机构运动简图的绘制
机构运动简图测绘及分析
• 引言 • 机构运动简图测绘方法 • 机构运动简图分析 • 机构运动简图的实际应用案例 • 结论
01
引言
主题简介
机构运动简图测绘
机构运动简图是一种用于描述机构运动特性的图形表示方法，通过将实际机构 进行抽象化处理，将其简化为简单的几何图形，以便于分析和研究。
机构运动简图分析
测量尺寸
使用测量工具测量机构各部件 的实际尺寸，并标注在草图上。
确定测绘对象
明确需要测绘的机构运动简图 对象，了解其结构和工作原理。
绘制草图
根据观察结果，使用辅助工具 绘制出机构运动简图的草图。
整理成图
根据草图和实际尺寸，使用绘 图软件绘制出机构运动简图的 最终图纸。
测绘注意事项
准确性
确保测绘数据的准确性， 避免因测量误差导致简图 失真。
03
机构运动简图的应用价值
机构运动简图在机械设计、制造、维修等领域具有广泛的应用价值，本
研究为这些领域提供了有益的参考和借鉴。
对未研究的展望
1 2 3
机构运动简图的自动化测绘
未来研究可以进一步探索自动化测绘方法，提高 测绘效率和精度，降低人为误差和劳动强度。
机构运动简图的分析优化
基于精确的机构运动简图，未来研究可以进一步 开展运动学、动力学等方面的分析，为机构的优 化设计提供理论支持。
总结词
机器人是现代工业生产中常用的自动化设备，其运动简图测 绘及分析有助于提高机器人的工作效率和精度。
详细描述
通过对机器人的运动简图进行测绘和分析，可以了解机器人 的工作原理和运动轨迹，发现潜在的故障和问题，优化机器 人的运动性能，提高工作效率和精度。同时，也有助于机器 人自主导航和智能控制等方面的研究。
平面机构运动简图的绘制
机架1
动颚板3
偏心轴转动
定颚板6
大带轮5
动颚板摆动
动颚板与定颚板一起压碎物料
肘板4
二、平面机构运动简图的绘制
例1：绘制颚式破碎机主体机构的运动简图
解： ① 分析机构的组成，确定
构件数目 ② 确定运动副的类型和数目。
③选择合理的位置（此位置）
原动件2
A B
机架1
2A B
1
3
④确定比例尺， 用规定的符
转动副
转动副
转动副 从动件4
谢谢观看
选择适当
的视选图择平面, 和视适图当平的面机 构和运动位位置置
充分反映机 构的性质。
确定适当
的比确例定尺， 绘比制例机绘构图运
动简图。
先确定机架， 再从原动件起。
二、平面机构运动简图的绘制
例1：绘制颚颚式式破破碎碎机机主体机构的运动简图
当偏心轴2绕其轴心连续转动时、动颚3作往复运动，从而
将处于动颚3与定颚板之间的矿石轧碎偏。心轴2
平面机构运动简 图的绘制
1 机构中构件的分类
CONTENTS
目
2 机构运动简图的绘制
录
一、机构中构件的分类
机构由机架、原动件和从动件组成 机架：用来支承活动构件的构件。
原动件： 按照给定的规律独立运 动的构件。
活塞 连杆
从动件：其它活动构件。
曲轴
汽缸
机构
机构：两个以上的构件以机架为基础，由运动副以一定方式连接形成的 具有确定相对运动的构件系统 。
2B
A
3
1
C
D4
1
2B
A
3
1
C
D4
④确定比例尺， 用规定的符号和线
机构运动简图的绘制机械设计基础
以单缸内燃机为例
6 7
8
随原动件运动而 运动的其余活动 构件。
10 9
任务实施
观看内燃机工作过程
任务实施
以单缸内燃机为例
②由原动件开始，按照各构 件之间运动传递路线，依次 分析构件间的相对运动形式， 从而确定运动副的类型和数 目。
要在原机构上实际 测量机构的运动尺 寸得到。
转动副的中心位置、移动 副的导路方位及高副接触 点的位置等。
任务实施
合理选择原动件的瞬间位置
A
1 4 1
以 单 缸 内 燃 机 为 例
3
7
B
2
E C D
8 9
10
标注比例尺和运动尺寸
实作练习
绘制缝纫机 踏板机构运动简图
任务总结
机构运动简图的绘制步骤:
任务实施
以单缸内燃机为例
③选择适当的投影面，以 便清楚地表达各构件间的 运动关系。通常选择与大 多数构件运动平行的平面 作为投影面。
任务实施
构件实际尺寸 ④选择适当的比例尺 μ L （单位：m/mm 构件图样尺寸
或mm/mm），按照各运动副间的距离和相对位置，从
原动件开始，以规定的线条和符号绘出机构运动简图。
机构运动简图的绘制
——机械设计基础
主讲教师
王雪艳
任务导入
运动副的性质与其具体构造无关！
图中几个结构由哪种类型的运动副联接而成 ?
