机械原理(2015春)机构运动简图
机构运动简图
(Kinematic sketch)
（2）机构运动简图的应用
1）表示机构的组成情况；
2）表示机构的运动情况，在机构运动简图上可对机构进行运动分 析和力分析。
（3）机构示意图：不按比例绘制的机构简图。它只能表明机构的组成状
况和结构特征，不能用来进行运动分析和力分析。
1、机构运动简图
（1）定义：
根据机构的运动尺寸，按一定的比例
定出运动副的位置，再用表示运动副的符
号和表示构件的几何图形将机构的运动情
况表示出来，这种表示机构结构和运动特
征的简单的图形称为机构运动简图。
机构运动简图常用的符号
（1）分析机械的构成：
认清机架、主动件（原动件）、中间从动件、最后的执行 构件（输出件），确定机械包含的构件总数；
（2）分析机械的运动情况：
从原动件开始，循着运动传递路线，分析各构件间的相对 运动性质，判定运动副的数目和类型；
（3）合理选择投影面：
选择多数构件的运动平面或平行于运动平面的平面做投影 面，必要时可选择辅助投影面或局部简图来表示主投影面难以 表达清楚的部分;
（4）选择适当的比例尺：
确定构件尺寸及各运动副之间的相对位置；
）
图上尺寸 ） 实际尺寸 mm m l ( ( = m （5）选定机械运动的某个位置，用表示构件和运动副的简单符号， 按一定顺序绘制简图 。
2、机构运动简图的绘制步骤
例1 内燃机的机构运动简图绘制
内燃机动画 1.认清机架、原动件、从动件
（输出件）
2.判别运动副数量和类型
3.合理选择投影面
4.选择比例尺
5.绘制简图
构件数:7 转动副：4 移动副：3 高副：
3
例2 小型压力机的机构运动 简图绘制 1.认清机架、原动件、从动件
（输出件）
2.判别运动副数量和类型
3.合理选择投影面
4.选择比例尺
5.绘制简图
机械运动简图的测绘
机械运动简图的测绘 一、目的 1. 学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2. 解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法； 3. 加深对机构结构分析的了解。 二、设备和工具 1. 机械实物（如：牛头刨床、插齿机等）； 2. 机构的模型（如：简易冲床、颚式破碎机、内燃机模型、油泵模型等）； 3. 测量工具：刚尺、内外卡钳、刚皮尺、量角器（根据需要选用）； 4. 绘图工具：三角板、铅笔、圆规、橡皮、草稿纸（自备）。 三．原理和方法 1 ．原理： 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的类型、数目及相对位置有关，因此，在绘制 机构运动简图时，可撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略的符号（见教科书或机械设计手册中国家标 准 GB4460-84 “机械制图机构运动简图符号”的规定）来代替机构和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位 置，以此表明机构的运动特征，以便于进行机构运动系和动力系方面的分析。 2 ．测绘方法、步骤： ① 首先仔细观察机器实物或模型，了解机器中各构件的相对运动关系，并正确地区分各个运动机构及各运动副的 特征，从而确定组成机构的构件数目及运动副类别。对于两个构件的相对运动非常微小而不易感觉到地方应特别加以注 意且不可误认为刚性联接。 ② 适当选择视图，并在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图。然后用数字 1 ， 2 ， 3 ……，分别标注各构件，用字母 A ， B ， C ……分别标注各运动副。 ③ 计算机构的运动度并籍此检查所绘机构运动简图的草图是否正确。应当指出，在计算自由度时应除去虚拟约束 条件及局部自由度。自由度检查无误后再任意假定原动件的位置，并测量机构各运动副间的相对位置及机构尺寸，最后
机械设计 第1章 平面机构及其运动简图
第一章 平面机构及其运动简图 案例导入：通过硬纸片是否钉在桌面上及常见的推拉门、活页等例子，引入自由度、铰链、铰接、约束条件和运动副、运动链、机构等概念，介绍运动副的分类；以牛头刨床为例子导入运动简图，介绍用简单的符号和图形表示机器的组成和传动原理。 第一节 平面运动副 一、平面运动构件的自由度 平面机构是指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面运动。组成平面机构的构 件称为平面运动构件。 两个构件用不同的方式联接起来，显然会得到不同形式的相对运动，如转动或移动。为便于进一步分析两构件之间的相对运动关系，引入自由度和约束的概念。如图1-1所示，假设有一个构件2，当它尚未与其它构件联接 之前，我们称之为自由构件，它可以产生3个独立 运动，即沿x 方向的移动、沿y 方向的移动以及绕 任意点A 的转动，构件的这种独立运动称为自由度。 可见，作平面运动的构件有3个自由度。如果我们 将硬纸片（构件2）用钉子钉在桌面（构件1）上， 硬纸片就无法作独立的沿x 或y 方向的运动，只能 绕钉子转动。这种两构件只能作相对转动的联接称 为铰接。对构件某一个独立运动的限制称为约束条件，每加一个约束条件构件就失去一个自由度。 二、运动副的概念 机构是具有确定相对运动的若干构件组成的，组成机构的构件必然相互约束，相邻 两构件之间必定以一定的方式联接起来并实现确定的相对运动。这种两个构件之间的可动联接称为运动副。例如两个构件铰接成运动副后，两构件就只能绕轴在同一平面内作相对转动，称为转动副，见图1-2a)、b)所示。又如图1-2d)所示，一根四棱柱体1穿入另一构件2大小合适的方孔内，两构件就只能沿轴线X 作相对移动，称之为移动副；图1-2c)所示为车床刀架与导轨构成的移动副。我们日常所见的门窗活叶、折叠椅等均为转动副，推拉门、导轨式抽屉等为移动副。 图1-1 自由构件 图1-2 平面低副
实验一_机械运动简图的测绘
