CATIA_DMU机构运动分析新手教程
第五章DMU 机构运动分析
1 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
目录
1产品介绍 (4)
2图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍) (4)
2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (4)
2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (4)
2.3DMU Generic Animation (5)
2.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (6)
2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (6)
2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (6)
3功能详细介绍 (7)
3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条 (7)
3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands） (7)
3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws） (9)
3.1.3仿真感应器（Sensors） (10)
3.1.4机构修饰（Mechanism Dressup） (12)
3.1.5创建固定副（Fixed Part） (12)
3.1.6装配约束转换（Assembly Constraints Conver） (13)
3.1.7测量速度和加速度（Speeds and Accelerations） (15)
3.1.8机构分析（Mechanism Analysis） (17)
3.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints） (19)
3.2.1创建转动副（Creating Revolute Joints)点击 (19)
3.2.2创建滑动副（Creating Prismatic Joints） (20)
3.2.3同轴副（Creating Cylindrical Joints） (21)
3.2.4创建球铰连接（Creating Spherical Joints） (22)
3.2.5创建平动副（Creating Planar Joints） (23)
3.2.6创建刚性副（Rigid Joints） (24)
3.2.7点-线副（Point Curve Joints） (24)
3.2.8曲线滑动副（Slide Curve Joints） (25)
3.2.9点-面副（Point Surface Joints） (26)
3.2.10万向节（Universal Joints） (26)
3.2.11C V连接（CV Joints） (27)
3.2.12创建齿轮副（Gear Joints） (28)
2 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.2.13滑动-转动复合运动副（Rack Joints） (30)
3.2.14滑动-滑动复合运动副（Cable Joints） (32)
3.2.15用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems） (32)
3.3DMU Generic Animation工具条 (34)
3.3.1创建运动仿真记录（Simulation） (34)
3.3.2生成重放文件（Generate Replay） (36)
3.3.3重放（Replay） (37)
3.3.4仿真播放器（Simulation Player） (37)
3.3.5编辑序列（Edit Sequence） (37)
3.3.6包络体（Swept Volume） (37)
3.3.7生成轨迹线（Trace） (37)
3.4机构刷新（DMU Kinematics Update） (38)
3.4.1机构位置刷新（Update） (38)
3.4.2输入子机构（Import Sub-Mechanisms） (38)
3.4.3重设位置（Reset Positions） (39)
3.5干涉检查模式工具条（Clash Mode） (40)
3.5.1关闭干涉检查（Clash Detection（Off） (40)
3.5.2打开干涉检查（Clash Detection（On） (40)
3.5.3遇到干涉停止（Clash Detection（Stop） (40)
3.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis） (40)
3.6.1干涉检查（Clash） (40)
3.6.2距离和距离带分析（Distance and band analysis） (40)
3.7示例 (41)
3 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
1 产品介绍
DMU机构运动分析（Kin）是专门做DMU装配运动仿真的模块。针对大型产品如整车、飞机、轮船等的机构运动状态进行评价。
2 图标功能介绍(基本概念、基本界面介绍)
2.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条
命令驱动仿真（Simulating with Commands）
规则驱动仿真（Simulating With Laws）
机构修饰（Mechanism Dressup）
创建固定副（Fixed Part）
装配约束转换（Assembly Constraints Conver）
测量速度和加速度（Speeds and Accelerations）
机构分析（Mechanism Analysis）
2.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints）
创建转动副（Creating Revolute Joints)
创建滑动副（Creating Prismatic Joints）
创建同轴副（Creating Cylindrical Joints）
4 第五章CATIA V
5 DMU 机构运动分析
创建球铰连接（Creating Spherical Joints）
创建平动副（Creating Planar Joints）
创建刚性副（Rigid Joints）
点-线副（Point Curve Joints）
曲线滑动副（Slide Curve Joints）
点-面副（Point Surface Joints）
万向节（Universal Joints）
CV连接（CV Joints）
创建齿轮副（Gear Joints）
滑动-转动复合运动副（Rack Joints）
滑动-滑动复合运动副（Cable Joints）
用坐标系法建立运动副（Creating Joints Using Axis Systems）2.3DMU Generic Animation