任务导入
机构的运动与其真实外形及运动副的具体构造无关！
内燃机
挖掘机
抽油机
任务导入
机械设计基础第章运动简图
平面高副
两构件通过点或线接触组成的运动副称
为高副。 图1-3a)中的车轮与钢轨、图b)中凸轮
与从动件、图c)中轮齿1与轮齿2分别在
接触点处组成高副。
第四页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
§1-2 机械系统的运动简图设计
实际构件的外形和结构往往很复杂，在 研究机械运动时，为简化问题，有必要撇开 那些与运动无关的构件外形和运动副的具体 构造，仅用简单线条和规定符号来表示构件 和运动副，并按比例定出各运动副的位置。 这种说明机构各构件间相对运动关系的简化 图形，称为机构运动简图。
= 3×2-2×2-1=1
第二十五页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
局部自由度
局部自由度 — 与输出构件运动无关的 自由度。
不难看出，在这个机构中，无论滚子是否 转动或转动快慢，滚子中心的运动规律 (即输出构件的运动规律)都不会受到影响。
可设想将滚子与推杆（输出构件）焊成 一体(转动副也随之消失)。
第九页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
例：试绘制内燃机的机构运动简图
解：1）分析运动，确定构件的
类型和数量
进气阀3
2）确定运动副的类型和数
目
3）选取比例尺，根据机
构运动尺寸，定出各运动副间的 相对位置
活塞2 顶杆8 连杆5
曲轴6
4）画出各运动副和机构 符号，并表示出各构件
齿轮 10
排气阀 4气缸体 1
第三十页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
例3：牛头刨床主体机构
F=3n－2Pl －Ph =3×6－2×8－1=1
第三十一页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
小结
第三十二页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
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。
机构运动简图的绘制
机构运动简图的绘制【一】能力目标能依如实物绘制机构运动简图 【二】知识目标2.明白得自由度、运动副、约束的概念及三者的关系 【三】教学的重点与难点重点：平面机构的运动简图的绘制。
难点：绘制简图时构件及运动副的表示。
【四】教学方式与手腕多媒体教学，采纳动画演示、实例分析、启发引导的教学方式。
【五】教学任务及内容一、机构的组成 〔一〕运动副运动副：两构件直接接触并能维持必然形式的相对运动的联接称为运动副。
如图a)，轴承中的转动体与内外圈的滚道、图b)啮合中的一对齿廓、图c)滑块与导槽，均维持直接接触，并产生必然的相对运动。
因此它们都组成了运动副。
构件上参与接触的点、线、面，称为运动副的元素。
依照运动副对构件运动形式的约束及两构件接触方式的不同，运动副可如下分类： 1、 高副两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
如以下图，凸轮与从动杆及两齿轮别离在其接触处组成高副。
任务 知识点绘制发动机配气机构的运动简图 1．机构的组成2．构件和运动副的表示3．机构运动简图的绘制二、低副两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
平面低副可分为转动副和移动副。
〔1〕转动副假设运动副只许诺两构件作相对转动，那么称该运动副为转动副，也称铰链。
如以下图各构件的联接确实是转动副。
若是转动副的两构件之一是固定不动的，那么称该转动副为固定铰链。
假设转动副中两构件都是运动的，那么称该转动副为活动铰链。
〔2〕移动副假设运动副只许诺两构件沿接触面某一方向相对滑移，那么称该运动副为移动副。
如以下图。
yO12x〔二〕自由度和运动副的约束一、构件的自由度在平面运动中，每一个独立的构件，其运动都可分为三个独立的运动，即沿x轴和y轴的移动及在xoy平面内的转动。
构件的这三种独立的运动称为其自由度，别离用x、y及α为三个独立参数表示。
由上述可知：构件的自由度等于构件的独立运动参数。
