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[!--downpath--]机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析本章要解决问题预制构件组合具有确定相对运动的条件是哪些?如何勾画机构运动简图、机构自由度的估算。何谓速率瞬心？速率瞬心有什么用途？基本要求自由度、运动副、瞬心、复合合页、局部自由度、虚约束；能正确估算平面机构的自由度；能勾画简单机械的机构运动简图；能正确判断瞬心。重点机构自由度的估算;机构运动简图勾画。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析1－1运动副及其分类预制构件与零件零件是机器中的一个独立制造单元体；预制构件是机器中的一个独立运动单元体。从运动来看，任何机器都是由若干个预制构件组合而成的。任何机器都是由许多零件组合而成的。汽缸体曲轴体曲轴头凸轮蜗杆活塞预制构件常常是由若干零件刚性地连接在一起的独立运动的整体真实曲轴曲轴体曲轴头螺钉螺丝螺帽机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析与动力源组合机器的组成(从运动观点看)由预制构件组成(从制造观点看)由零件组成机械机器机构预制构件零件通用零件专用零件原动预制构件从动预制构件零件预制构件机构机器静连接动连接(运动副)视频：零件的加工方式机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析平面运动预制构件的自由度自由度：把预制构件相对于参考系具有的独立运动参数的数量称为自由度。
推论：一个作平面运动的自由预制构件有三个自由度。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析二、运动副二、运动副运动副:两预制构件直接接触而产生的可动连接机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析运动副分类运动副分类按相对运动分类机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析按接触方式分类：高副：点、线接触平面低副空间低副空间低副平面低副平面低副机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析按相对运动分类：运动副的性质（即运动副引入的约束）确定了两预制构件的相对运动按相对运动分类：转动副：相对转动——回转副(合页)联通副：相对联通螺旋副：螺旋运动球面副：球面运动机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析运动副类型小结平面低副:转动副、移动副（面接触）平面高副:蜗杆副、凸轮副（点、线接触）空间低副:螺旋副、球面副、圆柱副（面接触）空间高副:球和圆锥与平面、球与圆锥副(点、线接触)运动副特点:运动副一经产生,组成它的两个预制构件间的可能的相对运动就确定。并且这些可能的相对运动,动副类型有关,而与运动副的具体结构无关。工程上常用一些规定的符号代表运动副机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析平面副低副：转动副、移动副(面接触)高副：蜗杆副、凸轮副(点、线接触)机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析空间副高副：点、线接触球面副螺旋副了解机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析运动链:两个以上的预制构件通过运动副联接而构成的系统。
闭式运动链()单封闭回路闭链（p为运动副数，N为预制构件数）多封闭回路运动闭链(k为回路数)开式运动链()开式运动链广泛应用于机械手和机器人中。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析2、机构机构:在运动链上将一预制构件固定为机架,而通过某种形式使其余预制构件都具有确定运动，则运动链便成为机构。其余预制构件运动是否确定？机构满足条件在另一个（或几个）预制构件上加上已知运动固定一个预制构件机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析同一运动链可以生成的不同机构：曲柄滑块机构摇块机构导杆机构运动链的生成是创造、获取新机构的重要手段。运动链的设计只关注预制构件数和连接那些预制构件的运动副的数目和类型，所以又称为机构的型数综合。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析从动件机架机构机架：固定不动的预制构件机构中按给定的运动规律独立运动的预制构件。从动件:其余的可动预制构件曲轴与连架杆：预制构件的类型：起码1个从动件系统机构机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析按照机构中各预制构件的相对运动是否在同一平面或平行平面内，可将机构分为平面机构和空间机构。
空间RSRC机构球面4R机构空间RSSP机构平面机构是我们的主要研究对象。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析例题1－2平面机构运动简图机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析机构各部份的运动，取决于：原动件的运动规律、各运动副的类型、机构的运动规格(确定各运动副相对位置的规格)机构运动简图:（表示机构运动特点的一种工程用图）用简单腰线表示预制构件规定符号代表运动副按比列定出运动副的相对位置与原机械具有完全相同的运动特点比较：机构示意图：没严格依照比列勾画的机构运动简图用途：剖析现有机械，构思设计新机械机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率分析三副预制构件机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析联通副转动动漫１转动动漫２联通动漫１联通动漫２联通动漫３继续机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析续运动副的表示方式高副（蜗杆副、凸轮副）动漫１动漫２机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度剖析图上规格(mm)mm实际规格1）剖析机构，观察相对运动，数清所有预制构件的数量；2）确定所有运动副的类型和数量；4）确定比列尺：5）用规定的符号和腰线勾画成简图。（从原动件开始画)3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特点）；机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析例1:运动简图的勾画剖析大型压力机编号原则：注意分辨位置重叠的不同预制构件和同轴刚性连接的多个零件。
