机构运动简图的绘制机械原理
(完整版)机械原理知识点归纳总结
第一章绪论基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。
第二章平面机构的结构分析机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。
1. 机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。
为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。
2. 运动链成为机构的条件判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。
运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。
机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。
机构自由度计算是本章学习的重点。
准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。
(1) 复合铰链复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。
正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。
(2) 局部自由度局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。
局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。
正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。
(3) 虚约束虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。
正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。
虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。
对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。
3. 机构的组成原理与结构分析机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。
机械原理平面机构的结构分析主要内容：
第一章平面机构的结构分析本章主要内容：１）平面机构运动简图的绘制２）平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件３）机构的组成原理及结构分析1-1. 研究机构结构的目的(1) 探讨机构运动的可能性及其具有确定运动的条件(2) 将各种机构按结构加以分类，并按分类建立运动分析和动力分析的一般方法(3) 了解机构的组成原理(4) 绘制机构运动简图1-2. 运动副、运动链和机构一、运动副基本概念：1运动副：两构件直接接触形成的可动联接运动副1 运动副2 运动副2运动副元素：参与接触而构成运动副的点、线、面。
3自由度：构件所具有的独立运动的数目4约束：对独立运动所加的限制运动副的分类：1根据运动副的接触形式，运动副归为两类:1）低副：面接触的运动副。
如转动副、移动副。
2）高副：点或线接触的运动副。
如齿轮副、凸轮副。
2根据两构件的空间运动形式，可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空间运动。
如螺旋副，球面副运动副的约束特点：具有两个约束而相对自由度等于一的平面运动副：转动副和移动副。
具有一个约束而相对自由度等于二的运动副：高副约束一个相对转动而保留两个相对移动的运动副是不可能存在的。
二、运动链•运动链：两个以上构件以运动副联接而成的系统。
•闭链：组成运动链的每个构件至少包括两个运动副元素，该运动链为封闭系统。
•开链：运动链中有的构件只包含一个运动副元素。
三、机构从运动链的角度，机构需具有下列特点:•1) 运动链中有机架•2) 各构件间有确定的运动1-3．平面机构运动简图一、机构运动简图的定义及作用说明机构各构件间相对运动关系的简单图形.机构运动简图是用规定的运动副符号及代表构件的线条来表示构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置.•组成：线条和符号•符号：表示运动副二、机构运动简图的绘制1.运动副的表示符号：1)两构件构成转动副2)两构件构成移动副3)两构件组成平面高副用两构件接触点（线）附近的两段轮廓表示2.构件的表示方法将该构件上的运动副元素按其位置表示出来，再用简单的线条将这些运动副联接起来，就可表示这个构件。
机械原理实验
3.曲柄摇杆机构动态参数测试分析
实验一 机构运动简图的测绘与分析
一、实验目的
➢ 通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运 动简图的测绘方法；
➢ 进一步熟悉常用运动副的代表符号和巩固自由度的 计算方法；
➢ 增进对机构组成原理的了解。
二、实验设备与工具
机械模型（如曲柄滑块泵、曲柄摇块泵、曲柄摇杆 泵、颚式破碎机、简易冲床、铆钉机构等）；
四、实验内容
对渐开线直齿圆柱齿轮进行测量，确定其基本参数 (模数m和压力角α)并判别它是否为标准齿轮，对 非标准齿轮，求出其变位系数X
五、思考题
