第一章平面機構運動簡圖及自由度
§1-1 平面機構的組成
1.構件
§1-1 平面機構的組成
1.構件
1.構件
從運動角度來看，任何機器（或機構）都是由許多獨立運動單元體組合而成的，這些獨立運動單元體稱為構件。
從加工製造角度來看，任何機器（或機構）都是由許多獨立製造單元體組合而成零件，這些獨立製造單元體稱為零件。
構件可以是一個零件；也可以是由一個以上的零件組成。圖示內燃機中的連桿就是由單獨加工的連桿體、連桿頭、軸瓦、螺桿、螺母、軸套等零件組成的。這些零件分別加工製造，但是當它們裝配成連桿后則作為一個整體運動，相互之間不產生相對運動。
2.運動副
1）運動副定義
機構中各個構件之間必須有確定的相對運動，因此，構件的連接既要使兩個構件直接接觸，又能產生一定的相對運動，這種直接接觸的活動連接稱為運動副。
2） 運動副的分類
（1）按兩個構件運動關係分為平面運動副和空間運動副
（2）按其接觸形式分：高副點線接觸的運動副
低副面接觸的運動副。
（3）按其相對運動形式分轉動副（迴轉副或鉸鏈）移動副、螺旋副、球面副。
3.機構
3.機構
具有固定構件的運動鏈稱為機構。
機 架機構中的固定構件；一般機架相對地面固定不動，
原動件： 按給定已知運動規律獨立運動的構件；
從動件： 機構中其餘活動構件。其運動規律決定於原動件的運動規律和機構的結構和構件的尺寸。
機構常分為平面機構和空間機構兩類，其中平面機構應用最為廣泛。
§1-2 平面機構運動簡圖
§1-2 平面機構運動簡圖
一、用規定的符號和線條按一定的比例表示構件和運動副的相對位置，並能完全反映機構特徵的簡圖。
二、繪製：
1、運動副的符號
轉動副：
2、構件符號：
3、機構運動簡圖的繪製，（模型，鄂式破碎機）
1）分析機構，觀察相對運動；
2）找出所有的構件與運動副；
3）選擇合理的位置，即能充分反映機構的特性；
4）確定比例尺，
5）用規定的符號和線條繪製成間圖。（從原動件開始畫）
【例2-1】
如圖2-6所示為以顎式碎礦機。當曲軸2繞其軸心O連續轉動時，動顎板3作往複擺動，從而將處於動顎板3和固定顎板6之間的礦石7軋碎。試繪製此碎礦機的機構運動簡圖。
解：（1）運動分析
（1）運動分析 右圖所示
此碎礦機由原動件曲軸2（構件1為固裝於曲軸2上的飛輪）、動顎板3、擺桿4、機架5等4個構件組成，固定顎板6是固定安裝在機架上的。
曲軸2於機架5在O點構成轉動副（即飛輪的迴轉中心）；曲軸2與動顎板3也構成轉動副，其軸心在A點（即動顎板繞曲軸的迴轉幾何中心）；擺桿4分別與動顎板3和機架5在B、C兩點構成轉動副。
其運動傳遞為：電機 皮帶 曲軸 動顎板 擺桿。
所以，其機構原動件為曲軸，從動件為擺桿、構件3、機架5共同構成曲柄搖桿機構。
（2）按圖量取尺寸，選取合適的比例尺，確定O、A、B、C四個轉動副的位置，即可繪製出機
構運動簡圖。最後標出原動件的轉動方向。
由圖可以看出，O、C在同一垂直線上。量取OA=3mm，AB=25mm，BC=14mm，OC=22mm。
§1-3 平面機構的自由度
機構的自由度：機構中各構件相對於機架所能有的獨立運動的數目。
一、計算機構自由度（設n個活動構件，PL個低副，PH個高副）
F=3n-2PL-PH
二、機構具有確定運動的條件
（原動件數>F，機構破壞）
鉸鏈四桿機構
F=3*3-2*4-0=1
原動件數=機構自由度
鉸鏈五桿機構
F=3*4-2*5-0=2
原動件數機構自由度
原動件數<機構自由度數，機構運動不確定（任意亂動）
機構具有確定運動的條件是：機構的自由度數等於機構的原動件數，既機構有多少個自由度，就應該給機構多少個原動件。
：機構的自由度數等於機構的原動件數，既機構有多少個自由度，就應該給機構多少個原動件。
三、計算機構自由度時應注意的問題
1．複合鉸鏈
三個或三個以上構件在同一處構成共軸線轉動副的鉸鏈，我們稱為複合鉸鏈（如圖所示）。
若有m個構件組成複合鉸鏈，則複合鉸鏈處的轉動副數應為（m-1）個。
2．局部自由度
機構中某些構件具有局部的、不影響其它構件運動的自由度，同時與輸出運動無關的自由度我們稱為局部自由度。對於含有局部自由度的機構在計算自由度時，不考慮局部自由度。
如圖凸輪機構：
如認為：
F=3x3-2x3-1=2
是錯誤的。
n=2，Pl=2，Ph＝1，由公式得：
F=3x2-2x2-1=1。
（3）虛約束：
在特殊的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重複的，這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。