平面内自由的构件，有3个自由度，而空间内自由的构件，有6个自由度。
实验一机构运动简图绘制
z.用加载杠杆在加载器上进行封闭扭矩加载后(如图z)，转动调水平机构
6中的螺杆，将a角调至。“，使加载杠杆呈水平状态，此时所加封闭力矩为:
图二加载杠杆示意图
图三测距杠杆
】一平衡祛码2一拉砒3一袱码
测距装置T2一矶L2+TQ N"m
封闭功率为
一一一一
式中:Lz
T h}
二.实验设备
1. PM350减速器、蜗杆减速器。
2.各种测量工具。
三.实验要求
在减速器的拆装过程中，全面细致地观察齿轮、轴、轴承和箱体等零部件，
了解其结构特点和作用，对一些数据进行必要的测量，为课程设计打下良好的
基础。通过实验达到以下日的:
1.了解各类减速器的特点和使用范围。
2.详细观察减速器箱体的结构特点，了解各部分作用。
4.增加负载(再打开一个40 w灯泡)，重复实验步骤3a
5.逐渐增加负载，重复实验步骤3，直到rat-n2}30 rpm为止。(因为此时
F}30/o，带传动已进入打滑区工作)。
6.增加初拉力F'o(增加祛码1)，在初拉力为F02情况下重复以上实验。
实验四齿轮效率实验
齿轮传动是机械传动中最重要的一类传动。它具有效率高、结构紧凑、工
实验一机构运动简图绘制
实验二齿轮范成原理二
实验三带传动实验…….
实验四齿轮效率实验二
实验五减速器拆装·……
实验一机构运动简图的测绘和分析
实验目的
1.
2.
学会根据实际机构或模型的构造测绘机构运动简图的技能。
通过实验进一步理解机构的组成和机构自由度的意义及其计算方法。
二.实验设备
1.衫L械实物及机械模型。
2.机构简图绘制详解
二、运动副
机构的组成
• 运动副：指两构件直接接触并能产生相对 运动的联接。
• 由运动副的定义可以看出运动副的根本特 征如下：
• 〔1〕具有确定的接触外表，并把两构件参 与接触的外表成为运动副元素；
• 〔2〕能产生确定的相对运动。
运动副元素
运动副元素不外乎为点、
线、面。
按运动副接触形式分
机构的组成
线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构 ◆ 机运构动示关意系图的简明图形。
机构的示意图：指为了说明机构构造状况, 不要 求严格地按比例而绘制的简图。
机构的运动简图
• 〔一〕绘制机构运动简图的步骤和方法 • 〔二〕机构运动简图中常用的规定符号 • 〔三〕机构运动简图的识别
机构的运动简图
〔一〕绘制机构运动简图的步骤与方法
机构运动简图的绘制
平面机构和空间机构
• 全部构件都在相互平行的平面内运动 的机构成为平面机构，否则成为空间 机构。
• 目前工程中常见的机构大多属于平面 机构，因此，本课程只争论平面机构。
➢§1 机构的组成 ➢§2 机构的运动简图
§1 机构的组成
机构是传递运动和力或者导引构件上的点按给定轨迹运动的 机械装置。机构的组成要素为构件和运动副
: 1.恰当地选择投影面：一般选择与机械的多数构件的运动平面相平行的平面作为投 影面。 2.分析机构的组成及运动状况，确定机构中的机架、原动局部、传动局部和执行局 部，以确定构件和运动副的数目。 3.循着运动传递的路线，逐一分析每两个构件间相对运动的性质，确定运动副的类 型和数目;还应确定与机构运动特性相关的 运动要素：运动副间的相对位置；如转动 副中心的位置和移动副导路的方位；高副的廓线外形，包括其曲率中心和曲率半径 等。 4. 选择适当的比例尺, 用规定的简洁线条和各种运动副符号, 将机构运动简图画出来。
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机构运动简图的绘制
【一】能力目标
能根据实物绘制机构运动简图
【二】知识目标
1.了解机构组成原理
2.理解自由度、运动副、约束的概念及三者的关系
【三】教学的重点与难点
重点：平面机构的运动简图的绘制。
难点：绘制简图时构件及运动副的表示。
【四】教学方法与手段
多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式。
【五】教学任务及内容
一、机构的组成
（一）运动副
运动副：两构件直接接触并能保持一定形式的相对运动的联接称为运动副。
如图a)，轴承中的滚动体与内外圈的滚道、图b)啮合中的一对齿廓、图c)滑块与导槽，均保持直接接触，并产生一定的相对运动。
因而它们都构成了运动副。