实验一机械运动简图的测绘 一、实验目的 1、掌握从实际机构中测绘机构运动简图的基本技能和正确标注运动尺寸。 2、巩固和熟练机构自由度的计算。 3、掌握运动链的运动是否确定的判别方法。 4、分析一些四杆机构的演化过程和验证其曲柄存在的条件。 二、实验设备和工具 各种机器模型 此外自备三角板、铅笔、橡皮、草稿纸。 三、实验原理 由于机构的运动仅与机构的类型、机构中构件的数目、运动副的数目、种类及其相对位置有关。因此在分析机构运动时，可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，即机构运动简图，并以此分析，说明实际机构的特征。 四、实验步骤 l、缓慢地使被测绘的机构或模型运动，由原动件开始仔细观察其运动传递过程，按相对运动情况分清各个运动构件，确定组成该机构的构件的数目、运动副的种类和数目。 2、在草稿纸上，按运动传递顺序，根据规定的符号(见附录)，徒手绘出机构运动简图，用1、2……标注各构件，用A、B……标注各运动副。 3、仔细测量机构中各运动副之间的相对位置，即转动副间的中心距和移动副导路的位置尺寸或角度等，标在徒手绘制的机构运动简图中。 4、根据所测绘的机构运动简图，计算该机构自由度，并与实际机构核对是否正确。 五、实验报告要求 1、写上被测机构的名称及机构的自由度数。 2、写上被测机构中原动件数目及判断运动是否确定。 将草图画成正规的运 3、任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺寸u 1 动简图。 =实际长度(毫米mm)/图上长度(毫米mm) 比例尺寸u 1 六、思考题 l、一个正确的"机构运动简图"应能说明哪些内容? 2、绘制机构运动简图时，原动构件的位置为什么可以任意选定?会不会影响简图的正确性? 3、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助?
初中物理机械运动图像汇编
《机械运动图像题》中考汇编 1．【上海毕业】小华乘水上游船进入世博园的过程中，若以游船为参照物，浦江两岸的建筑物是 的。如图所示的s-t 图像反映了游船在某段江面时的运动情况，由图像可得该游船行驶的速度为 米/秒，它在30秒内通过的路程为 米。 2．【10淮安】小华同学根据实验记录数据．描绘出 玩具小车路程随时间变化的关系图象．如图所示．由 图象可知，计时s 后小车开始运动；1s 至5s 小车通 过的路程是m ，速度是m ／s ． 3．【10沈阳】．一个骑自行车的人与一个跑步者在 平直路面上运动，他们通过的路程随时间变化的图象 如图所示。分析图象可知，跑步者的速度为 ________m/s 。在运动过程中，若以跑步者为参照物， 骑车者是________的。 4.（2011哈尔滨）甲、乙两辆汽车在水平路面上同 时向东行驶，路程一时间图像如图所示，则甲车的速度是_______m ／s ；两车行驶过程中，若以甲车为参照物，乙车向________运动. 5．【10济宁】甲、乙两物体从同一地点出发沿同—方向运动其路程S 跟时间t 的关系图像如图所示。仔细观察图像，你能获得什么信息？ (写出一条即可) 6．（江苏徐州市）小刚从家中出发到达彭城广场后，沿原路返回家中，其中一半路程步行．一半路程骑自自行车。路程与时间图像如图所示。则步行的是图中_______段，小刚家到彭城广场的路程为__________m ，小刚骑车的速度为______m ／s 。 7．（2011攀枝花）一只兔子和一条小狗从同一地点出发，同时开始向东运动，兔子的运动距离与时间关系图象如图中实线部分ABCD 所示，小狗的运动距离与时间关系图象如图中虚线部分AD 3s 内，小狗相对于兔子将向_______运动（选填“东”或“西”）。 s/m t /s 8 6 4 2 0 8 2 4 6 A B C D
机械设计基础所有的答案
1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。 图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图 图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解 1-10 解 1-11 解 1-12 解 1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为： 1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为： ，方 向垂直向上。 1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，
即，和，如图所示。则：，轮2与轮1的转向相反。1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为： 自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运 动。 （2）图b中的CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图b中机构的自由度为： 所以构件之间能产生相对运动。 题2-1答: a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。 b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。 c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。 d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。 题2-2解: 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。 （ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15 中位置和 。 在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）； 在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。 综合这二者，要求即可。 （ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15 中位置 和 。 在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情
