機構的運動分析是根據主動件己知的運動規律，分析機構中其它構件的位置、角速度和角加速度以及構件上各點的位置、速度和加速度。
進行機構運動分析的目的在於掌握機構在整個工作循環中的運動特征，以作為選擇使用或設計機構的依據；同時運動分析也是力分析的基礎。
運動分析主要有圖解法和解析法。圖解法又可分為速度瞬心法和相對運動法。
機構的力分析是根據各構件的運動和已知的外力，確定各運動副中的約束反力，以及維持機構實現給定的運動規律時需加的乎衡力。這對於合理設計機械的結構、構件尺寸及功率估算等都能提供重要依據。分析也有圖解法和解析法等。
本章在進行機構的運動分析和力分析時，將著重介紹簡便、直觀的圖輪法。
2-1速度瞬心及其應用
一、速度瞬心
由理論力學可知，當兩構件（剛體）1、2作平麵相對運動時，在任一瞬時都可以認為它們是繞某一重合點P，2作相對轉動，該重合點稱為瞬時速度中心，簡稱瞬心。如果這兩個構件中有一個是固定的，那麼該瞬心稱為絕對瞬心；如果兩個構件都是運動的，則該瞬心稱為相對瞬心。由此可見：絕對瞬心是構件上絕對速度為零的點，而相對瞬心是兩構件具有相同絕對速度的重合點，故瞬心又稱為同速點。
二、機構中瞬心的數目
機構中每兩個構件有一個瞬心，根據排列組合知識可知，由K個構件組成的機構，其瞬心數目為
三、機構中瞬心位置的確定
在機構中，如果兩個構件組成運動副，其瞬心位置可直接觀察確定。若兩構件並非直接相聯，則它們的瞬心位置可用“三心定理”來確定。
組成運動副的兩構件的瞬心
當兩構件組成轉動副時，轉動副的中心即為瞬心。
當兩構件組成移動副時，因構件2相對於構件1上各點的速度均平行於導路方向，故瞬心應位於垂直導路方向的無限遠處。
當兩構件組成平麵高副時，因兩構件在接觸點C處的相對速度隻能沿公切線方向，故瞬心應在過C點且垂直於的直線上，即位於接觸點的公法線上；若兩構件作純滾動，接觸點C即為瞬心P12。
三心定理
三心定理：作平麵運動的三個構件共有三個瞬心，它們位於同一直線上。證明如下:
構件1，2，3作平麵相對運動。由式可知，它們共有三個瞬心4，P12，P13和P23。其中P12，P13分別位於兩轉動副的中心處。下麵證明P23必定在P12與P13的連線上。為簡化討論，令構件1固定。若瞬心P23不在直線P12P13上.如在任意為K，顯然兩構件在K點的速度和的方向不同，故K點不是瞬心P23。隻有在直線P12P13上，構件2、3電合點的速度方向才能一致，即瞬心P23必定在連線上。
顯然P14，P12，P23，P34分別位於四個轉動副中心，可直接確定；其餘兩個瞬心P13、P24可用三心定理來確定。對於構件1，2，3而言，瞬心P13應在直線P12P23上；而對於構件1，3，4而言，瞬心P18應在直線P14P34上。所以直線P42P23與P23P34的交點即為瞬心P13。同理，直線P14P12與P23P84的交點即為瞬心P24。
因構件4是機架，所以P14、P，24、P34是絕對瞬心，而P12，P23，P13是相對瞬心。
為便於確定不直接相聯構件間的瞬心。可用瞬心多邊形法。對於四杆機構，作一個四邊形，如圖示。在四邊形的孭點順序標注各構件的編號，任意兩頂點的連線代表一個瞬心，則六條連線分別代表相應兩構件的瞬心。直接成副構件的瞬心用實線表示，如四邊形的四條邊分別代表瞬心P12，P23P34，P14其餘瞬心P13和P24則用虛線表示。由三心定理可知，在瞬心多邊形中任何構成三角形的三條邊所代表的三個瞬心，位於同一直線上，所代表的P12，P13P23和P14、P13、P4應分別位於同一直線上，於是在機構簡圖上分別連接P4、P23和P14、P34兩直線的交點即為瞬心P13；同理可以確定出瞬心P24。
由上述例題可見，當已知一構件的角速度（速度），求另一構件的角速度（速度）時，關鍵在於確定這兩個構件和機架三者之間的三個瞬心。