機構運動簡圖測繪與分析實驗

1、實驗一 機構運動簡圖測繪與分析實驗一、實驗目的1根據機構模型，掌握正確繪制平面機構運動簡圖的方法和技能。2驗證和鞏固機構自由度的計算，進一步理解機構自由度的概念。3應用機構自由度的計算方法，分析平面機構運動的確定性。4掌握平面機構的組成原理，能夠對平面機構進行結構分析。二、實驗設備1、機構模型（鉚釘機構B1、簡易沖床B2、裝訂機機構B3、鄂式破碎機B4、步進輸送機B5、假肢膝關節(jié)機構B6、機械手腕部機構B7、拋光機B8、牛頭刨床B9、制動機構B10等）；2所用工具：鋼板尺、游標卡尺、三角板、鉛筆、圓規(guī)、橡皮、紙（除鋼板尺和游標卡尺外，其余學生自備）。三、實驗內容1. 選擇5種機構模型進行測量，

2、繪制機構運動簡圖；2. 計算機構自由度，并注明其活動構件數(shù)、低副數(shù)、高副數(shù)，然后代入公式進行計算。3對所選擇的機構進行結構分析，確定機構的級別。四、實驗原理、方法和手段在對現(xiàn)有機械設備進行分析或設計新的機械設備時，都需要運用其機構運動簡圖。而機構各部分的運動是由其原動件的運動規(guī)律、該機構中各運動副的數(shù)目、類型，運動副相對位置和構件的數(shù)目來確定的，而與構件的外形、斷面尺寸、組成構件的零件數(shù)目及運動副的具體構造等無關。所以，只要根據機構的運動尺寸，按一定的比例尺定出各運動副的位置，就可以用運動副的代表符號和簡單的線條把機構的運動簡圖畫出來。常用符號見下表：1、機構運動簡圖的概念拋開構件的復雜外形和

3、運動副的具體結構，利用簡單的線條和規(guī)定的符號來代表每一個構件和運動副，并按一定的比例將機構的運動特征表達出來的簡單圖形稱為機構運動簡圖。機構運動簡圖與原機構具有完全相同的運動特性，因而可以根據該圖對機構進行運動分析和動力分析。2、測繪方法（1）分析運動情況。繪制機構運動簡圖時，首先要把該機器或模型的實際構造和運動情況搞清楚。為此，先應確定出原動件和從動件，再使被測機器或模型緩慢運動，然后按照運動的傳遞路線，把原動件和從動件之間的各構件的運動情況觀察清楚，尤其應注意有微小運動的構件，分清各構件間的接觸情況及相對運動的性質，從而確定組成機構的運動構件數(shù)目、聯(lián)接次序和運動副數(shù)目、種類等。（2）選擇投

4、影面。投影面的選擇應以能簡單清楚地把機構運動情況正確地表達出來為原則。一般應先確定機構原動件的位置，原則是選擇機構中的每一構件均能清楚地表達出來的最佳位置（避免構件間的交叉和重疊），然后將機構投影到與多數(shù)構件的運動平面相平行的平面上。必要時可就機器的不同部分選擇兩個或兩個以上的投影面，應盡量減少投影面。（3）選擇適當?shù)谋壤摺Ｔ诖_定了原動件和投影面以后，就可以測量機構的運動尺寸，按照一定的比例尺畫出各構件和各運動副之間的相對位置。比例尺：L實際長度LAB（m）圖示長度AB(mm)。五、實驗步驟1先了解測繪的機械實物或模型的名稱、用途和結構，并找出它的機架、原動構件和活動構件數(shù)目。2緩慢驅動被測

