第一章平面机构的自由度
考点
重要程度
占分
常见题型
1.构件、零件概念
★★★
24
小题
2.运动副
★★★★
24
小题
3.平面机构自由度计算
★★★★★必考
815
计算、小题
4.具有确定运动条件
★★★★
24
计算、小题
1.构件、零件概念
题1.构件是机器的（）单元体；零件是机器的（）单元体，分为（）零件和（）零件。
答案：运动，制造，通用，专用
构件可以是单一整体，也可以由几个零件组成。
对比项目
零件
构件
定义
最小的、不能再拆的个体部件
由多个零件组成的部件
是否可拆
不可拆
可拆，能分出多个零件
是否装配
不需要装配
是装配品，由零件拼装而成
功能
实现单一功能
实现较复杂功能
层级
最底层
位于整机和零件之间
举例
螺钉、垫圈、齿轮、轴
电机、变速箱、门锁组件
题2.内燃机中的连杆是（）
A.零件B.机构C.构件D.机械
答案：C
题3.所有构件一定都是由两个以上零件组成的。()
答案：x
2.运动副
运动副是指两个构件之间相互接触并能产生相对运动的连接形式。
运动副元素：直接接触的部分，点、线、面
一、按接触性质分：
类别
定义
举例
低副
接触面大（面接触）
铰链、滑动导轨
高副
接触线或点（线/点接触）
齿轮啮合、凸轮与从动件
“面接触是低副，点线接触是高副。
约束:低副2个,高副1个
二、按运动方式分
类别
说明
举例
转动副
只允许相对转动
门轴、轴承
移动副
只允许相对直线移动
抽屉导轨、活塞与缸筒
螺旋副
螺旋运动（转动+移动）
螺丝和螺母
球面副
球面内的任意方向转动
万向节、球头接头
平面副
平面内滑动或转动
滑块与平面导轨
题1.运动副是使两构件（），同时又具有（）的一种联接。平面运动副可分为
（）和（）。
答案：直接接触；相对运动；高副；低副。
解析：定义题
运动副的本质是两构件之间既有联系又允许相对运动；
它们必须接触才能传递运动，所以叫直接接触；
按接触性质分为：
高副（点或线接触）低副（面接触）
??记忆点：
“接触+运动=运动副，高低看接触。”
题2.在平面机构中，组成高副的两构件之间的相对运动是（）
A转动B移动C转动兼移动D螺旋运动
答案：C
解析：
高副具有点或线接触，例如凸轮与从动件、齿轮副；
它们之间通常存在复杂的相对运动，包括转动和移动的组合；
因此正确答案是：C转动兼移动。
??常见高副例子：
齿轮啮合、凸轮机构、滑轮边缘与绳索
题3.火车车轮与钢轨之间的连接，是构成何种运动副（），它引入了（）个约束，保留了（）个自由度。
答案：高副，1，2
解析：
火车车轮与钢轨是线接触，属于高副；
在平面运动中，一个刚体有3个自由度（2平移+1转动）；
高副一般约束1个自由度（例如：只能沿轨道前进）；
所以保留了2个自由度（比如沿轨道前进和平面内的某种摆动）。
??记忆口诀：
“三自由，一约束，高副还剩二自由。”
题4.平面机构中运动副引入的约束的数目最少为（）个。
A.1B.2C.3
答案：A
在平面机构中，一个刚体有3个自由度（两个平移+一个转动）；
一个运动副的作用是限制自由度，也就是引入约束；
最少的约束是1个，这发生在高副中，例如火车轮与轨道，它们之间点/线接触，只约束了1个自由度；
所以答案是：A.1
题5.平面机构中的低副有（）和（）
答案：转动副、移动副
低副是指接触面为面的运动副；
平面机构中常见的低副有：
转动副：如门轴，可转动但不能平移；
移动副：如滑块导轨，只能平动不能转动；
它们都是通过面接触实现的运动副。
题6.房门的开关运动，是（）副在接触处所允许的相对转动。
答案：转动
房门通过铰链与门框相连；
铰链是典型的转动副，只允许门绕轴心旋转；
它约束了门的平移自由度，只保留转动自由度；
3.计算平面机构自由度
F=3n-2PL-PH
F--自由度
n--活动构件个数（除机架）
PL--低副个数
PH--高副个数
题1.计算如图所示平面机构的自由度。（5分）
解析：
1.查看是否有特例
（复合铰链、局部自由度、虚约束）
2.确定n、PL、PH
3.代入公式F=3n-2PL-PH
解答：n=6
低副：PL=8
转动副6
移动副2
高副PH=1
F=3n-2PL-PH=3×6-2×8-1=1
题2.试计算图示机构的自由度，并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
解答：
解：虚约束第二种表现形式：平行四边形机构
n=5,PL=7, PH=0
F=3n-2PL-PH=1
题3.计算图示机构的自由度
解答