创建运动仿真记录（Simulation）
生成重放文件（Generate Replay）
重放（Replay）
仿真播放器（Simulation Player）
5 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
编辑序列（Edit Sequence）
包络体（Swept Volume）
生成轨迹线（Trace）
2.4机构刷新（DMU Kinematics Update）
机构位置刷新（Update）
输入子机构（Import Sub-Mechanisms）
重设位置（Reset Positions）
2.5干涉检查模式工具条（Clash Mode）
关闭干涉检查（C lash Detection（Off））
打开干涉检查（C lash Detection（On））
遇到干涉停止（C lash Detection（Stop））
2.6DMU 空间分析（DMU Space Analysis）
干涉检查（Clash）
距离和距离带分析（Distance and band analysis）
6 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3 功能详细介绍
3.1DMU运动仿真（DMU Simulation）工具条
3.1.1用命令驱动仿真（Simulating with Commands）
是用命令驱动的方式对已创建的机构进行运动仿真，这种方法比较直接、简便，但不能记录下来。
1).点击图标,出现定义对话框；
2).在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构；
3).在Command.1选项里是第一个驱动命令数值的界限，和在创建驱动副时设置的界限同步；
4).激活仿真感应器（Activate Sensors）选项，详见其有关运动仿真的后处理对话框；
5).当离开仿真对话框后，系统默认保留当前位置。点击Reset按钮返回到初始位置；
6).点击Analysis...按钮可以添加运动分析项目，比如距离、干涉检查等；
7 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
7.点击More按钮，展开对话框；
有两种仿真方式：a).Immediate直接模拟，用鼠标直接拖着驱动副上的绿色箭头线移动；
b).选择On request选项，下面的播放器按钮就会变亮，可以设置固定步幅数（Number Of Steps）来进行仿真运动。
8 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.1.2用规则驱动仿真（Simulating With Laws）
对建立了规则关系的机构进行仿真，这种规则可以是驱动参数和运动时间的关系，在特征树上记录如下图：
1).点击图标，出现定义对话框；
9 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
2).在Mechanism选项的下拉菜单里选择相应的机构；
3).点击下图按钮位置上，可以修改运动时间；
4).中间是VCR按钮，下面的步长、Analysis按钮、Activate sensors选项等和命令驱动仿真方式
用法相同。
3.1.3仿真感应器（Sensors）
在几种运动仿真命令里，都有激活感应器（Activate sensors）选项。主要作用是通过在仿真过程中观察运动副的数值、测量尺寸和运动副界限（已定义）等数据，提供非常有用的信息帮助检查机构设计。已创建的距离测量、干涉检查、速度或加速度等特征也会出现在感应器列表里。
1）.选择需要观测的参数，在Sensor标签拦里Observed列出现Yes标志。也同步显示在instantaneous Values标签的列表里。
2）.通过VCR按钮执行仿真运动，可以观测参数的变化；
3）.还可设置仿真运动的干涉检查模式和界限模式；
10 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
4）.观测的结果通过Graphics...按钮输出到图表中；
5).点击File…按钮把结果输出保存到外部文本中。
11 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.1.4机构修饰（Mechanism Dressup）
为了和ENOVIA VPM中机构运动分析集成（基于骨架的方式），我们建立在特征树上直接访问的Dress up，可以对它进行仿真，并保存在ENOVIA VPM中。
1).点击图标，出现对话框，然后点击新建按钮，选择已创建的机构；
2).在link栏里，选择需要修饰的零件。Graphic selection选项表示不能在特征树或图形区域上选择零件。
3).缺省Available products选项，表示在下面左边列表框里显示可能被绑定的零件。All products表示显示出所有零件。可以点击左边区域的零件到右边区域，和当前link的零件绑定在一起。
3.1.5创建固定副（Fixed Part）
命令给机构增加一个固定副。
1) 点击图标，在对话框下拉菜单里选择或新建机构；
12 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
2)选择固定的零件；
3)零件被自动定义成固定副了,在树上显示如下图。
3.1.6装配约束转换（Assembly Constraints Conver）
把在做装配模块里（Assmebly Design）创建的装配约束通过此命令转换成DMU中的运动副关系。模型如下图里的装配体及其特征树形式。
图a 装配产品图图b 装配产品特征树
13 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
注:此转换须在设计模式(Design Mode)下完成。
1).点击图标,出现对话框，选择或新建机构；
2).点击Auto Create自动在选择选择的机构对象里转换生成运动副；
3).打开More>>按钮，可根据需要自定义转换运动副，具体解释见下图说明；
4).转换完后的特征树如下图。
14 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.1.7测量速度和加速度（Speeds and Accelerations）
为了优化我们所做的机构设计,常需要考虑测量相关元素的加速度和速度。
1）.选择机构；
2）.点击,出现定义对话框；
15 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3）.命名该定义的名称；
4）.选择参考的产品零件，选择做分析的参考点；
5）.选择Main axis表示以当前装配的坐标系作为参考坐标系，或选择其他自定义的坐标系（Other axis）。
6）.点击OK按钮，建立的速度和加速度关系图标就显示在特征树上。
7）.可以通过用规则驱动仿真打开仿真感应器（Sensor）按钮，在定义对话框里选择观测的速度或
加速度参数，如下图；
16 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
8）.开始做机构运动，可以看到相应参数的变化，然后点击按钮Graphics...通过图表可以更形象地观察相关参数的变化规律。