5、的機器或機構模型，從原動件開始，根據運動傳遞路線，仔細觀察相聯(lián)接兩零件間是否有相對運動，特別要注意那些運動很微小的構件，認清機架，原動件和從動件，弄清機構的活動構件數(shù)目。3分析各構件之間相對運動的性質，確定各運動副的類型、運動副的數(shù)目。根據運動傳遞的順序，仔細分析相互連接兩構件間的接觸方式及相對運動形式，確定運動副類型和數(shù)目。4合理選擇機構運動簡圖的投影面。要以清楚地把機構的運動情況正確地表達出來為原則。一般選擇與機構中多數(shù)構件的運動平面平行的平面為投影面。5繪制機構運動簡圖的草圖。首先將原動件轉到適當?shù)奈恢茫ū荛_構件之間重合），大致定出各運動副之間的相對位置，在草稿紙上，用規(guī)定的符號畫出運動

6、副，并用線條連接起來，然后用數(shù)字1、2、3及字母A、B、C分別標注相應的構件和運動副，并用箭頭表示原動件的運動方向和運動形式，量出機構對應運動副間的尺寸，再將草圖按比例畫入實驗報告中。6計算自由度，并與實際機構對照，觀察原動件數(shù)與自由度是否相等。計算公式：7分析機構運動的確定性。將前面計算的機構自由度與實際機構的自由度相對照，若與實際相符，則機構具有確定的運動；若與實際情況不符，要找出原因及時改正。在實驗報告紙上用三角板和圓規(guī)，將上述草圖按選定的長度比例尺，在實驗報告上繪制正式的機構運動簡圖，計算機構的自由度。8對機構進行結構分析，并判斷機械的級別。9舉例繪制如圖2-1(a)所示的小型壓力機的

7、機構運動簡圖。解：該小型壓力機的工作原理是電機帶動偏心輪1作順時針轉動，通過構件2、3將主運動傳給構件4；同時另一路運動自與偏心輪1固聯(lián)的齒輪1輸出，經齒輪8及與其固聯(lián)的槽型凸輪8，傳遞給構件4；兩路運動經構件4合成，由滑塊6帶動壓頭7作上下移動，實現(xiàn)沖壓工藝動作。顯然該壓力機的機架是構件0，原動件為組件1-1，其他為從動件。仔細觀察各連接構件之間的相對運動特點后可知，構件0和1(1)、1和2、2和3、3和4、4和5、6和7及0和8(8)之間構成轉動副；而構件0和3、4和6及0和7間構成移動副；高副為1和8、8和5之間形成。圖2-1(a) 圖2-1(b)選定視圖投影面及比例尺=0.001m/m

8、m，順序確定轉動副A、H和移動副導路D、M的位置，根據原動件1的位置及各桿長等繪出轉動副B、C、E、F、J的位置按規(guī)定符號繪出各運動副(包括高副G、N)及各構件等，最后得到該壓力機的機構運動簡圖，如圖2-1(b)所示。由上述分析可知，該機構活動桿件數(shù)為8，轉動副數(shù)為7，移動副數(shù)為3，高副為2。但構件4與凸輪8之間以滾子5實現(xiàn)滾動接觸，故此處引進了一個局部自由度，應排除(即設想將滾子與構件4焊成一體)。這樣n=7；PL=9；PH=2；計算自由度得。六、思考題1一張正確的機構運動簡圖應包括哪些必要的內容？2繪制機構運動簡圖時，原動件的位置能否任意選定？會不會影響運動簡圖的正確性？3機構自由度大于或小于原動件數(shù)時會產生什么結果？七、實驗報告平面機構運動簡圖的測繪與分析實驗報告實驗名稱日期班級姓名學號指導教師成績一、實驗預習常用運動副、構件的表示法（舉三個例子）。 二、測繪結果及分析編號1機構名稱比例尺(m/mm)機構運動簡圖自由度計算判斷原動件數(shù)及是否有確定運動F=3n-2PL-PH=編號2機構名稱比例尺(m/mm)機構運動簡圖自由度計算判斷原動件數(shù)及是否有確定運動F=3n-2PL-PH=編號3機構名稱比例尺(m/mm)機構運動簡圖自由度計算判