1 n n2-2 2-2 n n2-32-3n n2-42-4n n2-5 2-5 n n2-62-6n n2-72-7 机构结构分析的内容及目的机构结构分析的内容及目的机构的组成机构的组成 机构运动简图机构运动简图机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构自由度的计算计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项虚约束对机构工作性能的影响及机构虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计结构的合理设计返回首页返回首页2-1机构结构分析的内容及目的机构结构分析的内容及目的机构结构分析研究的主要内容及目的是：机构结构分析研究的主要内容及目的是：机构结构分析研究的主要内容及目的是：机构结构分析研究的主要内容及目的是：（1 1）研究机构的组成及机构运动简图的画法）研究机构的组成及机构运动简图的画法）研究机构的组成及机构运动简图的画法）研究机构的组成及机构运动简图的画法（2 2）了解机构具有确定运动的条件）了解机构具有确定运动的条件）了解机构具有确定运动的条件）了解机构具有确定运动的条件（3 3）研究机构的组成原理及结构分类）研究机构的组成原理及结构分类）研究机构的组成原理及结构分类）研究机构的组成原理及结构分类研究的主要对象是机构，所以首先必须知道机构研究的主要对象是机构，所以首先必须知道机构研究的主要对象是机构，所以首先必须知道机构研究的主要对象是机构，所以首先必须知道机构是怎样组成的。是怎样组成的。是怎样组成的。是怎样组成的。另外，为了对机构进行分析与综合，还必须画出另外，为了对机构进行分析与综合，还必须画出另外，为了对机构进行分析与综合，还必须画出另外，为了对机构进行分析与综合，还必须画出其机构运动简图。其机构运动简图。其机构运动简图。其机构运动简图。还必须知道在什么条件下它的运动才是确定的。还必须知道在什么条件下它的运动才是确定的。还必须知道在什么条件下它的运动才是确定的。还必须知道在什么条件下它的运动才是确定的。返回首页返回首页2-2机构的组成机构的组成 1.1.构件构件构件构件 2.2.运动副运动副运动副运动副.运动链运动链运动链运动链 4 4、机构、机构、机构、机构返回首页返回首页1.1.构件：组成机构的每一个独立运动单元体。构件：组成机构的每一个独立运动单元体。构件：组成机构的每一个独立运动单元体。构件：组成机构的每一个独立运动单元体。从运动的观点看，可以说任何机器都是由若干（两从运动的观点看，可以说任何机器都是由若干（两从运动的观点看，可以说任何机器都是由若干（两从运动的观点看，可以说任何机器都是由若干（两个以上）构件组合而成的。个以上）构件组合而成的。个以上）构件组合而成的。个以上）构件组合而成的。2.2.运动副运动副运动副运动副（1 1）.概念：概念：概念：概念：运动副：两构件直接接触而又能产生一定的相对运运动副：两构件直接接触而又能产生一定的相对运运动副：两构件直接接触而又能产生一定的相对运运动副：两构件直接接触而又能产生一定的相对运动的连接。动的连接。动的连接。动的连接。运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副运动副元素：两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。的表面。的表面。的表面。由度：构件含有独立运动的数目由度：构件含有独立运动的数目由度：构件含有独立运动的数目由度：构件含有独立运动的数目 约束：对独立运动的限制约束：对独立运动的限制约束：对独立运动的限制约束：对独立运动的限制返回首页返回首页例：轴例：轴例：轴例：轴1 1与轴承与轴承与轴承与轴承2 2的配合（图的配合（图的配合（图的配合（图2-12-1）；）；）；）；运动副元素：圆柱面、圆孔面运动副元素：圆柱面、圆孔面图图2-1返回首页返回首页滑块滑块滑块滑块1 1与导轨与导轨与导轨与导轨2 2的接触（图的接触（图的接触（图的接触（图2-22-2）；）；）；）；运动副元素：棱柱面、棱孔面运动副元素：棱柱面、棱孔面图图2-2返回首页返回首页两齿轮轮齿的啮合（图两齿轮轮齿的啮合（图两齿轮轮齿的啮合（图两齿轮轮齿的啮合（图2-32-3，a a）；）；）；）；球面与平面的接触（图球面与平面的接触（图球面与平面的接触（图球面与平面的接触（图2-32-3，b b）；）；）；）；圆柱与平面的接触（图圆柱与平面的接触（图圆柱与平面的接触（图圆柱与平面的接触（图2-32-3，c c）。）