后者分别编号，前者采用一个编号，加`以示区别。1.剖析整个机构的工作原理机构组成动作原理和运动情况偏心轮1蜗杆1`滑块7压头8执行预制构件机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析2.顺着传动路线，剖析相邻预制构件之间的相对运动关系，确定运动副的类型和数量。转动副联通副平面高副机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析选择适当的视图平面选择原则可以选择其他视图平面作为补充。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析绘图选择机架提取预制构件的运动规格确定比列尺选择机构运动中的一个状态确定各运动副位置，绘图编号：A、B、C…表示运动副…表示固定转轴原动件的运动方向动漫机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析例２:勾画内燃机的机构运动简图机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析汽缸体1活塞2进气阀3排气阀4曲轴5凸轮6曲轴7蜗杆10解：1）剖析运动，确定预制构件的类型和数目2）确定运动副的类型和数量3）选择视图平面4）选定比列尺，按照机构运动规格，定出各运动副间的相对位置5）画出各运动副和机构符号，并表示出各预制构件机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析内燃机工作原理机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析勾画颚式破碎机的机构运动简图机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析勾画图示机构运动简图机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析勾画图示牛头铣床主运动机构运动简图机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析例6：勾画图示水泵机构运动简图机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析几种特殊结构的处理复合合页局部自由度虚约束小结1－3平面机构的自由度机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析平面运动预制构件的自由度(预制构件可能出现的独立运动)平面运动副引入的约束R(对独立的运动所加的限制)自由度降低转动副（或合页）两预制构件只能在一个平面内作相对转动。
限制两个自由度：（两个联通）保留一个自由度（转动）机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析联通副限制两个自由度：（一个联通，一个转动）保留一个自由度（联通机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析限制一个自由度：（一个联通）保留两个自由度（一个联通，一个转推论：平面低副引入两个约束，平面高副引入一个约束。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析平面机构自由度估算公式假如：活动预制构件数：n未联接前总自由度：3n联接后引入的总约束数：2p机构自由度F：F=3n机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析机构自由度举例：机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析2－23－0=0机构具有确定运动的条件如图所示的平面三预制构件运动链，其自由度表明该运动链中各预制构件间已无相对运动，只构成了一个刚性桁架，因此不能成为机构。注：要使所设计的运动链成为机构，组成运动链的各预制构件之间必须具有确定的相对运动。不能形成运动或作无规则运动的运动链均不能成为机构。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析3－25－0=-1表明该运动链因为约束过多，已成为超静定桁架了，也不能成为机构。
机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析3－24－0=若取预制构件若取预制构件11为原动件，则预制构件为原动件，则预制构件11时常转过一个角度机械自由度计算例题详解，预制构件转过一个角度，预制构件22和预制构件和预制构件33便有便有一个确定的相对运动，也就是说这一个确定的相对运动，也就是说这个运动链能成为机构。个运动链能成为机构。假如同时使预制构件假如同时使预制构件3也成为原动件，也成为原动件，则运动链内部的运动关系将发生矛则运动链内部的运动关系将发生矛盾，最薄弱的预制构件将毁坏盾，最薄弱的预制构件将毁坏说明：要使自由度小于零的运动链成为机构，原动件的数量不可少于运动链的自由度数。机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速率剖析4－25－0=若同时取预制构件若同时取预制构件11和预制构件和预制构件44作为原动件，则作为原动件机械自由度计算例题详解，则可以看出，预制构件可以看出，预制构件22和预制构件和预制构件3具有确定的运动，具有确定的运动，即该运动链能成为机构。即该运动链能成为机构。假如只取预制构件１为原动件，处于AB位置时，