机构运动简图的测绘实验指导

机构运动简图的测绘实验指导书机构运动简图是说明机构中各构件间相对运动关系的简单图形，是工程上常用的一种图形，它用一些符号和线条清晰、简明地表达出机器中各构件的传动情况，使人看了对机器的动作原理一目了然。根据机构运动简图，可进一步用图解法进行机构的运动分析和动力分析。此外在设计新机器时常用它来进行各种方案设计比较，按照运动要求综合机构中各构件的主要尺寸，因此绘制机构运动简图是设计和分析各种机构的基本手段之一，学好《机械原理》课程就必须熟练掌握绘制和阅读机构运动简图的技能。一、实验目的1.握正确测绘机构简图的方法；2.验证和巩固机构自由度的计算，并了解自由度计算公式在实际中的应用；3．进一步巩固对机构结构的分析。二、设备和工具1．有关机器实物及机构模型；2．钢板尺、内、外卡尺3．铅笔、橡皮、及草稿纸（自备）三、实验原理与方法：1．基本原理（1）应用符号由于机构的运动仅仅与机构中的构件数目和构件组成运动副的数目、种类、相对位置及原动件有关。因此，在机构运动简图中可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的线条表示构件，用规定的符号表示运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，从而与实际的机构具有完全相同的运动特征。机构中各构件及运动副均有规定符号表示，见表1－1。（2）几种简图表示方法：①具有两个转动副的构件：用一条直线联接两个运动副元素，表示转动副的小圆，其圆心必须与相对回转中心重合。②具有多个转动副的构件：用直线将相邻转动副元素的几何中心连接成多边形，并在相邻两直线相交部位涂以焊接记号，或画上阴影线，如三个转动副元素位于一直线上，可用跨越半圆符号表示。③具有两个移动副的构件，导路必须与相对移动方向一致。④具有一个转动副和移动副的构件；⑤具有一个转动副和一个高副的构件；高副元素与实际轮廓相符。⑥凸轮机构与齿轮机构的画法见表1－1。2．测绘方法：（1）测绘时首先将被测绘的机器或机构模型缓慢地运动起来，从原动件开始观察机器或机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机器或机构的构件数目，并给予编号1、2……。（2）根据相联接的两构件的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。转动副应确定其转动中心所在的位置，用字母A、B、……标注。移动副应找到其移动导路的方位。（3）在草稿纸上按规定的符号及构件的联接顺序逐步徒手画出机构运动简图的草稿。然后用相应的箭头标注原动件，用阿拉伯数字1、2、3……分别标注各构件，用拉丁字母A、B……分别标注各运动副。（4）仔细测量机构中与运动有关的尺寸（如回转副的中心距和移动副导路间的夹角等）。（5）任意假定原动件的位置，选择长度比例尺将草稿画成正规的机构运动简图。长度比例尺μL＝长度（毫米）图上代表该构件的线段构件的实际尺寸（米）对于只研究机构的结构，不进行精确分析时，只要经过目测，大致按比例绘出的机构运动简图又称为机构运动示意图。图1-1为偏心轮机构的结构图，图1-2为按一定比例尺绘制的机构运动简图。以该机构为例测绘步骤如下：（1）当使原动件（偏心轮）运动时，可以看出图示机构中有四个运动单元。机架1――相对静止；偏心轮2――相对机架作回转运动；连杆3――相对机架作平面复杂运动；滑块4――相对机架作水平方向的直线运动。（2）根据相互联接的构件间的接触情况可知，四个运动副均系低副。构件2相对机架1绕A点回转，组成第一个回转副，其回转中心在A点；构件3相对构件2绕B点回转，组成第二个回转副，其回转中心在B点；构件4相对构件3绕C点回转，组成第三个回转副，其回转中心在C点，构件4相对机架1沿直线X―X作往复直线移动，组成一个移动副，其导路方向沿X―X且通过轴心A点。（3）任意确定原动件2相对于机架1的位置，然后依次按比例尺确定各运动副相对机架的位置，用图示符号画出运动副及构件，并用字母A、B、C、X――X及数字1、2、3、4分别标注相应的运动副和构件，如图2的（ɑ）所示。在图2（a）所示的偏心轮机构中，各构件的尺寸为：LAB＝0.068米，LAC＝0.290米长度比例尺为：μL＝ABLAB＝毫米米＝毫米米0.00417068.0（4）检查所绘制的机构运动简图是否正确，计算机构的自由度；F＝3n-2PL-PH＝3×3－2×4＝1由计算知该机构应有一个原动件，与实际机器的原动件数目符合。（5）结构分析，由图2－（b）分析，该机构是由机架1、原动件2以及一个Ⅱ级杆组而形成的，属于Ⅱ级机构。四、实验步骤1．观察机器或机构的运动情况及传动的顺序。2．根据机器或机构运动的传动路线，合理选择机构的运动平面，并作为视图平面绘出机构运动简图。3．计算机构的自由度，校核所绘制的运动简图。4．对上述机构进行结构分析（高副低代、分析杆组、确定机构级别）。五、注意事项：1．为了将机构运动简图表示清楚，需要恰当地选择机构的视图平面，一般可以选择机构多数构件的运动平面为视图平面。2.构运动简图应按表1－1中规定的符号来绘制，不要自己任意创造代表符号。3.注意各构件间的比例关系应与原机构相对应，凡不要求按比例绘制的机构运动示意图，在绘制时，也应该大致上协调与原机构中的构件相对应。