第2章　机构的组成及分析

教学目标：

本章主要介绍机构的组成，机构运动简图的绘制方法，分析机构具有确定运动的条件以及用瞬心法对机构进行速度分析。

本章重点是机构运动简图的绘制和机构自由度的计算。

通过本章的学习，要求读者熟悉构件自由度、约束和运动副的概念，掌握各种平面运动副的一般表示方法；能够看懂教材中的平面机构运动简图，通过实训初步掌握将实际机构绘制成机构运动简图的技能；能够识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，会运用公式计算平面机构的自由度并判断其运动是否确定；能够进行简单平面机构的速度分析。

教学重点和难点：

◆　绘制平面机构的运动简图

◆　机构自由度的计算

◆　机构具有确定运动的条件

◆　速度瞬心法在机构速度分析中的应用

案例导入：

图2.1所示为液压挖掘机，主要是由履带13、机身1、大臂2、小臂7以及铲斗12等构件组成。挖掘机工作时，液压油缸4、5、8分别提供了大臂、小臂和铲斗运动的动力，使铲斗在其工作空间内，能够实现挖掘、抬起和倾倒等动作。

本例中机身1、液压油缸4、活塞杆3和大臂2组成了一个平面四杆机构，该机构可以实现液压挖掘机大臂2绕机身1的摆动；液压油缸5、活塞杆6、小臂7和大臂2组成了另外一个平面四杆机构，该机构可以实现液压挖掘机小臂7绕大臂2的摆动；液压油缸8、活塞杆9、小臂7、摆杆10、连杆11和铲斗12组成了一个六杆机构，该机构可以实现铲斗绕小臂7的摆动。

液压挖掘机工作时，通过以上机构的联合运动，就可以准确地实现液压挖掘机铲斗的各种动作。要保证铲斗运动的确定性，就要研究与之相关的因素。

本例中铲斗的运动与液压挖掘机中构件的数量有关，与构件之间的连接方式、连接尺寸有关，与液压挖掘机中液压缸（主动件）的数量有关，与各机构的形式和组合方式有关。因此，铲斗的运动问题是设计液压挖掘机必须考虑的主要问题之一。

所以本章将主要讨论机器中构件的数量、各构件之间的连接方式、主动件的数量等因素与构件运动确定性之间的关系。