况取等号）； 在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。 （ 3 ）综合（ 1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是： 题2-3 见图 2.16 。 图2.16 题2-4解: （1 ）由公式，并带入已知数据列方程有： 因此空回行程所需时间； （2 ）因为曲柄空回行程用时， 转过的角度为， 因此其转速为：转/ 分钟 题2-5
机械原理1-3章答案
<机械原理>第八版 第2章 2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答：参考教材5~7页。 2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况? 答：参考教材12~13页。 2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。 2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。 2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构；10)挖掘机机械臂机构；…。 2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。 2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取)，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 1)取比例尺绘制机构运动简图 2)分析是否能实现设计意图
第一章平面机构运动简图及其自由度 (1)
第一章平面机构运动简图及其自由度 基本要求：了解平面运动副及平面机构简图绘制；掌握平面运动链的自由度及其具有确定运动的条件。 重点：平面机构运动简图的绘制及自由度的计算。 难点：平面机构的自由度计算、虚约束的判断。 学时：课堂教学：4学时。 教学方法：多媒体结合板书。 第一节运动副及其分类 机构的分类：平面机构：所有的构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。 空间机构：所有的构件不全在相互平行的平面内运动的机构。 构件的自由度：构件可能出现的独立运动，如图1-1所示。 空间自由构件：6个 平面自由构件：3个 约束：附加在构件上对构件自由度的限制。 图1-1 构件的自由度 1.1.1 运动副 由两构件组成的可动联接。 三要素：两构件组成、直接接触、有相对运动。 运动副元素：构件上直接参与接触而构成运动副的表面。 1.1.2 运动副的分类 1、根据引入约束的数目分：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级副。 2、根据构成运动副的两构件的接触情况分： 低副：面接触。 高副：点或线接触，如图1-2 所示。 3、根据构成运动副的两构件的运动范围分： 平面副：组成运动副的两构件都在同一或平行平面内运动。 平面副：组成运动副的两构件不在同一或平行平面内运动。 4、根据构成运动副的两构件的相对运动分：
移动副：组成运动副的两构件作相对移动，如图1-3所示。 转动副：组成运动副的两构件作相对转动，如图1-4所示。 螺旋副：组成运动副的两构件作螺旋运动，如图1-5所示。 球面副：组成运动副的两构件作球面运动，如图1-6所示。 常用及我们这本书主要介绍的是： 图1-2 高副图1-3 移动副图1-4 转动副 图1-5 螺旋副图1-6 球副 特点：低副：1）面接触——接触比压低，承载能力大。 2）接触面为平面或柱面。便于加工，成本低；便于润滑。 3）引入二个约束，Ⅱ级副。 高副：1）点、线接触。接触比压高，承载能力小。 2）接触面曲面。不便于加工和润滑。 3）引入一个约束。Ⅰ级副。 第二节平面机构运动简图 1.2.1 机构运动简图 根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，用国标规定的运动副及常用机构运动简图的符号和简单的线条将机构的运动情况表示出来，与原机构运动特性完全相同的，表示机构运动情况的简化图形。 机构示意图：表示机构的运动情况，不严格地按比例来绘制的简图。 1.2.2 机构运动简图的绘制 1、运动副的表示方法 表1-1 运动副的表示方法 2、常用机构的简图表示方法 表1-2 常用机构简图表示方法 3、一般构件的的表示方法 表1-3 一般构件表示方法 绘制步骤： 1、分析机构运动。 目的：确定构件及运动副的类型及数目。
平面机构运动简图和自由度习题答案
习 题 1-1至1-4 绘制图示机构的机构运动简图。 题1-1图 颚式破碎机 题1-2图 柱塞泵 题1-3图 旋转式水泵 O 1 O 2 A B 1 2 3 4 A B C D 1 2 3 4 A B C D 1 2 34 A B C D 1 2 3 4 C D
题1-4图 冲压机构 1-5至1-10 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算各机构的自由度。 解：构件3、4、5在D 处形成一个复合铰链，没有局部自由度和虚约束。 32352701L H F n P P =--=?-?-= 解：没有复合铰链、局部自由度和虚约束。 323921301L H F n P P =--=?-?-= 题1-5图 题1-5图 5 6 A B C D E F O 1 O 2 C D F 1 2 3 4 5 6 E F E G