。）。）。运动副元素：两齿廓曲面运动副元素：两齿廓曲面运动副元素：球面与平面运动副元素：球面与平面运动副元素：圆柱面与平面运动副元素：圆柱面与平面a）b）c）图图2-3返回首页返回首页（2 2）.运动副的分类：运动副的分类：运动副的分类：运动副的分类：1 1）.根据其所引入的约束的数目分类：根据其所引入的约束的数目分类：根据其所引入的约束的数目分类：根据其所引入的约束的数目分类：I I级副；级副；级副；级副；IIII级副；级副；级副；级副；IIIIII级副；级副；级副；级副；IVIV副和副和副和副和V V级副。级副。级副。级副。2 2）.根据构成运动副的两构件的接触情况分类：根据构成运动副的两构件的接触情况分类：根据构成运动副的两构件的接触情况分类：根据构成运动副的两构件的接触情况分类：高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副，如高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副，如高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副，如高副：两构件通过点或线接触而构成的运动副，如图图图图2-12-1示；示；示；示；低副：两构件通过面接触而构成的运动副，如低副：两构件通过面接触而构成的运动副，如低副：两构件通过面接触而构成的运动副，如低副：两构件通过面接触而构成的运动副，如图图图图2-22-2所示。所示。所示。所示。3 3）.根据两构件之间的相对运动的不同来分类：根据两构件之间的相对运动的不同来分类：根据两构件之间的相对运动的不同来分类：根据两构件之间的相对运动的不同来分类：转动副：两构件之间的相对运动为转动的运动副。如转动副：两构件之间的相对运动为转动的运动副。如转动副：两构件之间的相对运动为转动的运动副。如转动副：两构件之间的相对运动为转动的运动副。如图图图图2-12-1移动副：相对运动为移动的运动副，如移动副：相对运动为移动的运动副，如移动副：相对运动为移动的运动副，如移动副：相对运动为移动的运动副，如图图图图2-22-2所示。所示。所示。所示。螺旋副：相对运动为螺旋运动的运动副。螺旋副：相对运动为螺旋运动的运动副。螺旋副：相对运动为螺旋运动的运动副。螺旋副：相对运动为螺旋运动的运动副。球面副：相对运动为球面运动的运动副球面副：相对运动为球面运动的运动副球面副：相对运动为球面运动的运动副球面副：相对运动为球面运动的运动副,如如如如图图图图2-52-5所示。所示。所示。所示。4 4）.根据两构件的空间位置分类：根据两构件的空间位置分类：根据两构件的空间位置分类：根据两构件的空间位置分类：平面运动副：两构件间的相对运动为平面运动平面运动副：两构件间的相对运动为平面运动平面运动副：两构件间的相对运动为平面运动平面运动副：两构件间的相对运动为平面运动 的运动副。的运动副。的运动副。的运动副。空间运动副：两构件间的相对运动为空间运动的运动副。空间运动副：两构件间的相对运动为空间运动的运动副。空间运动副：两构件间的相对运动为空间运动的运动副。空间运动副：两构件间的相对运动为空间运动的运动副。返回首页返回首页球面副：相对运动为球运动的运动副球面副：相对运动为球运动的运动副球面副：相对运动为球运动的运动副球面副：相对运动为球运动的运动副返回上页返回上页常常用用运运动动副副的的简简化化符符号号（3）.表表2-1返回首页返回首页常常用用运运动动副副的的简简化化符符号号表表2-1返回首页返回首页.运动链运动链运动链运动链 构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统称为运动链。构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统称为运动链。