✓两个齿轮参数测定后，怎样判断它们能否啮合及传动 类型？
✓测量齿根圆直径 d f 时，对于齿数分别为奇数和偶数
的齿轮测量方法有什么不同？
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
4.按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心O）—距离xm，然 后用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。 观察齿形，有无齿顶变尖现象。
5.比较所得标准齿轮和移距变位齿轮的齿厚、齿间、调节、顶 圆齿厚、基圆齿厚，以及根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对 变化特点。
加工过程模拟
双击标准齿轮及正变位可观看加工过程
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2407:22:4407:22:44October 24, 2020
实验二机构运动简图测绘
《机械设计基础》实验指导书课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520课程名称:机械设计基础（A)、机械设计基础(B）、机械设计基础（C）注：1、实验01和10可合并在一起,分两个单元进行;2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。
实验一机构认识实验一、实验目的1。
初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。
2.增强学生对机构与机器的感性认识.二、实验内容陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识.实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。
三、实验设备和工具机构陈列室机构展柜和各种机构模型。
四、实验原理(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到:机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。
所以只要掌握各种机构的运动特性,再去研究任何机器的特性就不困难了。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类:即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。
1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。
2。
单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等.3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构,把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构.（三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动,转变为从动件严格地按照预定规律的运动。
只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。
机械原理实验 机械结构的分析及运动简图测绘(二)实验报告
实验名称实验四机械结构的分析及运动简图测绘(二)
课程名称机械原理实验时间实验地点 S401 组号同组人成绩
一、实验目的
1.熟悉机构运动简图的画法，掌握从实际机构中测绘其运动简图的技能。
2.巩固机械结构的分析原理及自由度计算方法。
3.加深理解四杆机构的演化过程及验证曲柄存在的条件。
二、仪器设备
1.设备：唧筒、手摇抽气机、内燃机模型
2.工具：卷尺 0-3m；
游标卡尺 0-150mm，精度0.02mm；
游标卡尺 0-300mm，精度0.02mm；
三、实验原理简要
1.什么是机构运动简图？
2.在绘制机构运动简图时，长度比例尺及投影面怎样选择？
长度比例尺： ＝
投影面的选择方法：
四、实验过程和步骤
画图，格式如下：
序号.机构名称
长度比例尺：
机构自由度计算：
是否有确定的运动：
机构运动简图：
五、数据记录与处理：
继续画图，格式同上
六、实验结论分析与讨论：
请用红色水笔标注出本次实验中的机构运动简图所缺失的尺寸，并按顺序编号。
总计缺失的尺寸数目是个。
1。
机构运动简图的绘制机械原理
3
缺点
机构运动简图不利于直观地展现形状、轮廓等细节信息，同时其绘制和观察需要一定的专业 知识。
机构运动简图的创新方法
寻找新的运动副
运动变换
通过寻找具有新型结构的运动副， 可以创新机构运动简图的设计。
通过对机械设备运动规律的变换 或改进，提高机械装置的性能。
优化分析
通过分析机构运动简图的结构和 运动规律，寻找最优解对其进行 优化设计。
2 方法2：数值模拟
通过建立机构运动简图的数值模型，利用计 算机仿真软件对机构运动进行仿真和验证。
机构运动简图的市场前景和未来发展 趋势
市场前景
机构运动简图在机械制造、汽车制造、自动化控制等领域都有着广泛的应用。随着技术的不 断进步，它所涵盖的应用领域将不断扩大。
未来发展趋势
随着机械工程和计算机技术的不断发展，机构运动简图的设计和应用也将不断创新和完善。 未来的趋势可能是更加精细化、更加直观化的机构运动简图。
应用
