1.低副
兩構件通過面接觸組成的運動副稱為低副。低副引入兩個約束，保留乙個自由度。按相對運動形式的不同，平面機構中的低副又可分為轉動副和移動副兩種。
1轉動副
若組成運動副的兩構件只能在乙個平面內相對轉動，這種運動副稱為轉動副，或稱鉸鏈。
2移動副
組成移動副的兩構件只能沿某一軸線相對移動。
2.高副
兩構件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。高副引入乙個約束，保留兩個自由度。
高副常以組成高副的機構來命名，如凸輪機構的高副稱凸輪副，齒輪機構的高副稱齒輪副等。
3.1.3運動鏈和機構
兩個以上的構件以運動副聯接而構成的系統稱為運動鏈。未構成首末相連的封閉環的運動鏈稱為開鏈，否則稱為閉鏈。在運動鏈中選取乙個構件固定（稱為機架），當另一構件（或少數幾個構件）按給定的規律獨立運動時，其餘構件也隨之作一定的運動，這種運動鏈就成為機構。
機構中輸入運動的構件稱為主動件，其餘的可動構件稱為從動件。由此可見，機構是由主動件、從動件和機架三部分組成的。
閉鏈開鏈
3.2 平面機構運動簡圖
平面機構運動簡圖：用規定的線條和符號表示構件和運動副，繪出的能夠表達各構件間相對運動關係的簡圖。
機構運動簡圖的功用：對機構進行分析、綜合。
機構運動簡圖包括的內容：
1.構件數目；
2.運動副的數目和型別；
3.構件之間的連線關係；
4.與運動變換相關的構件尺寸引數；
5.主動件及運動特性。
3.2.1運動副及構件的表示方法
1.構件：用線段或小方塊表示，畫有斜線的表示機架。
2.轉動副
3.2.2繪製機構運動簡圖的步驟
1.認真研究機構的結構及動作原理，分清固定件機架，確定主動件。
2.循著運動傳遞的路線，搞清各構件間相對運動的性質，確定運動副的種類。
3.測量出運動副間的相對位置。
4.選擇檢視平面和比例尺，用規定的符號和線條表示其構件和運動副，繪製機構運動簡圖。
根據圖紙的幅面及構件的實際長度，選擇適當的比例尺：
u=實際尺寸(m)/圖示長度(mm)
例3.1 試繪製內燃機的機構運動簡圖。
解：從圖可知，殼體及氣缸體1是機架，缸內活塞是原動件。活塞2與連桿5相對轉動構成轉動副；運動通過連桿5傳給曲軸6，連桿5與曲軸6構成轉動副；曲軸6將運動通過與之相連的小齒輪10傳給大齒輪9，大、小齒輪與機架構成轉動副；大齒輪9與凸輪7同軸，凸輪7通過滾子將運動傳給頂桿8，大、小齒輪之間及凸輪與滾子之間都構成高副；滾子與頂桿8構成轉動副；頂桿8與機架構成移動副。
選擇適當的比例尺，按照規定的線條和符號，繪出該機構的運動簡圖，如下圖所示，圖中標有箭頭的構件2為原動件。
3.3 平面機構的自由度
3.3.1平面機構自由度的計算
設乙個平面運動鏈包含n個構件，其中1個構件為機架，則有n=n-1個活動構件。由於1個活動構件有3個自由度，在未用運動副連線之前，這些活動構件的自由度總數應為3n。當用運動副連線之後，各構件具有的自由度數減少。
設有pl個低副和ph個高副，則機構中全部運動副引入的約束總數為2pl+ph。因此活動構件的自由度總數減去運動副引入的約束總數就是該機構的自由度，以f表示，即
f=3n-2pl-ph
機構的自由度即是機構所具有的獨立運動的數目。由前述知，從動件是不能獨立運動的，只有原動件才能獨立運動。通常每個原動件只具有乙個獨立運動，一般原動件都是通過低副與機架相連，因此，機構要具有確定確定的運動，則機構自由度數必須與機構的原動件數目相等。
3.3.1 機構具有確定運動的條件
運動鏈和機構都是由構件和運動副組成的系統，機構要實現預期的運動傳遞和變換，必須使其運動具有可能性和確定性。二者有何區別呢？
如圖a所示，由3個構件通過3個轉動副構成的運動鏈，其自由度為f=3n-2pl-ph=0。f=0表明各構件間無相對運動，因而不能成為機構，這種運動鏈稱為剛性桁架。
圖b所示的四構件運動鏈，其自由度f=3n-2pl-ph=-1，f=-1表明該運動鏈引入的約束過多，已經成為超靜定桁架了，因而也不能成為機構。
圖c所示的四構件運動鏈，其自由度f=3n-2pl-ph=1，若取構件1、4作為原動件，則系統將被破壞，此時原動件數大於自由度數。
圖d所示的五構件運動鏈，其自由度f=3n-2pl-ph=2，若取構件1作為原動件，當指定1杆位置時，構件2、3、4可以處在實線位置，也可處在虛線或其他位置，因此其運動是不確定的，不能成為機構，此時原動件數小於自由度數。如果給定構件1、4的位置引數，則其餘構件的位置就被確定下來，也就是說這個運動鏈能成為機構，此時原動件數等於自由度數。
以上例子說明，運動鏈成為機構的首要條件是自由度必須大於零。如果運動鏈的自由度大於零，還需進一步判斷運動鏈是否具有確定運動。
當運動鏈的自由度大於零時，如果原動件數等於自由度數，此時運動就是確定的，這樣的運動鏈就成為了機構。
因此，機構具有確定運動的條件是機構的原動件數等於自由度數。
3.3.3 計算機構自由度的注意事項
1.復合鉸鏈
兩個以上的構件共用同一轉動軸線所構成的轉動副稱為復合鉸鏈。如圖所示，構件1、2、3在同一處構成轉動副，而從左檢視可見，該機構包含2個轉動副。顯然，如有m個構件匯集在一處，應有m-1個轉動副。
2.區域性自由度
機構中某些構件所具有的不影響機構輸出與輸入運動關係的自由度稱為區域性自由度。最典型的例項是凸輪滾子機構，滾子的轉動與否對從動件的輸出運動並無任何影響，滾子的作用只是把滑動摩擦變為滾動摩擦
解決的方法：計算機構自由度時，設想將滾子與安裝滾子的構件固結在一起，視為乙個構件。滾子的轉動主要是把高副處的滑動摩擦變為滾動摩擦，以減少磨損。
3.虛約束
對運動不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。計算自由度時應先去除。
虛約束常出現的四種情況：
1） 兩相連線構件在連線點上的運動軌跡相重合；
2） 機構運動時，兩構件上兩點間的距離始終保持不變，如果將此兩點用構件和運動副連線，則會帶進虛約束，如下圖所示；
3） 兩個構件組成多個方向一致的移動副，或組成多個軸線重合的轉動副時，只需考慮其中一處約束，其餘各處帶入的均為虛約束；
4） 機構中對運動不起作用的對稱部分引入的約束。
分析：虛約束對機構雖不起作用，但可以增加構件的剛性和使構件受力均衡，所以實際機械中虛約束隨處可見。應當指出，虛約束只有在特定的幾何條件下才能產生，如果加工安裝誤差太大，不能保證這些特定的幾何條件，虛約束就會成為實際的約束，使機構不能運動。
因此，在設計時，應避免不必要的虛約束。
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第三章順序結構
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