平麵機構的組（zǔ）成要素及工作原理的設計（jì）方案
若組成機構的所有構件都在同一平麵或相互平行的平（píng）麵（miàn）內運動，則（zé）稱該機（jī）構為平麵機構。 機（jī）構是具有確定運動的構件係（xì）統，其組（zǔ）成要素有構件和運動副。所有構件的運（yùn）動平麵都相互平行的機構亦稱（chēng）為平麵機構，否則稱為空間機構（gòu）。
一、平麵機構的組成要素
1.構件及其類型
構件（jiàn）是機構彼此相對運動（dòng）的運動單元體。一個構件可以是一個單獨製造的零件（jiàn），如連杆；也（yě）可以是由若幹零件聯接構成的（de）組合體。
構件依（yī）其在機構中（zhōng）的功能分為機架、主（zhǔ）動件、聯運件和從（cóng）動件。機架是機構中相（xiàng）對靜止,支承各運動構件運動（dòng）的構件（jiàn）；主動件又稱為原（yuán）動件（jiàn）或輸入件，是輸入運動和動力的構件；從動件又稱（chēng）為被動件或輸出件（jiàn），是直（zhí）接（jiē）完成機（jī）構運動要求，跟隨主動件運動的構件；聯運件是聯接主、從動（dòng）件的中介構件。
2.運動副
機構中各個構件之間必須有確定（dìng）的相對運動，因此，構件的連接既要使兩個構件直接接觸（chù），又能產生一定的相對運動，這種直（zhí）接接觸的活動連（lián）接（jiē）稱為運動副。軸承中的滾動體與內外圈的滾道，齧合（hé）中的一對齒廓、滑塊與導軌，均保持直接接觸，並能產生（shēng）一定的相（xiàng）對運動，因而都構成了運動（dòng）副（fù）。兩構件上直接參與接觸而構成運動副的（de）點、線（xiàn）或麵（miàn）稱為運動副元素。
3.運動鏈和機（jī）構
兩個以上的構件（jiàn）通過運動（dòng）副聯接而成的係統稱為運動鏈。運（yùn）動鏈分為（wéi）閉式運動鏈和開（kāi）式運動鏈兩種。所謂閉式運動（dòng）鏈是指（zhǐ）組成運動（dòng）鏈的每個構件至少包含兩個（gè）運動副，組成一個首末封閉（bì）的係統，開式運動鏈的構件中有的構件隻包含一個運動副，它們不能組成一個封閉的係統。
4.自由度和運動副約束
任何一個構件在空間自由運動時皆有六個自由度。它可表示為在直（zhí）角坐標係內沿著三個坐標（biāo）軸的移（yí）動和繞三個坐標軸的轉動。而對於一個作平（píng）麵運動的構件，則隻有三個自由度。即沿x軸（zhóu）和y軸移動，以及（jí）在xOy平麵內的（de）轉動。我們（men）把構件相對於參考係具有的獨（dú）立運動參數的數目稱為自（zì）由度。
兩個及兩個以上的構件通過運動副聯接以後（hòu），相對運動受到限（xiàn）製。運動副對成副的兩個構件間的相對運動所加的限（xiàn）製稱為約束。引入一個約束條（tiáo）件將減少一個自由度，而約束的多少及約束的特（tè）點取決於（yú）運動（dòng）副的形式。
(1) 轉動副的運動副限製了軸頸2沿x軸和y軸的移動，隻允許軸頸繞軸承相對轉（zhuǎn）動，這種運（yùn）動副稱為轉動副。轉動副引（yǐn）入了2個約束（shù），保（bǎo）留了1個自由度。
(2) 移動副的運動副（fù），構件這間隻能沿x軸作相對移動，這種沿一個方向相對移動的運動副稱為移（yí）動（dòng）副。移（yí）動副也具有2個約束，保留了1個（gè）自由度。
轉動副和（hé）移（yí）動副都是麵接（jiē）觸，統稱為低副。
(3) 平麵高副，在曲線構成的運動副（fù）中構件2相對於構件（jiàn）1既可沿接觸（chù）點處（chù）切線方向移動，又可繞接（jiē）觸（chù）點A轉動，運動副保留了（le）2個自由度，帶進了一（yī）個約束。這種點接觸或線接觸的運動副稱為高副（fù）。
二、平麵機構的工作原理
因為機構具有（yǒu）確定運動的條件：原動件數=F，所（suǒ）以如將機構的機架和原動件（稱為基（jī）本（běn）機構）與其餘構件拆分開，則（zé）由其餘構件構成的構件（jiàn）組的F=0。
而這個F=0的構件組，有時還（hái）可（kě）以再拆分成更簡單的F=0的構建組。
我們把最（zuì）後（hòu）不能再拆的（de）最簡單的自由度（dù）為0的構件組稱為基本杆組（zǔ）或阿蘇爾肝組，簡（jiǎn）稱為（wéi）杆組。
