《机械设计》2021年机械设计考研考点归纳
第1章 平面机构
1.1 考点归纳
一、运动副及其分类
运动副是指使两个构件直接接触并能产生相对运动的连接。 运动副元素是指构件上参与接触的点、线、面。 按照接触特性，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 1．低副
低副是指两构件通过面接触组成的运动副，又可分为转动副和移动副。
（1）转动副是指组成运动副的两构件只能在平面内相对转动的运动副，又称铰链。 （2）移动副是指组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动的运动副。 2．高副
高副是指两构件通过点或线接触组成的运动副。 二、平面机构运动简图
仅用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置，来表明机构间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。 1．机构中运动副表示方法
机构运动简图中的运动副的表示方法如图1-1所示。
图1-1 平面运动副的表示方法
2．构件的表示方法
构件的表示方法如图1-2所示。
图1-2 构件的表示方法
3．机构中构件的分类 （1）机架(固定构件)
机架是用来支承活动构件的构件。 （2）主动件(原动件)
主动件是运动规律已知的活动构件，其运动是由外界输入的，又称输入构件。 （3）从动件
从动件是指机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。其相对于机架有确定的相对运动。 三、平面机构的自由度
活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数称为机构自由度，以F表示。 1．平面机构自由度计算公式
式中，n——机构中活动构件数（机架不是活动构件）；—高副的个数。
机构具有确定运动的条件：机构的自由度2．计算平面机构自由度的注意事项 （1）复合铰链
——低副的个数；—
，且F等于原动件数。
两个以上构件在同一处用转动副相连接构成复合铰链。
在计算时，由K个构件组成的复合铰链，共有（K―1）个转动副。 （2）局部自由度
机构中与输出构件的运动无关的自由度称为局部自由度（或称多余自由度），计算自由度时应减去。 （3）虚约束
对机构起重复约束作用的约束称为虚约束或消极约束，计算自由度时应除去不计。 四、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 1．速度瞬心及其求法 （1）速度瞬心 ①定义
两刚体上绝对速度相同的重合点称为瞬心。 若两构件都是运动的，其瞬心称为相对瞬心； 若两构件中有一个是静止的，其瞬心称为绝对瞬心。 ②计算
对于由K个构件组成的机构，其瞬心总数：
（2）瞬心位置的确定 ①根据定义确定
a．当两构件组成转动副时，转动副的中心是其瞬心；
b．当两构件组成移动副时，所有重合点的相对速度方向都平行于移动方向，其瞬心位于导路垂线的无穷远处；
c．当两构件组成纯滚动高副时，接触点相对速度为零，接触点是其瞬心； d．当两构件组成滑动兼滚动的高副时，接触点的速度沿切线方向，其瞬心应位于过接触点的公法线上。 ②根据三心定理确定
三心定理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 2．瞬心在速度分析上的应用
用速度瞬心法进行机构的运动分析时，首先要确定各瞬心的位置，然后根据瞬心的定义进行速度求解。
（1）瞬心法只能对机构进行速度分析，不能用于加速度分析； （2）适用于构件数目较少的情况。 五、平面四杆机构的基本类型及其应用 1．铰链四杆机构
全部用转动副相连的平面四杆机构称为平面铰链四杆机构，简称铰链四杆机构，如图1-3所示。
图1-3 铰链四杆机构及其组成
铰链四杆机构的三种基本形式： （1）曲柄摇杆机构； （2）双曲柄机构； （3）双摇杆机构。
2．含一个移动副的四杆机构
此类型的四杆机构主要有四种形式：曲柄滑块机构、曲柄导杆机构、曲柄摇块机构和曲柄定块机构，分别如图1-4所示。
曲柄滑块机构 曲柄导杆机构 曲柄摇块机构 曲柄定块机构
图1-4
3．含两个移动副的四杆机构
含有两个移动副的四杆机构称为双滑块机构。 按照两个移动副所处位置的不同，又可分为四种形式： （1）正切机构：两个移动副不相邻；
（2）正弦机构：两个移动副相邻且其中一个移动副与机架相关联； （3）两个移动副相邻且均不与机架相关联； （4）两个移动副都与机架相关联。 4．具有偏心轮的四杆机构
该种机构如图1-5（a）、（b）所示，相对应的机构简图分别如图1-5（c）、（所示。
d）
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