构件上参与接触的点、线、面，称为运动副的元素。
根据运动副对构件运动形式的约束及两构件接触方式的不同，运动副可如下分类： 1、 高副
两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
如图所示，凸轮与从动杆及两齿轮分别在其接触处组成高副。
2、低副 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
平面低副可分为转动副和移动副。
（1）转动副 若运动副只允许两构件作相对转动，则称该运动副为转动副，也称铰链。
如图所示各构件的联接就是转动副。
如果转动副的两构件之一是固定不动的，则称该转动副为固定铰链。
若转动副中两构件都是运动的，则称该转动副为活动铰链。
（2）移动副 若运动副只允许两构件沿接触面某一方向相对滑移，则称该运动副为移动副。
如图所示。
y
O
1
2
x
（二）自由度和运动副的约束
1、构件的自由度
在平面运动中，每一个独立的构件，其运动均可分为三个独立的运动，即沿x轴和y 轴的移动及在xoy平面内的转动。
构件的这三种独立的运动称为其自由度，分别用x、y及α为三个独立参数表示。
由上述可知：构件的自由度等于构件的独立运动参数。
平面内自由的构件，有3个自由度，而空间内自由的构件，有6个自由度。
2、运动副的约束
当两构件通过运动副联接，任一构件的运动将受到限制，从而使其自由度减少，这种限制就称为约束。
每引入一个约束，构件就减少一个自由度。
（1）转动副
2——约束，1——自由度
（2）移动副
2——约束，1——自由度
（3）平面高副
1——约束，2——自由度
（三）运动链和机构
两个以上的构件以运动副联接而构成的系统称为运动链。
未构成首末相连的封闭环的运动链称为开链，否则称为闭链。
在运动链中选取一个构件固定（称为机架），当另一构件（或少数几个构件）按给定的规律独立运动时，其余构件也随之作一定的运动，这种运动链就成为机构。
机构中输入运动的构件称为主动件，其余的可动构件称为从动件。
由此可见，机构是由主动件、从动件和机架三部分组成的。
闭链
开链
二、平面机构的运动简图
机构的运动简图：撇开那些与运动无关的构件的外形和运动副的具体结构，仅用简单的线条和规定的符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的相对位置，表达机构的各构件间的相对运动关系的简图。
个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线，如图c 。
3
4、平面高副
两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。
（二）机构运动简图的绘制步骤
机构简图的绘制步骤如下：
1、认真研究机构的结构及动作原理，分清固定件，确定主动件。
2、沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。
3、测量出运动副间的相对位置。
4、选择运动简图的视图平面和比例尺(=实际尺寸(m)/图示长度(mm))，绘制机构运动简图。
并从运动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。
在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
综合训练：绘制发动机配气机构的机构运动简图
1、明确机构的组成 从主动件开始(按运动传递的顺序依次进行)，即主动件(凸轮)1按顺时针方向转动，从动件(滚子)2绕转动副C 转动，从动件3绕转动副D 摆动，构件4作往复运动。
故配气机构由5个构件，3个转动副A 、C 、D ，一个移动副F 和两个高副B 和E 组成。
2、选择视图平面 一般选择与各构件运动平面相互平行的平面作为绘制机构简图的视图平面。
3、绘制机构简图 选择适当的比例，从主动件开始依次绘图，则就可以得到配气机构的机构运动简图。
μμ
小结：
1. 运动副及其分类
2. 平面机构的运动简图
作业与思考：
1、平面机构中若引入一个高副将带入( )个约束，而引入一个低副将带入( )个约束。
约束数与自由度数的关系是( )。
2、两个做平面平行运动的构件之间为( )接触的运动副称为低副；而为( )或( )接触的运动副称为高副。
3、机构运动简图有什么作用？如何绘制机构运动简图？
4、何谓自由度和约束？。