题1-6图 题1-7图题1-8图题1-9图题1-10图解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚 约束。 323721001 L H F n P P =--=?-?-= 解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。 323721001 L H F n P P =--=?-?-= 解：B处为局部自由度，没有复合铰链和虚约束。 32352710 L H F n P P =--=?-?-= 解：C处为复合铰链，E处为局部自由度，没有虚约束。 32372912 L H F n P P =--=?-?-= A B C D E I F G H A D B E C A E B C D G F
1-11图示为一手动冲床机构，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。试分析该方案是否可行；如果不可行，给出修改方案。 题1-11图手动冲床 答：此方案自由度为0，不可行。改进方案如图所示： 手动冲床运动简图手动冲床改进方案
《机械原理》讲义
绪论 、研究对象 1、机械：机器和机构的总称 机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。 机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机 机构：有①②两特征。 很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。 2、概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。T输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。T输出构件 机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。 二、研究内容： 1、机构的结构和运动学： ①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。 2、机构和机器动力学：力运动的关系? F=ma 功——能 3、要求：解决二类问题： 分析：结构分析，运动分析，动力分析
综合（设计）：①运动要求，②功能要求。新的机器 第一章平面机构的结构分析（一）教学要求 1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图 2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理 （二）教学的重点与难点 1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图 2、自由度计算，虚约束，高副低代 （三）教学内容 § 1-1 机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件 § 1-2 机构的组成机构是由构件组成的。 、运动副： 构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生 咼副：点线接触 低副：面接触 运动副元素 自由度：构件含有独立运动的数目 约束：对独立运动的限制 低副：2个约束，1个自由度 X — 斗 A' A J4 定的相对运动） - 7 —— x - y y (c) y x
机械设计基础课后习题与答案
机械设计基础 1-5至1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。
1-5 解 F =H L P P n --23=18263-?-?=1 1-6 解F =H L P P n --23=111283-?-?=1 1-7 解F =H L P P n --23=011283-?-?=2
1-8 解F =H L P P n --23=18263-?-?=1 1-9 解F =H L P P n --23=24243-?-?=2 1-10 解F =H L P P n --23=212293-?-?=1 1-11 解F =H L P P n --23=24243-?-?=2 1-12 解F =H L P P n --23=03233-?-?=3 2-1 试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 题2-1图 答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。 b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。 c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。 d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。 2-3 画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的
构件为原动件。 题2-3图 解： 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’计算此机构的最小传动角。
机械运动方案设计说明