3.1.8机构分析（Mechanism Analysis）
机构分析命令就是对所创建的机构进行可行性分析，包括运动副关系和零件自由度。基本定义
对话框如下：
17 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
1).基本栏图解下图；
2）.中间有两个选项，表示是否在图形中显示出运动副标志；
3）.一个列表框显示所有运动副的定义关系（名称、命令副、类型、零件关系、备注信息），在Mechansim dressup information栏里显示机构修饰的信息；
4）.以通过点击保存按钮将这个列表分析的信息保存成文本或表格格式的文件，如下图。
18 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3.2DMU运动副创建工具条（Kinematics Joints）
3.2.1创建转动副（Creating Revolute Joints)点击
1）.点击图标，出现定义对话框；
2）.分别选择两零件的对应几何元素（直线和平面），设置约束；
19 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
3）.点OK完成设置后，特征树如下图。
3.2.2创建滑动副（Creating Prismatic Joints）
1）.点击图标，出现滑动副定义对话框；
2）.选择两零件的对应几何元素（直线和平面）；
20 第五章CATIA V5 DMU 机构运动分析
机构运动简图测绘与分析实验
实验一机构运动简图测绘与分析实验 一、实验目的 1．根据机构模型，掌握正确绘制平面机构运动简图的方法和技能。 2．验证和巩固机构自由度的计算，进一步理解机构自由度的概念。 3．应用机构自由度的计算方法，分析平面机构运动的确定性。 4．掌握平面机构的组成原理，能够对平面机构进行结构分析。 二、实验设备 1、机构模型（铆钉机构B1、简易冲床B 2、装订机机构B 3、鄂式破碎机B 4、步进输送机B 5、假肢膝关节机构B 6、机械手腕部机构B 7、抛光机B 8、牛头刨床B 9、制动机构B10等）； 2．所用工具：钢板尺、游标卡尺、三角板、铅笔、圆规、橡皮、纸（除钢板尺和游标卡尺外，其余学生自备）。 三、实验内容 1. 选择5种机构模型进行测量，绘制机构运动简图； 2. 计算机构自由度，并注明其活动构件数、低副数、高副数，然后代入公式进行计算。 3．对所选择的机构进行结构分析，确定机构的级别。 四、实验原理、方法和手段 在对现有机械设备进行分析或设计新的机械设备时，都需要运用其机构运动简图。而机构各部分的运动是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的数目、类型，运动副相对位置和构件的数目来确定的，而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及运动副的具体构造等无关。所以，只要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，就可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图画出来。
常用符号见下表： 1、机构运动简图的概念 抛开构件的复杂外形和运动副的具体结构，利用简单的线条和规定的符号来代表每一个构件和运动副，并按一定的比例将机构的运动特征表达出来的简单图形称为机构运动简图。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，因而可以根据该图对机构进行运动分析和动力分析。 2、测绘方法 （1）分析运动情况。绘制机构运动简图时，首先要把该机器或模型的实际构造和运动情况搞清楚。为此，先应确定出原动件和从动件，再使被测机器或模型缓慢运动，然后按照运动的传递路线，把原动件和从动件之间的各构件的运动情况观察清楚，尤其应注意有微小
实验一机构运动简图绘制
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.钢板尺，游标卡尺，内、外卡尺。
3.三角板，铅笔，橡皮，草稿纸等(自各)。 三.原理和方法 1.原理 机构运动的性质与机构中构件的数目和运动副的类型、数日、相对位置有关。因此画机构运动简图时，应以规定的符号代表运动副，并以一定的比例尺按实际尺寸定出运动副间的相对位置，用尽可能简单的线条表示机构中各构件。这种用比例尺绘出的机构简单图形称为机构运动简图，若不按比例尺绘出，则称为}J L构示意图。 2.测绘方法 }1)缓慢驱动被测机构，仔细观察各构件的运动，分清各运动单元，从而确定湘L构构件的数日。 }2)根据相连接两构件的接触情况及相对运动性质，确定各运动副的类型。 }3)在草稿纸上绘出机构示意图。用1,2,3.二依次标注各构件，用A,H,C}二分别标注各运动副，在原动件上标出表示运动方向的箭头。 (4}测量与机构运动有关的尺寸，并标注在草图上。 (5)选长度比例尺}r 实际长度 图示长度 rrtlrnm )。在实验报告纸上画出机构运动 简图
实验二齿轮范成原理 一实验目的 1.掌握用范成法加工渐升线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成。 2，了解渐升线齿轮的根切现象和齿顶变尖现象，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。 二.实验设备与工具
最新并联机构运动学能分析与优化动力学
并联机构运动学能分析与优化动力学
分类号：TH113.2+2 密级：公开 U D C：单位代码：10424 工程硕士学位论文 4-UPS-RPS并联机构运动学性能 分析与优化 孙先洋 申请学位级别：硕士学位领域名称：机械工程 指导教师姓名：陈修龙职称：副教授 副指导教师姓名：朱苏宁职称：高级工程师 山东科技大学 二零一三年五月
论文题目： 4-UPS-RPS并联机构运动学性能分析与优化 作者姓名：孙先洋入学时间：2011年9月 领域名称：机械工程研究方向：先进设计与制造技术 指导教师：陈修龙职称：副教授 副指导教师：朱苏宁职称：高级工程师 论文提交日期：2013年5月 论文答辩日期：2013年6月8日 授予学位日期：
KINEMATICS PERFORMANCE ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF 4-UPS-RPS PMT A Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING from Shandong University of Science and Technology by Sun Xianyang Supervisor: Associate Professor Chen Xiulong College of Mechanical and Electronic Engineering May 2013
声明 本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。 硕士生签名： 日期： AFFIRMATION I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other academic institute. Signature: Date:
机构运动简图绘制实验
机构运动简图绘制实验任务书 一、实验目的 1．通过对机构运动简图的绘制，了解各种运动副及构件的结构形式，学会分析机构运动关系，掌握绘制机构运动简图的方法。 2．掌握机构自由度的概念及计算方法。 二、实验要求 1．所有对于机构运动无关的尺寸和结构不予考虑，只需按影响机构运动的有关尺寸，定出各运动副的位置，用规定的构件画法及运动副的表示符号，绘制机构运动简图。 2．认真观察分析各种构件的类型，各种运动副的结构形式及其特点。 3．如果所绘机构含有若干机构时，应按顺序分别对各个机构进行仔细分析，并注意每个机构间的运动传递情况。 4．机构运动简图绘制完成后，计算其机构自由度，并根据保证平面机构具有确定运动的条件，检查所绘制的运动简图是否正确。 三、实验内容 1．对缝纫机头颚式破碎机等指定的主要机构，根据构件相对运动关系进行观察和分析，用规定符号绘制机构运动简图。 四、实验原理及步骤 1．实验原理 （1）合理选择投影面 本实验所指定的机构都是平面机构。平面机构运动简图是在运动平面中表示运动链的构件及其运动副运动关系的简图。所以绘图时是将构件的运动平面作为简图的主平面（投影面）。做摆动或旋转运动构件的运动平面一定是转动副轴线的垂直面，这类构件的运动平面最易判别。所以在选择简图的主平面（投影面）时，首先通过机构中某一转动构件找出其运 动平面作为投影面，则其余构件的运动平面均为此平面的平行平面。 （2）绘图原理 图1表示缝纫机缝针机构的轴剖视图。机架、曲柄、连杆和针杆分别用数字1、2、3、4表示。原动件是曲柄2，其运动平面为垂直于轴线A A A '''——的平面，以此 平面作为运动简图的投影平面。构件2由皮带轮（飞轮）拖动，连杆3由活动铰 链B 和C 分别与件2和3相连，作平面连杆3使针杆4沿固定的直孔（移动副D ）上下移动。由此可知，该机构是由4个低副及4个构件（其中一个为机架、三个活动构件）组成的平面曲柄滑块机构。图示时刻的机构简图如图4所示。 2．实验步骤 （1）使被测机构缓慢运动、仔细观察分析，确认机构中的固定构件与活动构件数目，确定主动件及其数目。 （2）自主动件开始，按运动传递的顺序，根据其联接构件间 的接触形式及相对运动性质，确定各运动副的种类。 （3）合理选择运动平面，按构件联接次序，画出机构运动草 图，并对各构件及运动副标注符号。 （4）任意设定主动件（原动件）瞬时（非水平、垂直）位置，绘出机构运动示意图，并计算机构自由度。判断机构运动是否确 定。 五、实验报告 1.下载实验报告封皮。
机构运动简图测绘实验
《机械原理》实验班级 姓名 机构运动简图测绘学号 一、实验目的： 1．学会运用构件及其运动副联接常用符号和机械中常用机构的简图符号，正确绘制出机构运动简图； 2．通过实验进一步理解机构运动简图的意义； 3．熟练掌握机构自由度的计算方法，学会判断运动链能否成为机构。 二、实验内容： 机构运动简图是用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定的比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出的表示机构的简明图形。不严格按比例绘制的简图称为机构示意图。 在分析研究现有机械和构思设计新机械时都需要绘制机构运动简图。因此，我们必须熟练掌握正确绘制机构运动简图的方法。 1．绘制三个机构的运动简图，测绘对象：1）油泵――摆杆式油泵、摆块式油泵；2)冲床――滚子式、滑块式；3)插齿机――从曲柄开始到插齿刀；4)牛头刨床――从小齿轮开始画起。 其中，1、2必做，3、4选其一。对于油泵，要对其进行必要的尺寸测量，然后按比例画出其机构简图；对其余机构则绘出机构示意图。 2．计算所画机构的自由度，判断其能否成为机构？ 3．在东6D座参观常用机构的电动模型，观察各机构的运动。 三、实验步骤： 1．分析机械的组成情况和运动情况：确定机械是由多少个构件组成？哪个是原动件和机架？哪部分是执行构件和传动部分？ 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．适当地选择运动简图的视图平面； 4．选择适当比例尺，绘制机构运动简图。在原动件上标出代表其转动方向的箭头，并从原动件起，按传动路线标出各构件的编号（1、2、3、······）和运动副的代号(A、B、C、······）。 5．绘制完机构运动简图和计算其自由度后，由指导教师签字认可，方可离去。 四、注意事项： 1．上课时自带直尺、橡皮、铅笔和画草图用的白纸。 2．课堂上只要求画出各机构简图的草图，草图应画在自带的白纸上。 五、实验报告： 1．直接将报告填写在后面作业纸上。 2．将课堂上所绘制的各机构简图的草图，按机械制图的要求画出正式的机构运动简图或机构示意图。 3．计算机构自由度时应列出公式，并写明其活动构件数、各级运动副的数目。 4．说明机构是否具有确定运动？为什么？ 5．将有教师签字的草图附在实验报告后一同按时交上。 六、思考题： 1．在计算平面机构自由度时应注意哪些事项？ 2．机构运动简图与机构示意图的区别？
实验一机构运动简图的测绘及分析
实验一机构运动简图的测绘及分析 一、实验目的： 1、掌握机构运动简图测绘的基本方法； 2、巩固机构自由度的计算。并验证机构具有确定运动的条件； 3、通过对机构进行结构分析，了解结构的组成原理 二、设备和工具 机器和机构模型量具铅笔橡皮和草稿纸 三、实验原理 机构运动与机构中的构件的数目、构件组成运动副的形式以及各运动副的相对位置有关，而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关，因此，在工程上对 机构进行结构分析、运动分析和力分析时可以用机构运动简图来进行。 机构运动简图既简单又能正确地反映一部机器的运动特征，因此，正确地测量和绘制机构运动简图是机械设计的重要组成部分、 四、实验方法与步骤 1、观察机构的运动，弄清构件的数目 缓慢移动被测的及其或机构模型，从原动件开始，根据运动传递路线，仔细观察相连接的两构件是否有相对运动，特别要注意那些运动很微小的构件，从而弄清楚组成机构的构件数目。 2、判别运动副类型 一般，从原动件开始，遵循运动传递的顺序，仔细观察各相邻构件之间的相对运动性质。由此确定机构中运动副的类型、数目 3、合理选择视图 一般选择与机构的多数构件运动平面平行的平面作为投影面。必要时也可以
就机构的不同部分选择两个或者两个以上的投影面，然后展开到一张图面上。或者把主运动简图上难于表示清楚的部分，另绘一张局部简图。 对于齿轮机构则可选择与运动平面相垂直的平面作为投影面。总之，以简单清楚的把机构的运动情况表示出来为原则。 4、画出机构运动简图的草图，计算机构的自由度。 将原动件转到某一位置（即可看清多数活动构件和运动副的位置）。在草稿纸上按照规定的符号，目测尺寸使实物与图形大致成比例，徒手画出机构运动简图的草图，然后计算机构的自由度，并将草图与实物对照，观察是否和实物相符合。 5、画正式的机构运动简图。 确定尺寸比例尺，认真测量机构各运动副之间的相对位置参数，在实验报告纸上用三角板和圆规，将上述草图按照选定的比例尺卩1（构件的真实长度与图示长度的比值，单位为m/mn或mm/mn画出正式的机构运动简图。 注：对于某些不便直接测定的机构尺寸，可首先分析其机构的性质，采用间接测量的办法。
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
实验一机构运动简图测绘