曲柄摇杆机构广泛应用于内燃机、柴油机、蒸汽机、压缩机、啤酒灌装机等设备中。
摆杆机构的运动原理
1
定义
摆杆机构由两个或多个摆杆组成。它可以将旋转运动转换为曲柄常数的往复运动。
2
工作原理
摆杆以轴承为中心，绕着固定轴线进行旋转。摆杆的摆动运动将旋转运动转换为 往复运动。
3
应用
摆杆机构广泛应用于钟表、风车、发电机和轨道交通设备等行业。
2 机构运动的分类
机构运动可分为平面运动和空间运动两大类。平面运动包括曲柄摇杆机构、摆杆机构和 平面连杆机构。而空间运动则包括蜗杆副和扭力摆线机构。
齿轮副的运动原理
齿轮副的定义
齿轮副是由两个或多个齿轮组成 的机构。它可将旋转运动的动力 传递到不同的机械部件上。
机械原理第二章2-1
2 1
3 1 4
2
4
3
2. 机构
机构：若将运动链的一个构件固定为机架
时，运动链便成为机构。
构件的分类
机构中的构件可分为三大类： （1）机架 机构中固定不动的构件。 一个机构只有一个机架。 （2）原动件(主动件) 机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件。 （3）从动件 机构中除原动件外的其余活动构件。 当确定原动件后，其余从动件随之作 确定的运动。
•根据运动副引入的约束数 •根据构成运动副的两构件之间的相对运动 •根据构成运动副的两构件之间的接触情况 •根据构成运动副的两构件的接触部分几何形状
运动副分类
根据运动副引入的约束数，运动副分为五级 I级副： 引入1个约束的运动副 Ⅱ级副：引入2个约束的运动副 Ⅲ级副：引入3个约束的运动副 Ⅳ级副：引入4个约束的运动副 Ⅴ级副：引入5个约束的运动副
圆柱副(cylindric pair)
球销副(sphere-pin pair)
环运动副(looping pair)
二、运动链(Kinematic Chain)和机构
1.运动链(Kinematic Chain)
2.机构
1.运动链(Kinematic Chain) 运动链
用运动副将两个或两个以上的构件连接 而成的系统称为运动链。
1 2 3 4
3
2 1
如果机构中有一个或多个高 副，则称此机构为高副机构。
机构
平面机构中的所有运动副一定是平面运动副， 但是只包含平面运动副的机构也可能是空间机构。
例如:
万向联轴节是空 间机构，该机构 只包含转动副 （平面运动副）
三、平面机构运动简图
1.机构运动简图的定义和目的 2.机构运动简图的作用 3.运动副和构件的表示方法 4.绘制机构运动简图的步骤
机械原理第1章1.2节运动副机构运动简图
组成—— 可由一个零件构成，也可由若干零件刚性联接而成。
内 燃 机 连 杆
零件
加工制造的最小单元
二 运动副
一、运动副定义
由两个构件直接接触而产生一定相对运动的可动联接称为 运动副。
对运动副的理解要把握以下三点：
由两个相邻构件直接接触组成 组成运动副的两个构件之间有相对运动 每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接
B
三 机构运动简图的绘制步骤
1. 分析整个机构的工作原理，确定原动件，确定 输出件， 确定传动件
2. 沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动 关系，确定运动副的类型和数目
3. 选择适当的视图平面
4. 选定比例尺绘图：选择适当比例尺以国标规定线 条和符号表示构件和运动副，完成机构图
例 图示为颚式碎矿机。当曲轴2绕轴心O1连 续 回转，动颚板6绕轴心O3往复摆动，从而将矿石
第2章 机构的结构分析
2.2 机构的组成 2.3 平面机构运动简图的绘制 2.4 机构具有确定相对运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
武汉大学东湖分校工学院 2011年3月
一 构件
2.1 运动副及其分类
定义——作为一个整体参与机构运动的刚性单元体，组成 机械系统的最小运动单元
原动件
从动件
机构是具有 确定运动的 运动链。
机架
请大家思考以下2种说法是否正确 为什么？
1 运动链是机构
2机构是运动链
机构的分类
平面机构：机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构：机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运 动，或至少有一构件能在三维空间中运动
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内燃机
10 C
11
8 ,9 3 7 D B 18 4 A 1
例2-1绘制图2-4所示牛头刨床机构的运动简图。
• (1)从主动件开始，按运动传动顺序，分析各构件之间 相对运动性质，并确定联接各构件的运动副类型。 • (2) 合理选择视图。本题选择与各回转轴线垂直的平面 作为视图平面。 • (3)合理选择长度比例尺 (m/mm)，绘制机构运动简图， 如图2-5所示。
机构运动简图的绘制
绘制方法及步骤： （1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，
Байду номын сангаас
查明组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置；
（2）选定视图平面； （3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画 出各运动副和机构的符号，最后用简单线条连接即得机 构运动简图。
举例 1 小型压力机
举例 2
图2-4
图2-5