构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统称为运动链。构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统称为运动链。（1 1）闭链：组成运动链的构件构成了首末封闭的系统，）闭链：组成运动链的构件构成了首末封闭的系统，）闭链：组成运动链的构件构成了首末封闭的系统，）闭链：组成运动链的构件构成了首末封闭的系统，如如如如图图图图2-62-6，a a、b b（2 2）开链：组成运动链的构件未构成首末封闭的系统，）开链：组成运动链的构件未构成首末封闭的系统，）开链：组成运动链的构件未构成首末封闭的系统，）开链：组成运动链的构件未构成首末封闭的系统，如如如如图图图图2-62-6，c c、d d此外，根据运动链中各构件相对运动为平面还此外，根据运动链中各构件相对运动为平面还此外，根据运动链中各构件相对运动为平面还此外，根据运动链中各构件相对运动为平面还 是空间运动，分是空间运动，分是空间运动，分是空间运动，分为：为：为：为：平面运动链（平面运动链（平面运动链（平面运动链（如如如如图图图图2-62-6所示）所示）所示）所示）空间运动链（空间运动链（空间运动链（空间运动链（如如如如图图图图2-72-7所示）所示）所示）所示）返回首页返回首页4 4、机构、机构、机构、机构n n机构：如果运动链中的一个构件固定作为机架时机构：如果运动链中的一个构件固定作为机架时机构：如果运动链中的一个构件固定作为机架时机构：如果运动链中的一个构件固定作为机架时 则这种运则这种运则这种运则这种运动链称为机构。动链称为机构。动链称为机构。动链称为机构。n n机构中各构件的名称：机构中各构件的名称：机构中各构件的名称：机构中各构件的名称：机机机机架：设定固定不动的构件。架：设定固定不动的构件。架：设定固定不动的构件。架：设定固定不动的构件。原动件：机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。原动件：机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。原动件：机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。原动件：机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。从动件：构件中其余的活动构件。从动件：构件中其余的活动构件。从动件：构件中其余的活动构件。从动件：构件中其余的活动构件。n n根据各构件间的相对运动为平面运动或空间运动，机构可分根据各构件间的相对运动为平面运动或空间运动，机构可分根据各构件间的相对运动为平面运动或空间运动，机构可分根据各构件间的相对运动为平面运动或空间运动，机构可分为：为：为：为：平面机构（应用较广泛）平面机构（应用较广泛）平面机构（应用较广泛）平面机构（应用较广泛）空间机构空间机构空间机构空间机构 返回首页返回首页2-3机构运动简图机构运动简图1.1.机构运动简图：机构运动简图：机构运动简图：机构运动简图：用简单的线条和符号代表构件和运用简单的线条和符号代表构件和运用简单的线条和符号代表构件和运用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传动情况，这样绘制出的简明图形。传动情况，这样绘制出的简明图形。传动情况，这样绘制出的简明图形。传动情况，这样绘制出的简明图形。常用机构运动简图符号如常用机构运动简图符号如常用机构运动简图符号如常用机构运动简图符号如表表表表2-22-2所示。所示。所示。所示。