目录 实验一机械运动简图测绘和结构分析 (1) 实验二直齿圆柱齿轮参数测定 (8) 实验三机构运动创新方案设计 (13) 实验一机构运动简图测绘 一、实验目的 1．学会根据实际机器或模型测绘机构运动简图的原理和方法。 2．验证和巩固机构自由度的计算，加深理解机构具有确定运动的条件。二、设备和工具 1．各种机构模型 2．钢板尺、三角板、圆规、纸张、铅笔、橡皮（自备） 三、实验要求 实验前必须认真预习实验指导书和阅读教材中的有关章节，熟悉绘制机构运动简图的基本要求，掌握机构自由度的计算方法。实验时根据给出的机构模型，仔细观察和分析后，正确绘制机构运动简图。要求每位同学画出3~4个机构运动简图，并计算机构自由度，把计算结果与实际机构进行比较，验证其有无错误。在全班完成实验后一周内交教师审阅。 四、原理和方法 1．原理 机构运动简图是用来研究机构运动学和动力学不可缺少的一种简单图形。一般在设计的初始阶段都用它来表达设计方案和进行必要的计算，根据运动简图还可以
全面了解整个机构及其局部的组成形式。由于机构的运动状态仅与机构中的构件数目以及这些构件所组成运动副的数目、种类和相对位置有关，因此我们可以抛开构件的复杂外形和运动副的具体结构，利用简单的线条和规定的符号去代表每一个构件和运动副，并按着一定的比例尺准确的将实际机构的运动特征表达出来，这种简单图形称为机构运动简图。运动副和构件的表示方法在绘制机构运动简图时，应尽量采用国家制图标准中规定的符号去表示，表1-1是绘制机构运动简图常用的符号。 机构运动简图可分为定性机构运动简图和定量机构运动简图，本实验要求对每一个机构进行定量测绘。 2．测绘方法及步骤 1）分析机构运动情况，判别运动副性质 测绘时，首先使被测机器或模型缓慢运动。通过观察和分析机构的运动情况和机构的组成，找出机构的原动部分和执行部分，从原动件开始，循着运动传递的路线确定组成机构的构件数目、运动副类型、数目及各运动副的相对位置。 2）合理选择视图 转动机构的原动件，选择机构的每一个构件均能清楚表达的最佳位置，并将机构投 影到一个和机构上各点的运动平面相平行的运动平面上，或能够反映机构运动特征的其它平面上，用规定的运动副和构件符号绘出运动简图。在此运动简图中应清楚地反映出组成机构的构件数目和运动副的数目、种类及各构件的相对运动关系，而与机构的运动没有任何关系的都不必画出。 3）选择适当的比例尺 绘制机构运动简图，应认真测量机构的运动学尺寸。按照一定的比例尺准确地画出各构件和每个运动副之间的相对位置，并标出各构件的实际长度。
机构运动简图的测绘和分析试验报告
实验一机构运动简图的测绘和分析 一.实验目的 1.学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图； 2.分析和验证机构自由度，进一步理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.各类典型机械的实物（如：缝纫机等） 2.各类典型机械的模型（如：内燃机模型、牛头刨床等）； 3.钢皮尺，内外卡钳，量角器（根据需要选用）； 4.三角板，铅笔，橡皮，稿纸（自备）。 三.原理和方法 1.原理 由于机构和运动仅与机构中所有的构件的数目的构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以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（如教科书和机械设计手册中有关“常用构件的运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，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。表1－1为常用符号示例。 2.方法 （1）确定组成机构的构件数目 测绘时使被测绘机械缓慢运动，仔细观测机构的运动，区分各个运动单元，从而确 定组成机构的构件数目，找出原动件。 （2）测绘运动副的种类、数目 根据相联接两构件的接触情况及相对运动的特点，确定各个运动副的种类。（3）合理选择投影面，坐标和原动件位置 选与机构的各个构件上的点运动平面皆平行的平面，或选能反映机构运动特征的其 他平面做投影面。 转动（或移动）原动件，找出每个构件都能表达清楚的原动件位置。 （4）绘机构运动简图的示意图 徒手按规定的符号，凭目测，使图与实物大致成比例（转动副位置、移动副导路方
位，高副接触点及曲率），从原动件开始，依构件的连接次序，逐渐画出机构运动 简图的示意图。用数字1、2、3……区分构件，用字母A、B、C……区分运动副。（5）绘正式机构运动简图 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导路的方向等，按适 当的比例尺画出正式机构运动简图。 四．步骤和要求 1.对指定绘制的几种机器或机构运动简图，其中至少有一种需按确定的比例尺绘制，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。
机构运动简图测实验
机构运动简图测实验
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机构运动简图测绘实验 一、实验目的 1.初步掌握根据实际机器或机构模型绘制机构运动简图的技能。 2.验证和巩固机构自由度的计算方法。 3.通过实验机构的比较，巩固对机构结构分析的了解。 二、实验设备和工具 1.若干个机器和机构模型； 2.自备三角尺、圆规、铅笔、稿纸等。 三、实验原理 1.机构的运动简图是工程上常用的一种图形，是用符号和线条来清晰、简明的表达出机构的运动情况，使人看了对机器的动作一目了然。在机器中各种机构尽管它们的外形和功用各不相同，但只要是同种机构其运动简图都是相同的。 2.机构的运动仅与机构所具有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。因此在绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的复杂外形，运动副的具体构造，而用简单的线条和规定的符号(参看附表GB4460)来代表构件和运动副，并按一定的比例尺寸表示各运动副的相对位置，画出能准确表达机构运动特性的机构运动简图。 四、实验方法和步骤 1.选择5～8种机构模型和机器，(根据不同专业要求，规定必画模型，选画模型)。 2.选好模型后缓慢地转动被测的机器或模型，从原动件开始观察机构的运动，认清机架，原动件和从动件。 3.根据运动传递的顺序，仔细分析相互连接两构件间的接触方式及相对运动形式，确定组成机构的构件数目及运动副类型和数目。
4.合理选择投影面，一般选择能够表达机构中多数构件的运动平面为投影面。 5.绘制机构的运动简图的草图。首先将原动件固定在适当的位置，（避开构件之间重合）大致定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号画出运动副，并用线条连接起来，然后用数字1、2、3……及字母A、B、C……分别标注相应的构件和运动副，并用箭头表示原动件的运动方向和运动形式，量出机构对应运动副间 的尺寸，再将草图按比例画入实验报告中。。 6.计算自由度，并与实际机构对照，观察原动件数与自由度是否相等；计算公式： 五、思考题 1.一个正确的“机构运动简图”能说明那些问题? 2.机构自由度的计算对测量绘制机构运动简图有何帮助?