机械运动方案设计 机械系统通常由原动机、传动部分、执行机构和控制部分等组成。机械运动方案设计的主要内容是：根据给定机械的工作要求，确定机械的工作原理，拟定工艺动作和执行构件的运动形式，绘制工作循环图；选择原动机的类型和主要参数，并进行执行机构的选型与组合，随之形成机械系统的几种运动方案，对运动方案进行分析、比较、评价和选择；对选定运动方案中的各执行机构进行运动综合，确定其运动参数，并绘制机构运动简图，在此基础上，进行机械的运动性能和动力性能分析。 一、机械运动方案设计的步骤 机械运动方案设计的一般过程如下：构思机械工作原理，针对设计任务书中的规定的机械功能，构思实现该功能所采用的科学原理和技术手段，即机械的工作原理；由工作原理进一步确定机械所要实现的工艺动作，复杂的工艺动作可分解为几种简单运动的合成，选用适当的机构实现这些运动就是机械运动方案设计的主要任务。 二、绘制机械工作循环图（又称运动循环图） 针对机械要实现的工艺动作，确定执行构件的数目，为了实现机械的功能，各执行构件的工艺动作之间往往有一定的协调配合要求，为了清晰地表述各执行构件运动协调关系，应绘制机械的工作循环图。机械工作循环图也是进行机构的选型和拟定机构的组合方案的依据。 三、选择执行机构类型 根据执行构件的运动形式和运动参数，选定实现执行构件工艺动作的执行机构，并将各执行机构有机的组合在一起，以实现机械的整体工艺动作。在进行执行机构选型时，应首先满足执行构件运动形式的要求，然后通过对所选机构进行综合、组合、变异和调整等，以满足执行构件的运动参数和运动特性等要求。一般来说，满足执行构件工艺动作的执行机构往往不是一种，而是多种，故应该进行综合评价，择优选用。 四、绘制机械运动示意图 依据机械工作性质和工作环境等，合理选取原动机类型；原动机的运动和动力经传动系统的传递和转化后，驱动执行机构的主动件，使执行机构实现预期的工艺动作。根据机械的工作原理、执行构件运动的协调配合要求，和所选定的各执行机构，拟定机构的组合方案，画出机械运动示意图，这种示意图就表示可机械运动配合情况和机构组成情况，代表机械运动系统的方案，对于运动情况比较复杂的机械，机械运动示意图还可
第9章 平面机构及其运动简图
第9章平面机构及其运动简图
第三篇常用平面机构 机构是机器的主要组成部分，常用平面机构是机械设备中应用广泛且常见的机构。研究机构的组成以及机构在什么条件下才具有确定的相对运动是正确进行机械设计的前提。平面连杆机构和凸轮机构是代表性突出的常用平面机构。本篇主要对平面机构的结构进行分析，以及平面连杆机构和凸轮机构的类型、特点、运动规律分析和结构设计等。 第9章平面机构及其运动简图 本章要点 ●掌握平面运动构件的自由度、运动副的概念及运动副的分类 ●掌握平面机构运动简图的绘制方法 ●掌握平面机构自由度的计算，能对复合铰链、局部自由度、虚约束进行正确处理 ●掌握机构具有确定运动的条件 １３７
9.1 平面运动副 9.1.1平面运动构件的自由度 平面机构是指组成机构的各个构件均平行于同一固定平面运动。组成平面机构的构件称为平面运动构件。 两个构件用不同的方式联 接起来，显然会得到不同形 式的相对运动，如转动或移 动。为便于进一步分析两构 件之间的相对运动关系，引 图9-1 自由构件 入自由度和约束的概念。如 图9-1所示，假设有一个构件2，当它尚未与其它构件联接之前，我们称之为自由构件，它可以产生3个独立运动，即沿x方向的移动、沿y方向的移动以及绕任意点A的转动，构件的这种独立运动称为自由度。可见，作平面运动的构件有3个自由度。如果我们将硬纸片（构件2）用钉子钉在桌面（构件1）上，硬纸片就无法作独立的沿x或y 方向的运动，只能绕钉 １３８
子转动。这种两构件只能作相对转动的联接称为铰接。对构件某一个独立运动的限制称为约束条件，每加一个约束条件构件就失去一个自由度。 9.1.2运动副的概念 机构是具有确定相对运动的若干构件组成的，组成机构的构件必然相互约束，相邻两构件之间必定以一定的方式联接起来并实现确定的相对运动。这种两个构件之间的可动联接称为运动副。例如两个构件铰接成运动副后，两构件就只能绕轴在同一平面内作相对转动，称为转动副，见图9-2a、b所示。又如图9-2d 所示，一根四棱柱体1穿入另一构件2大小合适的方孔内，两构件就只能沿轴线X作相对移动，称之为移动副；图9-2c所示为车床刀架与导轨构成的移动副。我们日常所见的门窗活叶、折叠椅等均为转动副，推拉门、导轨式抽屉等为移动副。 １３９
分析和拟定传动装置的运动简图
分析和拟定传动装置的运动简图 一般工作机器通常由原动机，传动装置和工作装置三个基本职能部分以及操纵控制装置组成。传动装置传送原动机的动力、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分。实践证明，传动装置的重量和成本通常在整台机器中占有很重大的比重；机器的工作性能和运转费用在很大程度上也取决于传动装置的性能、质量及设计布局的合理性。由此可见，在机械设计中合理拟定传动方案具有重要意义。 传动方案通常有运动简图表示。它用简单的符号代表一些运动副和机构，能显示机器运动链及运动特征。如图1-1（a ）所示表示为拖地小车传动装置的外形图，图1-1（b ）即为其运动简图﹔ 图1-1（b ） 由于拖地小车具有自由移动特征，故采用蓄电池提供电量，因此选择直流电动机。 它以满载转速n m 提供连续的回转运动。倘若机器工作轴需以n ω连续回转，那么拟定传动装置方案最基本的要求就是选择一个（或串联几个）传递连续回转运动的机构，使其传动比（或总传动比）i= ω n n m ;若工作装置所要求的运动不是等速连续回转，这就需要首先选择能将连续回转变换为工作构件所要求的运动特性的机构，再以该机构作等速连续回转的主轴作为工作轴，并计算该轴所需转速n ω,然后按上述方法，在电动机与工作轴之间选择传递连续回转运动的机构，使其传动比i= ω n n m ，这样最终也实现了工作装置所要求的运动。 分析和选择传动机构的类型及其组合是拟定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工 作装置的载荷、运动以及机器的其他要求，再结合各种传动机构的特点和适用范围，加以分析比较，合理选择。为便于选型，将常用传动机构的特点及其应用列于表2-1和表2-2。传动装置中广泛采用减速器。常用减速器的型式、特点及其应用列于表2-3。
