第一章平面机构的自由度和速度分析主要内容熟悉机构运动简图的绘制方法。掌握平面机构自由度的分析和计算。熟悉用瞬心法作机构的速度分析。所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构。工程中常见的机构大多数属于平面机构，因此，本章只讨论平面机构。§1－1运动副及其分类A.两个构件、B.直接接触、C.有相对运动1.低副－两构件通过面接触组成的运动副。根据两构件间的相对运动形式，低副又分为移动副和转动副。移动副－若组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动，这种运动副称为移动副。转动副－若组成运动副的两构件只能在平面内相对转动，这种运动副称为转动副，或称为铰链。2．高副－两构件通过点或线接触组成的运动副§1－2平面机构的运动简图一、机构运动简图机构运动简图：按一定的比例，用规定的运动副及构件符号来表示机构各运动副及构件之间的位置关系、各构件间的相对运动关系的简化图形。从定义可以看出：绘制机构运动简图的关键是正确表示各运动副和构件之间的位置关系和运动关系。机构运动简图应满足的条件：1.构件数目与实际相同二、运动副和构件的表示方法（2）移动副表示方法（3）高副表示方法常见运动副符号的表示:国标GB4460－84常用运动副的符号平面高副2.构件的表示方法构件的相对运动是由运动副决定的，所以在表示机构运动简图中的构件时，把构件上的运动副按照其相对位置先用符号表示出来，再用简单的线条连接起来。表示方法如图1-8所示。构件的表示方法:一般构件的表示方法三副构件注意事项:机构中的构件可分为三类：（1）固定件构件（机架）：用来支撑活动构件（运动构件）的构件。（2）原动件（主动件）：运动规律已知的活动构件。它的运动是由外界输入的,故又称为输入构件。（3）从动件：机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。运动链－两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。D1绘制图示活塞泵的运动简图μL§1－3平面机构的自由度自由度是构件可能出现的独立运动。任何一个构件在空间自由运动时皆有六个自由度。它可表达为在直角坐标系内沿着三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。一、平面机构自由度计算公式（1）移动副如图所示，转动副约束了沿x、y轴移动的自由度，只保留一个转动的自由度。因此:每个低副引入两个约束，使机构失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使机构失去一个自由度。如果一个平面机构中有n个活动构件（机架不计在内）；其中有PL个低副和PH个高副。那么这些活动构件在未用运动副联接之前的自由度总数为3n。当用PL个低副和PH个高副联接成机构之后，全部运动副所引入的约束为2PL+PH例1.计算曲柄滑块机构的自由度。例2.计算五杆铰链机构的自由度例3.计算图示凸轮机构的自由度。二、机构具有确定运动的条件如图所示的五杆机构中，原动件数等于1，机构自由度F=34-25=2。由于原动件数<F，因此其运动是不确定的。如图所示的四杆机构中，原动件数等于2，构件自由度F=33-23=1。由于原动件数>F，因此无法运动。如图1-8的机构中，原动件数等于0，构件自由度F=34-26=0。由于F=0，机构无法运动。2.局部自由度：机构中常出现一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度（或多余自由度）。在计算机构自由度时，可预先排除。因此，滚子绕其自身轴线的转动为机构的局部自由度，在计算机构的自由度时，因预先将转动副C除去不计，或如图1-10(b)所示，设想将滚子3与从动件2固联在一起作为一个构件来考虑。3．虚约束（2）两个构件之间组成多个轴线重合的回转副时，只有一个回转副起作用，其余都是虚约束。如图1-12所示，两个轴承支撑一根轴，只能看作一个回转副。（3）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分，也为虚约束。如图1-13所示的轮系中，中心轮经过两个对称布置的小齿轮2和2’驱动内齿轮3，其中有一个小齿轮对传递运动不起独立作用。但由于第二个小齿轮的加入，使机构增加了一个虚约束。应当注意，对于虚约束，从机构的运动观点来看是多余的，但从增强构件刚度，改善机构受力状况等方面来看，都是必须的。例1-7试计算图1-14(a)所示的大筛机构的自由度，并判断它是否有确定的运动。B出现虚约束的场合：1.两构件联接前后，联接点的轨迹重合，4.运动时，两构件上的两点距离始终不变。6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合。虚约束的作用：①改善构件的受力情况，如多个行星轮。A§1－4速度瞬心及其在机构速度分析中的应用机构速度分析的图解法有：速度瞬心法、相对运动法、线图法。瞬心法尤其适合于简单机构的运动分析。2.瞬心数目3.机构瞬心位置的确定3二、速度瞬心在机构速度分析中的应用ω2ω3结论:（1）两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的距离之反比。（2）角速