机构运动简图的测绘及分析实验指导书
实验一 机构运动简图的测绘及分析 一、目的要求 1. 学会根据各种机械实物或模型，绘制机构运动简图，了解运动副及构件的实际结构； 2. 分析和验证机构自由度，进一步理解机构自由度的概念，掌握机构自由度的计算方法； 3. 加深对机构组成原理、机构结构分析的理解。 二、设备和工具 1. 各类典型机械的实物（如：牛头刨床、缝纫机头、插齿机等）； 2. 课本，三角板，铅笔，橡皮，草稿纸（自备）。 三、原理和方法 1．机构运动简图是表征机器和机构传动原理及运动特征的简单的图形，由于机构的运动特性主要与机构的构件数目、构件与构件组成的运动副数目、运动副的类型和同一构件上各运动副的相对位置有关，因此在对机构进行分析时可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造。 2．测绘机构运动简图的方法： （1）使被测机械缓慢运动，从原动件开始仔细观察机构运动的传递路径，了解其工作原理，从而确定组成机构的构件数目。 （2）根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的类型。 （3）选择最能描述各构件相对运动关系的运动平面作为投影面，让机械停止在便于绘制简图的位置。从原动件开始，用规定符号及构件的联接次序（一个构件至少与二个构件用运动副相联接）逐步画出机构示意图，然后用数字（1、2、3……）分别标注各构件，用英文字母A 、B 、C ……分别标注各运动副。 (4)仔细测量机构的运动学尺寸(如构件上两回转副的中心距和移动副导路的位置等),按适当的比例尺将示意图画成正规的机构运动简图。 长度比例尺 ()l μ=构件实际长度米图中表示该构件的长度(毫米) (5)按公式 L H 32F n P P =-- 式中： n ——机构活动构件数 P L ——平面低副个数 P H ——平面高副个数 计算机构的自由度,注意局部自由度、复合铰和虚约束。 (6)除去原动件(原动件和机架)、去除虚约束、注意复合铰链中回转副的数目、高副低代后,观察经整理后的机构运动简图中有无IV 级或III 级基本杆组(表4),若没有,则按II 级基本杆组的5种形式将机构拆分.最后根据所含基本杆组的最高级别确定机构的级别。 四、实验步骤 1. 先在草稿纸上徒手绘制机构示意图,标注出必要的运动学尺寸,再按适当比例画成正规的机构运动简图,如果只要求画机构示意图可不进行测量,这时可凭目测使简图中构件的尺寸与实物大致成比例. 2. 计算机构的自由度,并将计算结果与实际机构对照,观察是否相符.否则应重新绘制
(新)机构运动简图实验报告要求
机构运动简图的测绘与分析实验 本实验是与机械原理以及机械设计基础课程相关的验证性基础实验，适用于各类工科专业。 一、实验目的 ⒈通过实验了解机构运动简图与实际机构之间的差别； ⒉掌握根据实际机构绘制机构运动简图的方法； ⒊通过实验了解平面机构运动条件，掌握自由度的计算方法。 二、实验设备 缝纫机，卷尺或直尺，铅笔 三、实验原理 机构是由若干运动构件和运动副组合而成。由于机构运动只与运动构件和运动副的个数、类型以及相对位置有关，而与机构外形无关，所以可以抛开机构和运动副的复杂外形，仅用规定的简单线条和符号来表达运动构件和运动副，并按照尺寸比例绘制机构运动简图来表达机构运动特征。其中不按比例绘制的简图称为机构示意图，此图只能用于定性分析机构的运动情况。 常用运动副符号
一般构件运动简图符号 四、实验步骤 ⒈分析机构的组成情况和运动传递情况
缝纫机主要由驱动机构、挑线机构、缝针机构、摆梭机构和送布机构五部分组成，图1.3为缝纫机头结构示意图。缝纫机工作原理与人缝衣是一个道理，但又有所不同。缝纫机是双线工作机构。驱动机构通过带传动将运动传递给主轴，让后由主轴带动其他四个机构运动。当针和上线穿过布层送到针板下面最低限度时，机针又随着针杆立即向上提动，使上线在缝纫机针上形成一个套子，然后梭架准确地钩住上线，并不停地向前转动如图1.4（a）所示。梭架把上线一直转到梭心套最下部，使上线以把梭心套内的下线抱住了如图1.4（b）所示，此时挑线杆开始猛力向上挑动，下线就被上线钩住，两线很自然的被挑线杆从梭架尾部提出形成针码如图1.4（c）所示。上线在提出之前，梭架也原来位置倒转准备继续钩线，同时送布机构将衣料向前移动，如此往复循环，使两线互相结合缝在衣料上。 图1.4 ⒉在缝纫机中找出驱动机构运动传递链条，确定主动件的输出构件，确定运动副的类型和数量，仔细测量机构运动学尺寸（如转动副的中心距和移动副导路间的相对距离），标注在草纸上。 ⒊缓慢转动主轴，找出缝针机构主动件和输出构件，仔细观察从主动件到输出构件的机构传动路线上机构的运动特点和构件相互连接情况，确定活动构件和运动副的类型和数量。 ⒋按着上一步的操作方法，依次确定跳线机构、摆梭机构和送布机构的运动链条，活动构件和转动副的种类和数量。 ⒌选择合理的投影面（选择能够表达机构中多数构件运动的平面）。 ⒍绘制机构示意图。将主动件投影到适当的位置，沿着运动传递路线依次画出机构中的构件和运动副，并用适当的箭头标注出主动件。 ⒎在机构中标出局部自由度和虚约束。 ⒏计算机构自由度，检查所绘制的简图是否正确。 五、实验报告及要求 ⒈了解机构运动简图与实际机构之间的差别和对应关系； ⒉绘制 5 个独立的机构运动简图［驱动机构、挑线机构、缝针机构、摆梭机构、送布机构 要求：①用恰当的箭头表示出机构中的主动构件。 ②指出何处有局部自由度、何处是复合约束。 ③清点出机构中，活动构件 n 、高副 Ph 、低副 P L的数量。 ④代入公式计算各机构的自由度。
机构运动简图的绘制
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、 的组 成 （一） 运动 副 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 （二）自由度和运动副的约束 O 12
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。 （一）构件的表示方法 1、构件 （1）参与形成两个运动副的构件 （2）参与形成三个运动副的构件 2、转动副构件组成转动副时，其表示方法如图。图面垂直于回转轴线时用图a表示；图面不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。一 3
1实验一机构运动简图的绘制