返回首页返回首页一一一一般般般般构构构构件件件件的的的的表表表表示示示示方方方方法法法法如如如如表表表表返回首页返回首页表表2-32、绘制机构运动简图的步骤、绘制机构运动简图的步骤（1 1）、观察机构的组成、运动情况，分析运动副（找中心、）、观察机构的组成、运动情况，分析运动副（找中心、）、观察机构的组成、运动情况，分析运动副（找中心、）、观察机构的组成、运动情况，分析运动副（找中心、找方向从原动件开始，顺着运动传递路线，依次找方向从原动件开始，顺着运动传递路线，依次找方向从原动件开始，顺着运动传递路线，依次找方向从原动件开始，顺着运动传递路线，依次进行）；进行）；进行）；进行）；（2 2）、选择投影面（视图）；一般以机械的多数构件的运）、选择投影面（视图）；一般以机械的多数构件的运）、选择投影面（视图）；一般以机械的多数构件的运）、选择投影面（视图）；一般以机械的多数构件的运动平面为投影面（不要垂直运动平面），必要时要可补动平面为投影面（不要垂直运动平面），必要时要可补动平面为投影面（不要垂直运动平面），必要时要可补动平面为投影面（不要垂直运动平面），必要时要可补充辅助视图；充辅助视图；充辅助视图；充辅助视图；（3 3）、选择适当的比例尺）、选择适当的比例尺）、选择适当的比例尺）、选择适当的比例尺 l l；l l=实际长度实际长度实际长度实际长度m/m/图示长度图示长度图示长度图示长度mmmm（4 4）、定出各运动副相对位置，用规定的符号和线条绘出）、定出各运动副相对位置，用规定的符号和线条绘出）、定出各运动副相对位置，用规定的符号和线条绘出）、定出各运动副相对位置，用规定的符号和线条绘出简图，原动件上标上箭头（指示运动方向）简图，原动件上标上箭头（指示运动方向）简图，原动件上标上箭头（指示运动方向）简图，原动件上标上箭头（指示运动方向）返回首页返回首页3、机构运动简图绘制举例、机构运动简图绘制举例 例例例例2-12-1图图图图2-82-8，a a所示为所示为所示为所示为一颚式破碎机。一颚式破碎机。一颚式破碎机。一颚式破碎机。n n当曲轴当曲轴当曲轴当曲轴1 1绕轴心绕轴心绕轴心绕轴心OO连连连连续回转时，动颚板续回转时，动颚板续回转时，动颚板续回转时，动颚板5 5绕轴心绕轴心绕轴心绕轴心F F往复摆动，往复摆动，往复摆动，往复摆动，从而将碎石轧碎。从而将碎石轧碎。从而将碎石轧碎。从而将碎石轧碎。n n试绘制此破碎机的试绘制此破碎机的试绘制此破碎机的试绘制此破碎机的机构运动简图。机构运动简图。机构运动简图。机构运动简图。返回首页返回首页解解解解：原动件：曲轴原动件：曲轴原动件：曲轴原动件：曲轴1 1 1 1；执行部分：动颚板执行部分：动颚板执行部分：动颚板执行部分：动颚板5 5 5 5。循着运动传递路线，它由曲轴循着运动传递路线，它由曲轴循着运动传递路线，它由曲轴循着运动传递路线，它由曲轴1 1 1 1，构件，构件，构件，构件2 2 2 2、3 3 3 3、4 4 4 4，动颚板，动颚板，动颚板，动颚板5 5 5 5和机架和机架和机架和机架6 6 6 6等组成。等组成。等组成。等组成。曲轴曲轴曲轴曲轴1 1 1 1和机架和机架和机架和机架6 6 6 6、构件、构件、构件、构件2 2 2 2在在在在O O O O、A A A A分别构成转动副。分别构成转动副。分别构成转动副。分别构成转动副。构件构件构件构件2 2 2 2与构件与构件与构件与构件3 3 3 3、4 4 4 4在在在在D D D D、B B B B两点分别构成转动副。两点分别构成转动副。两点分别构成转动副。两点分别构成转动副。构件构件构件构件3 3 3 3与机架与机架与机架与机架6 6 6 6在在在在E E E E点构成转动副。点构成转动副。点构成转动副。点构成转动副。动颚板动颚板动颚板动颚板5 5 5 5与构件与构件与构件与构件4 4 4 4、机架、机架、机架、机架6 6 6 6分别在分别在分别在分别在C C C C、F F F F点构成转动副。点构成转动副。点构成转动副。点构成转动副。搞清组成后，选定视图平面和比例尺，并定出各转动副搞清组成后，选定视图平面和比例尺，并定出各转动副搞清组成后，选定视图平面和比例尺，并定出各转动副搞清组成后，选定视图平面和比例尺，并定出各转动副O O O O、A A A A、B B B B、C C C C、D D D D、E E E E、F F F F的位置，即可绘出其机构运动简图，的位置，即可绘出其机构运动简图，的位置，即可绘出其机构运动简图，的位置，即可绘出其机构运动简图，如如如如图图图图b b b b所示。所示。所示。所示。