1.1.2 機構的組成

1.運動副

在平面內可以自由活動的構件稱為活動構件。如圖1-2所示，活動構件在平面坐標系中可以繞A點轉動，也可以隨A點沿x軸或y軸移動，因此，活動構件在平面內具有三個獨立的運動。而具有的獨立運動參數的數目稱為自由度，即一個活動構件在平面內具有三個自由度。

構件與構件之間通過一定的方式連接和相互運動形成機構，我們把兩個構件直接接觸并能產生一定相對運動的連接稱為運動副。而運動副限制了兩個構件間的某些獨立運動的可能性，這種限制就稱為約束。運動副每引入一個約束，構件就失去一個自由度。

兩個構件組成運動副的接觸形式有點、線、面三種，根據其接觸形式的不同，通常把運動副分為低副和高副兩類。

（1）低副 兩個構件通過面接觸組成的運動副稱為低副。按照運動方式不同，又把平面機構中的低副分為轉動副和移動副兩種。

1）轉動副。兩個構件之間只做相對轉動的運動副稱為轉動副或回轉副，如圖1-3所示，構件1與構件2只能做相對轉動。轉動副符號的表示方法如圖1-4所示。圓圈表示轉動副，其圓心代表相對轉動軸線垂直于紙面。如果其中一個構件為機架，則在其構件簡圖上畫上剖面線。

2）移動副。兩構件之間只做相對移動的運動副稱為移動副，如圖1-5所示，構件1與構件2只能做相對移動。移動副符號的表示方法如圖1-6所示，其中，圖1-6a所示移動副是由兩個活動構件組成；圖1-6b所示移動副是由1個活動構件和1個機架組成。

由上述可知，不管是轉動副還是移動副，都只能有一個獨立運動，而一個活動構件具有三個獨立運動，因此，平面機構中的低副約束了兩個獨立運動。

（2）高副 兩構件之間通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。圖1-7a所示為凸輪機構，凸輪1和從動件2在從動件尖頂處構成了點接觸，形成高副。從動件可以沿著切線tt方向移動，也可以繞著接觸點相對轉動，但不能沿著公法線nn方向相對移動，因此高副只限制了一個方向的獨立運動，保留了兩個獨立的運動。同樣，如圖1-7b所示的齒輪機構的輪齒1與輪齒2在A點構成線接觸，也為高副。

2.運動鏈

運動鏈是由兩個以上的構件通過運動副組成的系統，如圖1-8所示。若組成運動鏈的各構件未構成首末封閉的系統，則稱為開式運動鏈，簡稱開鏈，如圖1-8a所示；若組成運動鏈的各構件構成首末封閉的系統，則稱為閉式運動鏈，簡稱閉鏈，如圖1-8b所示。開鏈在機械手和機器人中應用比較廣泛，閉鏈在傳統機械中應用較多。

在閉式運動鏈中，如果將其中一個或多個構件固定，給另一個構件施加外界動力，剩下的構件能夠做相對運動的運動鏈稱為機構，如圖1-9所示。我們把在機構中用來支承著活動構件的構件稱為機架（如圖1-9中的縫紉機豎板4）；由外界輸入的運動規律已知的構件稱為主動件或原動件（如圖1-9中的縫紉機腳踏板1）；機構中隨原動件運動而運動的其余活動構件稱為從動件（如圖1-9中的縫紉機連桿2和曲軸3）。