1、观察缝纫机踏板机构的结构 (如图1-1)，绘制其机构的运动简图， 并计算机构自由度。 2、观察缝纫机机头机构的结构， 绘出其机构示意图，计算其机构自由 度。 实验一 机构运动简图的绘制 一、 实验目的 1、学习按实际机械的机构画出机构运动简图。 2、验证和巩固机构自由度的计算。 二、 实验内容 三、 设备和工具 1、缝纫机一台 2、钢皮尺、钢卷尺、 3、内外卡钳、万能角尺 4、学生自备：铅笔、三角板、橡皮、草稿纸 四、 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数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以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（见教材）来代替构件和运动副，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。 2、方法 图1-1 缝纫机踏扳机构
（1）踏动缝纫机，使缝纫机工作，从原动件开始，循者运动传递的路线仔细观察机构的运动，分清各运动单元，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，确定各个运动副的种类。 （3）选定最能清楚地表达各构件相互关系的面为视图平面，选定原动件的位置，在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接次序，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、…分别标注各可动构件，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，即转动副的中心距和移动副导路的方向等，选定原动件的位置，并按一定的比例尺画成正式的机构运动简图。 比例尺) )(mm AB m l AB l （图上长度实际长度=μ 五、 步骤和要求 1、阅读教材有关章节，熟悉测绘机构运动简图的方法。 2、 在草稿纸上绘制指定的几个机构的机构运动简图或机构示意图，对规定按比例作正式的机构运动简图的机构应测量有关尺寸。 3、 计算各个机构的自由度数，将结果与实际机构相对照，观察是否相符。 4、在实验中完成草稿后交指导教师审阅，如有错误，及时修改。 5、根据草稿完成实验报告，交指导教师批阅。
机构运动简图绘制分析实验(指导书)
实验一平面机构运动简图绘制和分析 一、实验目的 1．熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能； 2．加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定运动； 3．加深对平面机构结构分析的了解。 二、实验内容及要求 1．以指定的3～4种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图的绘制； 2．分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度，并验证它们是否具有确定的运动； 3．进行机构的结构分析。 三、实验设备和工具 1．各种机器实物和模型； 2．学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等； 四、实验原理 机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定的。因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简单的线条来代替构件。构件的表示法见图1。用规定的符号代表运动副，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。常用运动符号示例见表1－1。 五、实验步骤 1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。 3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。 4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。用数字1、2、3……分别标准各构件，用字母 A 、 B 、 C ……分别标准各运动副。 5、计算机构的自由度数，并将计算结果与实际机构的自由度相对照，观察二者是否相符。机构自由度的计算公式：F=3n-2PL-PH (式中： n 为活动构件的数目;P L 为低副的数目; P H 为高副的数目。) 6、测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸；对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。 7、选取适当的比例尺：长度比例尺 ) ()(mm mm l 图纸上所画的长度构件实际长度=μ 8、绘制机构运动简图：按一定的比例尺。用制图仪器画成正式的机构运动简图。 图1 构件的表示法
机构运动简图绘制分析实验(指导书)
实验一机构运动简图绘制与分析 一、实验目的 1．熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能； 2．加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定运动； 3．加深对平面机构结构分析的了解。 二、实验内容及要求 1．以指定的3～4种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图的绘制； 2．分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度，并验证它们是否具有确定的运动； 3．进行机构的结构分析。 三、实验设备和工具 1．各种机器实物和模型； 2．学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等； 四、实验原理 机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定的。