返回首页返回首页2-4机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件n n机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动机构的自由度数目和机构原动件的数目与机构的运动有着密切的关系：有着密切的关系：有着密切的关系：有着密切的关系：(1)(1)若机构自由度若机构自由度若机构自由度若机构自由度00，则机构不能动；，则机构不能动；，则机构不能动；，则机构不能动；(2)(2)若若若若00，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。运动是确定的；这就是机构具有确定运动的条件。(3)(3)若若若若00，且多于原动件数，则构件间的运动是不确定，且多于原动件数，则构件间的运动是不确定，且多于原动件数，则构件间的运动是不确定，且多于原动件数，则构件间的运动是不确定的；的；的；的；(4)(4)若若若若00，且少于原动件数，则构件间不能运动或产生，且少于原动件数，则构件间不能运动或产生，且少于原动件数，则构件间不能运动或产生，且少于原动件数，则构件间不能运动或产生破坏。破坏。破坏。破坏。返回首页返回首页例例例例2-2-22试绘制试绘制 图图1-11-1，a a所所示内燃机的示内燃机的机构运动简机构运动简图。图。返回首页返回首页解解解解：如前所述，其主体机构是：如前所述，其主体机构是：如前所述，其主体机构是：如前所述，其主体机构是：曲柄滑块机构：由汽缸曲柄滑块机构：由汽缸曲柄滑块机构：由汽缸曲柄滑块机构：由汽缸1111、活塞、活塞、活塞、活塞1010、连杆、连杆、连杆、连杆3 3和曲轴和曲轴和曲轴和曲轴4 4组成组成组成组成齿轮机构齿轮机构齿轮机构齿轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构在燃气的压力作用下，活塞在燃气的压力作用下，活塞在燃气的压力作用下，活塞在燃气的压力作用下，活塞1010首先运动，再通过连杆首先运动，再通过连杆首先运动，再通过连杆首先运动，再通过连杆3 3使曲轴使曲轴使曲轴使曲轴4 4输出回转运动；输出回转运动；输出回转运动；输出回转运动；而为了控制进气和排气，由固装于曲轴而为了控制进气和排气，由固装于曲轴而为了控制进气和排气，由固装于曲轴而为了控制进气和排气，由固装于曲轴4 4上的小齿轮上的小齿轮上的小齿轮上的小齿轮1 1带动固装带动固装带动固装带动固装于凸轮轴于凸轮轴于凸轮轴于凸轮轴7 7上的大齿轮上的大齿轮上的大齿轮上的大齿轮1818使凸轮轴回转，再有凸轮轴使凸轮轴回转，再有凸轮轴使凸轮轴回转，再有凸轮轴使凸轮轴回转，再有凸轮轴7 7上的两上的两上的两上的两个凸轮，分别推动推杆个凸轮，分别推动推杆个凸轮，分别推动推杆个凸轮，分别推动推杆8 8及及及及9 9以控制进气阀以控制进气阀以控制进气阀以控制进气阀1212和排气阀和排气阀和排气阀和排气阀1717。把其构造情况搞清楚后，选定视图平面和比例尺，即不难绘出把其构造情况搞清楚后，选定视图平面和比例尺，即不难绘出把其构造情况搞清楚后，选定视图平面和比例尺，即不难绘出把其构造情况搞清楚后，选定视图平面和比例尺，即不难绘出其机构运动简图，其机构运动简图，其机构运动简图，其机构运动简图，如如如如图图图图b b所示。所示。所示。所示。返回首页返回首页2-5机构自由度的计算机构自由度的计算机构自由度：机构中各构件相对机架所能有的独立运动的数目。机构自由度：机构中各构件相对机架所能有的独立运动的数目。机构自由度：机构中各构件相对机架所能有的独立运动的数目。机构自由度：机构中各构件相对机架所能有的独立运动的数目。1 1平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式平面机构自由度的计算公式n n一个不受约束的构件在平面中的运动是三个自由度，设一个不受约束的构件在平面中的运动是三个自由度，设一个不受约束的构件在平面中的运动是三个自由度，设一个不受约束的构件在平面中的运动是三个自由度，设活动构件活动构件活动构件活动构件：n n个个个个低低低低副：副：副：副：P PL L 个个个个 高高高高副：副：副：副：P PHH个个个个共：共：共：共：(2(2 P PL L+P+PHH)个约束，个约束，个约束，个约束，机构的自由度机构的自由度机构的自由度机构的自由度F F显然为：显然为：显然为：显然为：F=F=3 3n n-(2-(2P PL