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第一章
基本概念
1-1 運動學
 是探討機械元件之間相對運動的學問。
1-2 動力學
 研究作用在機械元件上的力與經由此力所
造成的運動之間關係的學問。
1-3 機器
 是轉換能量的裝置，可在能源與作功之間，
彼此依一定之運動所進行的一些固定或活
動機件的組合。
1-4 運動圖
 分析機件之運動時，一般只繪出其骨架圖，
並且只考慮其與運動有關之尺寸。
引擎內，曲柄在某一角
位移時連桿之位置。此
運動圖按比例繪出，並
只標註與運動有關之尺
寸。
剛性連桿：不論受
任何外力作用時，
其變形仍及微小。
1-軸承
2-曲柄
3-連桿
4-活塞
運動圖
撓性連桿
皮帶或鏈條之骨架圖
皮帶若都是受張力之
作用，則可以用剛性
連桿來代替。
運動圖
液壓機內之流
體是撓性連桿。
槓桿A、B點之
運動與活塞相
類似。
1-5 機構
 運動鏈：是指一連桿系統，亦是指連在一
起或互相接觸，而可以作相對運動之剛體。
 拘束運動鏈：將運動鏈之一連桿固定，而
其他任意一連桿移動至新位置時，可使其
他連桿移動至可欲知之位置者。否則稱為
非拘束運動鏈。
 機構：拘束運動鏈
機構
1為固定桿，如
2桿在此位置時，
3、4、5桿將無
法達到確實可
知之位置，是
無拘束運動鏈。
此機構各桿彼
此間無相對運
動，稱為結構。
5連桿機構
3連桿機構
機構
所有的機器都是機構，但並非機構都是
機器。例如：儀器是機構，因為他可以
達到某種運動，但不是機器，因為不能
產生有效功，也不能轉換能量。
1.6 倒置
 倒置：將運動鏈中，不
同的連桿固定，所得到
之不同機構。
 右圖是曲柄滑塊的四種
倒置。
1-曲柄滑塊
2-引擎活塞連桿機構
3-擺動汽缸蒸汽引擎
4-泵（打水機）
1-7 對偶
 兩個物體相接觸稱為對偶。
 高對：二物體形成點或線之接觸者。如滾
珠或滾柱軸承
 低對：二物體形成表面之接觸者。如活塞
與汽缸壁。
1-8 平面運動
 若一物體內各質點均在平行某參考平面之
平面上運動，則稱此物體之運動為平面運
動。
 此參考面稱為運動面。
 平面有三種型式：平移、旋轉、或平移與
旋轉之組合。
1-9 平移
 若運動物體內的所有直線被移動至平行之
位置，則稱此物體之運動為平移。
 直線平移：若運動物體內的所有質點以直
線路徑移動者，如活塞之移動。
 曲線平移：若運動物體內的所有質點以曲
線路徑移動者。
1-10 旋轉
 若運動物體內的各質點均與某垂直於運動
面之直線保持固定距離運動者，則稱此物
體之運動為旋轉。
 此直線稱為旋轉軸。
1-11 平移和旋轉
 此為一般機件之運動。
BC之運動是平移與旋轉之
組合。
曲柄O2B之運動是旋轉。
滑塊C之運動是平移。
平移和旋轉
BC移動之距離B''B
使B''C''先旋轉，再平
行移動至BC。
BC旋轉之角度
將BC平行移動使其與
B''C''重合。
將B’C’平行移動使其
至B''C''。
使B’C’先平移，再旋
轉至BC。
B’’C’’旋轉至BC。
1-12 旋轉運動
 若一點以等距離繞一軸旋轉同時又平行該
軸移動，則此點之軌跡稱之為螺旋線。
 若各質之運動軌跡均是螺旋線，則稱該物
體做螺旋運動。
 例如螺帽沿著螺桿之運動。
1-13 球面運動
 若一點在三度空間以等距離繞一定點運動
稱之為球面運動。
 若物體內各質點均作球面運動，則稱此物
體作球面運動。
1-14 循環、週期、運動之相位
 若一機構之運動由起始點經過所有可能之
路徑組合後，再回到起始點，則稱此機構
完成一運動循環。
 完成一循環所需之時間稱為週期。
 在機構做循環運動中，連桿在任一瞬間之
相對位置稱為相位。
1-15 向量
 純量：只有大小之量。如距離、面積、溫
度、壓力…
 向量：具有大小與方向之量。如速度、為
移、加速度、力、….
向量之頭或終點
向量之尾或起點
此角度代表
向量之方向
此長度代表向
量之大小
1-16 向量之加法與減法
此符號代表向量之相加
A
此符號代表向量之相減
B 此符號代表向量A與B之和
A
B 此符號代表向量A與B之差
A的頭與B的尾相連接
極點
相加後之和
（合成向量）
-B之方向與B相反
A
B ＝B
A
A
（-B）
1-17 向量之合成與分解
 合成：是指將任何數目之向量相加。分量：
其總和稱為合成向量。
 分量：構成合成向量之任何向量。
其相加之順序改變，亦不影響其結果。
向量之合成與分解
分解：指將一向量分解成任意數目之分量。
1.將A向量分解B、C（已知方向）之二分量。
向量之合成與分解
2.將A向量分解B、C（已知大小）之二分量。
向量之合成與分解
3.將A向量分解B、C（已知B大小）之二分量。
向量之合成與分解
4.將A向量分解B、C（已知B之方向，及C
之大小）之二分量。