任何機（jī）構都可以看作是由若幹個基（jī）本杆組依（yī）次聯接到原動件和機架上而構成的。這就是所謂機（jī）構的組成原理。即：任何機（jī）構=原動件、機架（F個）+若幹個基本杆組（F=0）
三、平麵機構的設計方案（àn）
本裝置利用（yòng）各種給定的平麵機構，根據想象力搭接成一個完整的機械傳動方（fāng）案並進行機構運動的（de）測試（shì）分析，不僅可以培養學生的機構創意組合設計能力與數字化分（fèn）析能力，而且還可以培養工程（chéng）實踐能力。
1.實驗內（nèi）容
1)平麵機構創新設計：學（xué）生根據所學知識和實（shí）驗台提供的零件庫，設計平麵機構傳動方案。
2)平麵機構拚裝：學生可根據本實驗台（tái）提供的15種以上傳動方案或自己的設計方案進（jìn）行組裝。
3)平麵機構運動學（xué）測（cè）試及仿真實驗：學生（shēng）通過對自己設計的平麵機構進行測試（shì）分析、運動分析（xī）、實驗結果分（fèn）析。
4)虛擬三維（wéi）運動演示實驗
2.性能特點（diǎn）
1)工作台架采用雙麵操作（zuò）設計（jì），A麵用於測試分（fèn）析,B麵用於平（píng）麵機構設計和拚（pīn）裝實驗,美觀大方、適用性強（qiáng）、操作方便（biàn）。
2)所有杆（gǎn）構件長度及滑塊偏心距（jù）均可（kě）進行調節（jiē），分析該參數改變對機（jī）構運動特性的（de）影響。
3)該實驗台（tái）集平麵機構設計、拚裝、測試及性能分析（xī）與一（yī）體，培養學生綜合（hé）設計、創新能力、工程實踐能力、分析問題和解決問題的（de）能力。
4)實驗台框架及零部件采用優質鋼（gāng）材精工製造，零部件采用工業（yè）發藍處理，防鏽效果好。
3.主要技術參數
1)交流調速（sù）電機：120W 220V 0-200r/min
2)交流帶減速器（qì）電機：90W 220V 10r/min
3)測試傳感器：直（zhí）線位移傳感器：輸出電壓：0-5V 量（liàng）程：160L 1支
旋轉編碼器：輸（shū）出電壓：0～5V 脈衝數：1000P 2支
4)皮帶傳動 皮（pí）帶輪 4個皮帶O型×850L 2根
5)齒輪傳動
M=2 Z=80 2個
M=2 Z=90 2個
M=2 Z=36 1個
6)工（gōng）作（zuò）台外形尺寸：1200×800×800mm
7)操作台外形尺寸：1000×300×800mm
4.提供帶（dài）測試軟件的15種拚裝方案（àn）
1)曲柄滑塊偏心機構
2)曲柄（bǐng）滑塊對心機構
3)曲柄導杆偏心機構
4)曲柄導杆對心機構
5)曲柄（bǐng）導（dǎo）杆滑（huá）塊偏心機構
6)曲柄導杆滑塊對心機構
7)曲柄搖杆-齒輪齒條機構
8)曲柄（bǐng）搖杆機構（gòu）偏心（xīn）機構
9)曲柄搖杆對心機構（gòu）
10)曲柄導杆搖杆機構
11)雙曲柄搖杆機（jī）構
12)雙（shuāng）曲柄搖杆滑塊機構
13)正弦（xián）凸輪機構
14)簡振動凸輪機構
15)槽輪機構可以組合其他拚接機（jī）構
四、總（zǒng）結（jié）
機構的動力綜合最初是在剛體動力學（xué）範疇中進行（háng）的。通常（cháng）先按一般的運動綜合方法把機構設計出來,這樣得到的機構在工作速（sù）度較高（gāo）時,其動力性能常（cháng）不能達到設計要求,故應根據動（dòng）力學原理,通過改變質量配置或機構尺寸來獲得具有優良（liáng）動力性能的機構。60年代（dài）以來，由於機械向高速、重載、精密、尺寸小和重量輕發（fā）展，在機構綜合中必須考（kǎo）慮構件的彈性和運動（dòng）副的間隙等影響。如對（duì）於高（gāo）速印刷機的夾持（chí）機構（gòu），傳統的方法是把構件看作絕對剛體進行（háng）機構綜合，夾持機構全無（wú）夾持效能。在（zài）考慮到構件彈性而進（jìn）行動力綜合時（shí），其方法是:先根據（jù）給定運動要求,按剛性構件進（jìn）行（háng）機構運動綜合，再考慮構件的彈性進行機構的運（yùn）動（dòng）和動力分析。然後（hòu）,將所得動力性能數據與理想的動力性能數據比較,如動力性能誤差超過允差，就加以修正和進行再綜合，這樣反複進行，直到滿足要求為（wéi）止。
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