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第三章 平面机构的结构分析 §3.1 基本概念 §3.2 机构运动简图 §3.3 平面机构的自由度计算 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第1页。 学习重点 1. 搞清运动副、运动链、约束和自由度等基本概念 2. 能读懂常用机构的机构运动简图 3. 能掌握平面机构的自由度计算 学习难点 复合铰链、局部自由度和虚约束的识别和处理 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第2页。 §3.1 基本概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。→输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。→输出构件 一、机构的组成 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第3页。 二、运动副 运动副 构件之间的可动联接 运动副元素 两构件上参与接触而构成运动副的部分 点 面 线 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第4页。 三、自由度、约束 对构件施加的约束个数等于其自由度减少的个数。 在平面内作自由运动的构件具有3个自由度；在三维空间作自由运动的构件具有6个自由度。 y x A B 自由度 构件具有独立运动参数的数目 （相对于参考系） 约 束 运动副对构件间相对运动的限制作用 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第5页。 1. 低副—— 两构件以面接触而形成的运动副。 A.转动副：两构件只能作相对转动，又称作铰链。 自由度数 1， 只能转动；?约 束 数 2， 失去了沿X、Y方向的移动。 四、运动副类型及其代表符号 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第6页。 B.移动副：两构件只能作相对移动。 自由度数 1， 只能X方向移动； ?约 束 数 2， 失去Y方向移动和转动。 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第7页。 2. 高副—— 两构件以点或线接触而构  成的运动副。 自由度数 2， 保持切线方向的移动和转动?约 束 数 1， 失去法线方向的移动。 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第8页。 3. 空间运动副 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第9页。 五、运动链 运动链:若干个构件通过运动副联接而成的相互间可作相 对运动的系统。 闭式运动链简称闭链：运动链的各构件首尾封闭 开式运动链简称开链：未构成首尾封闭的系统 （a） （b） (c) (a)、(b)平面闭链; (c)平面开链； 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第10页。 定义：用运动副代表符号和简单线条来反映机构中各构 件之间运动关系的简图。 §3.2 机构运动简图 构件均用形象、简洁的直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第11页。 实 例 F=3n- 2PL-PH=3×5-2×7-0=1 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第12页。 为什么要计算机构自由度？?? §3.3 平面机构的自由度计算 一、机构自由度计算公式 式中， 为活动构件个数; 为低副个数; 为高副个数。 机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。（与构件数目，运动副的类型和数目有关） 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第13页。 计算实例 (a)双曲线画规机构 (b) 牛头刨床机构 F=3n- 2PL-PH=3×5-2×7-0=1 F=3n- 2PL-PH=3×6-2×8-1=1 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第14页。 机构要能运动，它的自由度必须大于零。 二、平面机构具有确定相对运动的条件? F≤0，构件间无相对运动，不成为机构。 F0, 原动件数W=F，运动确定 原动件数WF，运动不确定 原动件数WF，机构破坏 故机构具有确定运动的条件是： 原动件数目应等于机构的自由度数目。 W=F 且 F＞0　 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第15页。 三、 注意事项 1.复合铰链：两个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。由M个构件组成的复合铰链包含的转动副数目应为（M-1）个 ? F=3n- 2PL-PH =3*5-2*6-0 =3≠W F=3n- 2PL-PH =3*5-2*7-0 =1=W 机械设计基础课件ppt全文共20页，当前为第16页。 2.局部自由度 在某些机构中，不影响其