第一章 平面机构的运动简图及自由度习题
第一章平面机构的运动简图及自由度 一、判断题（认为正确的，在括号内画√，反之画×） 1.机构是由两个以上构件组成的。（） 2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。（） 3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。（） 4.转动副限制了构件的转动自由度。（） 5.固定构件（机架）是机构不可缺少的组成部分。（） 6.4个构件在一处铰接，则构成4个转动副。（） 7.机构的运动不确定，就是指机构不能具有相对运动。（） 8.虚约束对机构的运动不起作用。（） 二、选择题 1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的（）应相同。 A.构件数、运动副的类型及数目 B.构件的运动尺寸 C.机架和原动件 D. A 和 B 和 C 2.下面对机构虚约束的描述中，不正确的是（）。 A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束，在计算机构自由度时应除去虚约束。 B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。 C.虚约束应满足某些特殊的凡何条件，否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机器的结构复杂，成本增加。 D.设计机器时，在满足使用要求的情况卜，含有的虚约束越多越好。 三、综合题 1.图2-1中构件1相对于构件2能沿切向At 移动，沿法向An向上移动和绕接触点A转动，所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。 图b中构件1与2在A两处接触，所以构件1与2组成两个高副。 图2-1 图2-2 2.如图2-2所示的曲轴1与机座2，曲轴两端中心线不重合，加工误差为△，试问装配后两构件能否相对转动，并说明理由。 3.局部自由度不影响整个机构运动，虚约束不限制构件独立运动，为什么实际机构中还采用局部自由度、虚约束的结构？ 4.吊扇的扇叶与吊架、书桌的桌身与抽斗，机车直线运动时的车轮与路轨，各组成哪一类运动副，请分别画出。 5.绘制2-3图示各机构的运动简图。
机械运动图像题专题
机械运动图像题专题 1.小华乘水上游船进入世博园的过程中，若以游船为参照物，浦江两岸的建筑物是的。如图所示的s-t图像反映了游船在某段江面时的运动情况,由图像可得该游船行驶 的速度为米/秒,它在３ 0秒内通过的路程为米。 2.小华同学根据实验记录数据.描绘出玩具小车路程随时间变化的关系图象.如图所示.由图象可知，计时 s后小车开始运动；1ｓ至5s小车通过的路程是m,速度是ｍ／s. 3．一个骑自行车的人与一个跑步者在平直路面上运动,他们通过的路程随时间变化的图象如图所示。分析图象可知,跑步者的速度为___＿__＿_m/s。在运动过程中，若以跑步者为参照物，骑车者是＿_＿_＿___的。 4.甲、乙两辆汽车在水平路面上同时向东行驶,路程一时间图像如图所示,则甲车的速度是___＿＿＿_ｍ／s;两车行驶过程中,若以甲车为参照物,乙车向_＿_＿＿__＿运动. 5．甲、乙两物体从同一地点出发沿同—方向运动其路程S跟时间t的关系图像如图所示。仔细观察图像,你能获得什么信息？(写出一条即可) ６.小刚从家中出发到达彭城广场后，沿原路返回家中，其中一半路程步行．一半路程骑自自行车。路程与时间图像如图所示。则步行的是图中_＿_＿___段, 小刚家到彭城广场的路程为＿___＿_____m,小刚骑车的速度为______m/ｓ。 7.一只兔子和一条小狗从同一地点出发，同时开始向东运动，兔 子的运动距离与时间关系图象如图中实线部分ABCD所示,小狗的 运动距离与时间关系图象如图中虚线部分AD所示。则小狗的运 动速度为______＿ｍ/s；在前３s内，小狗相对于兔子将向___ 第4题图 第1题图第2题图 第3题图 第5题图 第6题图 s/m 8 6 4 B C D
机械设计基础(0002)
机械设计基础
答题： 1、此机构运动简图中无复合铰链、1局部自由度、1个虚约束。此机构中有6个自由杆件，8个低副，1个高副。自由度F=3n-2PL-Ph=3*6-2*8-1=1 2、此机构中编号1～9，活动构件数n=9，滚子与杆3联接有局部自由度，滚子不计入活动构件数，.B、C、 D、G、H、I、6个回转副(低副)，复合铰链J，2个回转副(低副)，A、K，各有1个回转副+1个移动副，此两处共4个低副，低副总数PL =6+2+4 =12，.两齿轮齿合处E，有1个高副，滚子与凸轮联接处F，有1个高副，高副总数PH =1+1=2. 自由度F =3n -2PL -PH =3*9-2*12-2=1 3、此机构有6个自由杆件，在C点有1个复合铰链，有1个虚约束、9个低副，没有高副。自由度 F=3n-2PL=3*5-2*7=1
答题： 1、不具有急回特性，其极位夹角为零，即曲柄和连杆重合的两个位置的夹角为0 2、(1)有急回特性，因为AB可以等速圆周运动，C块做正、反行程的往复运动，且极位夹角不为0°。 （2）当C块向右运动时，AB杆应做等速顺时针圆周运动，C块加速运动；压力角趋向0°，有效分力处于加大过程，驱动力与曲柄转向相反。所以，曲柄的转向错误。 3、（1）AB杆是最短杆，即Lab+Lbc(50mm)≤
Lad(30mm)+Lcd（35mm），Lab最大值为15mm. （2）AD杆是最短杆，以AB杆做最长杆，即Lab+Lad(30mm)≤Lbc(50mm)+Lcd（35mm），Lab 最大值为55mm. (3)满足杆长和条件下的双摇杆机构，机架应为最短杆的对边杆，显然与题设要求不符，故只能考虑不满足杆长和条件下的双摇杆机构，此时应满足条件： Lab＜30mm且Lab+45＞30+35即20mm＜Lab＜30mm
典型机械运动方案展示与分析及机构运动简图测绘.