因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简单的线条来代替构件。构件的表示法见图1。用规定的符号代表运动副，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。常用运动符号示例见表1－1。 五、实验步骤 1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。 3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。 4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。用数字1、2、3……分别标准各构件，用字母A 、B 、C ……分别标准各运动副。 5、计算机构的自由度数，并将计算结果与实际机构的自由度相对照，观察二者是否相符。机构自由度的计算公式：F=3n-2PL-PH (式中： n 为活动构件的数目;PL 为低副的数目; PH 为高副的数目。) 6、测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸；对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。 7、选取适当的比例尺：长度比例尺 ) () (mm mm l 图纸上所画的长度构件实际长度= μ 8、绘制机构运动简图：按一定的比例尺。用制图仪器画成正式的机构运动简图。 图1 构件的表示法
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。
1.机构运动简图绘制实验
实验一机构模型的机构运动简图测绘分析实验 一、实验目的 1．通过对若干机械模型的测绘，掌握机构运动简图的测绘方法；2．掌握机构自由度的计算方法，理解机构自由度的概念； 3．加深对机构组成及其结构分析的理解。 二、实验概述 由于机构的运动只与构件数目、运动副数目及其类型、相对位置有关，因此绘制机构运动简图时，可以不考虑构件的形状和运动副的具体构造，而用国家标准（GB 4460/T--1984）规定的运动副、机构构件符号代表实际的运动副与构件，再选择适当的长度比例尺表示各运动副的相对位置，可简明地表达一部复杂机器的机构运动特征与传动原理，还可用图解法求证机构上各点的力、运动轨迹、位移、速度和加速度。
表1-1 常用机构构件、运动副符号 两运动构件形成的运动副两构件之一为机架所形成的运动副移 动 副 转 动 副 构 件 活动构件固定构件 凸 轮 及 其 他 机 构 凸轮机构棘轮机构带传动 齿 轮 机 构 外齿轮内齿轮 圆锥齿轮蜗杆蜗轮
三、实验内容及步骤 1.分析机构的特征及数目 首先缓慢地转动模型手柄，使机构运动，仔细观察机构运动情况。从原动件开始，分清各个运动单元，确定组成机构的构件特征和构件数目。 2.判断各构件之间的运动副类别 从原动件开始，根据互相连接的两构件间的接触情况和相对运动的特点，依次判断各相连构件之间运动副种类，从而确定各运动副的种类及连接顺序。 3.绘制机构示意图 正确选择投影面和原动件的位置，按传递运动的路线，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，在草稿纸上绘制机构示意图。 4.绘制机构运动简图 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，选择适当的比例尺μ，绘制出机构运动简图。 μ=构件的实际长度（m 或mm ）/图上的长度（mm ） 5.计算自由度 计算自由度F :32L H F n P P =-- ，抄入所绘机构的编号、名称、绘图比例等，判断原动件数是否与自由度相等，分析机构运动的确定性，完成整个机构的绘图。 四、注意事项 1.不增减构件数目； 2.不改变运动副性质。
机构运动简图绘制实验
1 机构运动简图绘制实验 一、实验目的 1．通过对机构运动简图的绘制，了解各种运动副及构件的结构形式，学会分析机构运 动关系，掌握绘制机构运动简图的方法。 2．掌握机构自由度的概念及计算方法。 二、实验要求 1．所有对于机构运动无关的尺寸和结构不予考虑，只需按影响机构运动的有关尺寸， 定出各运动副的位置，用规定的构件画法及运动副的表示符号，绘制机构运动简图。 2．认真观察分析各种构件的类型，各种运动副的结构形式及其特点。 3．如果所绘机构含有若干机构时，应按顺序分别对各 个机构进行仔细分析，并注意每个机构间的运动传递情况。 4．机构运动简图绘制完成后，计算其机构自由度，并 根据保证平面机构具有确定运动的条件，检查所绘制的运动 简图是否正确。 三、实验内容 1．对缝纫机头各指定的主要机构，根据构件相对运动 关系进行观察和分析，用规定符号绘制机构运动简图。 （1）缝针机构（该机构轴测剖视图如图1示）。 （2）摆梭机构（机构轴测简图如图2示） （3）送布机构（机构轴测简图如图3示） 四、实验原理及步骤 1．实验原理 （1）合理选择投影面 本实验所指定的机构都是平面机构。平面机构运动简图是在运动平面中表示运动链的构 件及其运动副运动关系的简图。所以绘图时是将构件的运动平面作为简图的主平面（投影面）。做摆动或旋转运动构件的运动平面一定是转动副轴线的垂直面，这类构件的运动平面最易判别。所以在选择简图的主平面（投影面）时，首先通过机构中某一转动构件找出其运 动平面作为投影面，则其余构件的运动平面均为此平面的平行平面。 （2）绘图原理 图1表示缝纫机缝针机构的轴剖视图。机架、曲柄、连杆和针杆分别用数字1、2、3、 4表示。原动件是曲柄2，其运动平面为垂直于轴线A A A '''——的平面，以此 平面作为运动简图的投影平面。构件2由皮带轮（飞轮）拖动，连杆3由活动铰 链B 和C 分别与件2和3相连，作平面连杆3使针杆4沿固定的直孔（移动副D ）上下移动。由此可知，该机构是由4个低副及4个构件（其中一个为机架、三个活动构件）组成的平面曲柄滑块机构。图示时刻的机构简图如图4所示。 2．实验步骤 （1）使被测机构缓慢运动、仔细观察分析，确认机构中的固定构件与活动构件数目，确定主动件及其数目。 （2）自主动件开始，按运动传递的顺序，根据其联接构件间的接触形式及相对运动性质，确定各运动副的种类。 （3）合理选择运动平面，按构件联接次序，画出机构运动草图1缝针机构轴测简图 图3 送布机构轴测简图 图2摆梭机构轴测简图 123 图4缝针机构运动简图