实验1 典型机械运动方案展示与分析及机构运动简图测绘 1.1 实验目的 通过对 (1) 测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。 (2) 根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动的特点，确定各个运动副的类型。 (3) 在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接顺序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图的草图。用数字1、2、3、…分别标注各构件，用字母A 、B 、C 、…分别标注各运动副。 (4) 仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副某点导路的方位线等，选定原动件的位置，并按下式选择一定的比例尺画出正式的机构运动简图。 比例尺) m m ()m (图上长度实际长度= l μ 1.4 实验步骤和要求 1. 对于指定的几种机器或机构，要求其中至少有两种需按比例尺绘制机构运动简图，其余的可凭目测，使图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。 2. 计算机构自由度，并将结果与实际机构的自由度对照，观察计算结果与实际是否相符。 3. 对上述机构进行结构分析（高副低代、分离杆组、确定杆组和机构级别等）。 1.5 思考题与实验报告 1. 思考题 (1) 通过本实验，阐述机构运动简图的内涵。机构运动简图应准确反映实际机构中的哪些项 目？ (2) 绘制机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意选择？会不会影响简图的正确性？ (3) 机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？机构具有确定运动的条件是什么？ (4) 对所测绘的机构能否改进和创意新的机构运动简图？ 2. 实验报告基本内容 (1) 填写完成下表内容 实验1：典型机械运动方案展示与分析及机构运动简图测绘实验报告
机械传动机构设计
第一章绪论 基本要求: 1.明确机械原理课程的研究对象和内容，以及学习本课程的目的。 2.了解机械原理在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。 3.了解机械原理学科的发展趋势。 教学内容: 1.机械原理课程的研究对象 2.机械原理课程的研究内容 3.机械原理课程的地位及学习本课程的目的 4.机械原理课程的学习方法 重点难点: 本章的学习重点是机械原理课程的研究对象和内容，机器、机构和机械的概念，机器和机构的用途以及区别；了解机械原理课程的性质和特点。 1.1机械原理课程的研究对象 机械是人类用以转换能量和借以减轻人类劳动、提高生产率的主要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。机械工业是国民经济的支柱工业之一。当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。机械原理（Theory of Machines and Mechanisms）是机器和机构理论的简称。它以机器和机构为研究对象，是一门研究机构和机器的运动设计和动力设计，以及机械运动方案设计的技术基础课。 机器的种类繁多，如内燃机、汽车、机床、缝纫机、机器人、包装机等，它们的组成、功用、性能和运动特点各不相同。机械原理是研究机器的共性理论，必须对机器进行概括和抽象内燃机与机械手的构造、用途和性能虽不相同，但是从它们的组成、运动确定性及功能关系看，都具有一些共同特征： （1）人为的实物（机件）的组合体。 （2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 （3）能完成有用机械功或转换机械能。 凡同时具备上述3个特征的实物组合体就称为机器
内燃机和送料机械手等机器结构较复杂，如何分析和设计这类复杂的机器呢？我们可以采取“化整为零”的思想，即首先将机器分成几个部分，对其局部进行分析。机构是传递运动和动力的实物组合体。最常见的机构有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构、螺旋机构、开式链机构等。它们的共同特征是： （1）人为的实物（机件）的组合体。 （2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 可以看出，机构具有机器的前两个特征。机器是由各种机构组成的，它可以完成能量的转换或做有用的机械功；而机构则仅仅起着运动传递和运动形式转换的作用。在开发设计新型机器时，我们采用“积零为整”的设计思想，根据机器要完成的工艺动作和工作性能，选择已有机构或创新设计新机构，构造新型机器。内燃机就是由曲柄滑块机构(由活塞、连杆、曲轴和机架组成)、凸轮机构(由凸轮、顶杆和机架组成)和齿轮机构等组成。 随着科学技术的发展，机械概念得到了进一步的扩展： 1．某些情况下，机件不再是刚体，气体、液体等也可参与实现预期的机械运动。我们将利用液、气、声、光、电、磁等工作原理的机构统称为广义机构。由于利用了一些新的工作介质和工作原理，较传统机构更能方便地实现运动和动力的转换，并能实现某些传统机构难以完成的复杂运动。 利用液体、气体作为工作介质，实现能量传递和运动转换的机构，分别称为液压机构和气动机构，它们广泛应用于矿山、冶金、建筑、交通运输和轻工等行业。利用光电、电磁物理效应，实现能量传递或运动转换或实现动作的一类机构，应用也十分广泛。例如，采用继电器机构实现电路的闭合与断开；电话机采用磁开关机构，提起受话器时，接通线路进行通话，当受话器放到原位时断路。 2．机器内部包含了大量的控制系统和信息处理、传递系统。 3．机器不仅能代替人的体力劳动，还可代替人的脑力劳动。除了工业生产中广泛使用的工业机器人，还有应用在航空航天、水下作业、清洁、医疗以及家庭服务等领域的"服务型"机器人。例如Sony公司新近推出的SDR-3X娱乐机器人。 1.2 研究内容 机械原理课程的研究内容分为以下三部分： （1）机构的运动设计 主要研究机构的组成原理以及各种机构的类型、特点、功用和运动设计方法。通过机构类型综合，探索创新设计机构的途径。主要内容包括机构的组成和机构分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和间歇运动机构等一些常用的机构及组合方式，阐述满足预期运动和工作要求的各种机构的设计理论和方法。 （2）机械的动力设计
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机械运动图像题专题 1．小华乘水上游船进入世博园的过程中，若以游船为参照物，浦江两岸的建筑物是 的。如图所示的s-t 图像反映了游船在某段江面时的运动情况，由图像可得该游船行驶的速度为 米/秒，它在30秒内通过的路程为 米。 2．小华同学根据实验记录数据．描绘出玩具小车路程随时间变化的关系图象．如图所示．由图象可知，计时 s 后小车开始运动；1s 至5s 小车通过的路程是 m ，速度是 m ／s ． 3．一个骑自行车的人与一个跑步者在平直路面上运动，他们通过的路程随时间变化的图象如图所示。分析图象可知，跑步者的速度为________m/s 。在运动过程中，若以跑步者为参照物，骑车者是________的。 4.甲、乙两辆汽车在水平路面上同时向东行驶，路程一时间图像如图所示，则甲车的速度是_______m ／s ；两车行驶过程中，若以甲车为参照物，乙车向________运动. 5．甲、乙两物体从同一地点出发沿同—方向运动其路程S 跟时间t 的关系图像如图所示。仔细观察图像，你能获得什么信息？ (写出一条即可) 6．小刚从家中出发到达彭城广场后，沿原路返回家中，其中一半路程步行．一半路程骑自自行车。路程与时间图像如图所示。则步行的是图中_______段，小刚家到彭城广场的路程为__________m ，小刚骑车的速度为______m ／s 。 7．一只兔子和一条小狗从同一地点出发，同时开始向东运动，兔子的运动距离与时间关系图象如图中实线部分ABCD 所示，小狗的运动距离与时间关系图象如图中虚线部分AD 所示。则小狗的运动速度为_______m/s ；在前3s 内，小狗相对于兔子将向_______运动（选填“东”或“西”）。 第 4 题图 第1题图 第2题图 第3题图 第6题图
[机械制造行业]机械制图标准机械运动简图符号
（机械制造行业）机械制图标准机械运动简图符号
2运动副 3构件及其组成部分的连接 4多杆构件及其组成部分 5摩擦机构与齿轮机构 若用单线绘制轮子，允许在两轮接触处留出空隙，如： 绘制摩探机构时，轮子和轴固定连接的符号，只需画在一个轮子上。 齿轮和摩擦轮符号的区别是：表示齿圈或摩擦表面的直线相对于表示轮辐平面的直线位置不同，如： 6凸轮机构 7槽轮机构和棘轮机构 8联轴器、离合器及制动器 附录 A其它机构及其部件(补充件) 附加说明： 以上机械制图标准由中华人民共和国机械工业部提出，由机械工业部标准化研究所归口。 本标准由机械工业部标准化研究所负责起草。
本标准主要起草人汪恺、唐保宁、陈增群、蒋知民、尤绍权、倪宜平、范崇夏、江天一、张洪鳎、陆振涛、闫闾、白晓东、龚庆荣、强毅、杨东湃。 本标准首次发布于1959年6月5日，第一次修订于1974年12月13日。 5摩擦机构与齿轮机构 若用单线绘制轮子，允许在两轮接触处留出空隙，如： 绘制摩探机构时，轮子和轴固定连接的符号，只需画在一个轮子上。 齿轮和摩擦轮符号的区别是：表示齿圈或摩擦表面的直线相对于表示轮辐平面的直线位置不同，如： 6凸轮机构 7槽轮机构和棘轮机构 8联轴器、离合器及制动器 附录A其它机构及其部件(补充件) 附加说明： 以上机械制图标准由中华人民共和国机械工业部提出，由机械工业部标准化研究所归口。本标准由机械工业部标准化研究所负责起草。 本标准主要起草人汪恺、唐保宁、陈增群、蒋知民、尤绍权、倪宜平、范崇夏、江天一、张洪鳎、陆振涛、闫闾、白晓东、龚庆荣、强毅、杨东湃。
本标准首次发布于1959年6月5日，第一次修订于1974年12月13日
机械原理(2015春)机构运动简图
机构运动简图 (Kinematic sketch) （2）机构运动简图的应用 1）表示机构的组成情况； 2）表示机构的运动情况，在机构运动简图上可对机构进行运动分 析和力分析。 （3）机构示意图：不按比例绘制的机构简图。它只能表明机构的组成状 况和结构特征，不能用来进行运动分析和力分析。 1、机构运动简图 （1）定义： 根据机构的运动尺寸，按一定的比例 定出运动副的位置，再用表示运动副的符 号和表示构件的几何图形将机构的运动情 况表示出来，这种表示机构结构和运动特 征的简单的图形称为机构运动简图。 机构运动简图常用的符号
（1）分析机械的构成： 认清机架、主动件（原动件）、中间从动件、最后的执行 构件（输出件），确定机械包含的构件总数； （2）分析机械的运动情况： 从原动件开始，循着运动传递路线，分析各构件间的相对 运动性质，判定运动副的数目和类型； （3）合理选择投影面： 选择多数构件的运动平面或平行于运动平面的平面做投影 面，必要时可选择辅助投影面或局部简图来表示主投影面难以 表达清楚的部分; （4）选择适当的比例尺： 确定构件尺寸及各运动副之间的相对位置； ） 图上尺寸 ） 实际尺寸 mm m l ( ( = m （5）选定机械运动的某个位置，用表示构件和运动副的简单符号， 按一定顺序绘制简图 。 2、机构运动简图的绘制步骤
例1 内燃机的机构运动简图绘制 内燃机动画 1.认清机架、原动件、从动件 （输出件） 2.判别运动副数量和类型 3.合理选择投影面 4.选择比例尺 5.绘制简图 构件数:7 转动副：4 移动副：3 高副： 3
例2 小型压力机的机构运动 简图绘制 1.认清机架、原动件、从动件 （输出件） 2.判别运动副数量和类型 3.合理选择投影面 4.选择比例尺 5.绘制简图