典型机械运动方案展示与分析及机构运动简图测绘.

实验1 典型机械运动方案展示与分析及机构运动简图测绘

1.1 实验目的

通过对

(1) 测绘时使被测绘的机械缓慢地运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，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，确定各个运动副的类型。 (3) 在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接顺序，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，并按下式选择一定的比例尺画出正式的机构运动简图。

比例尺)

m m ()m (图上长度实际长度=

l μ

1.4 实验步骤和要求

1. 对于指定的几种机器或机构，要求其中至少有两种需按比例尺绘制机构运动简图，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。

2. 计算机构自由度，并将结果与实际机构的自由度对照，观察计算结果与实际是否相符。

3. 对上述机构进行结构分析（高副低代、分离杆组、确定杆组和机构级别等）。

1.5 思考题与实验报告

1. 思考题

(1) 通过本实验，阐述机构运动简图的内涵。机构运动简图应准确反映实际机构中的哪些项

目？

(2) 绘制机构运动简图时，原动件的位置为什么可以任意选择？会不会影响简图的正确性？ (3) 机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？机构具有确定运动的条件是什么？ (4) 对所测绘的机构能否改进和创意新的机构运动简图？

2. 实验报告基本内容 (1) 填写完成下表内容

实验1：典型机械运动方案展示与分析及机构运动简图测绘实验报告

(2) 思考题讨论

(3) 实验心得和建议

实验2 齿轮传动效率测定与分析

2.1 实验目的

1.了解机械传动效率的测定原理，掌握用扭矩仪测定传动效率的方法；

2.测定齿轮传动的传递功率和传动效率；

3.了解封闭加载原理。

2.2 实验设备和工具

1.齿轮传动效率试验台；

2.测力计；

3.数据处理与分析软件；

4.计算机、打印机。

2.3 实验原理和方法

1. 齿轮传动的效率及其测定方法

齿轮传动的功率损失主要在于：(1)啮合面的摩擦损失；(2)轮齿搅动润滑油时的油阻损失；(3)轮轴支承在轴承中和轴承内的摩擦损失。齿轮传动的效率即指一对齿轮的从动轮（轴）输出功率与主动轮（轴）输入功率之比。对于采用滚动轴承支承的齿轮传动，满负荷时计入上述损失后，平均效率如表3.1所示。

表2.1 齿轮传动的平均效率

测定效率的方式主要有两种：开放功率流式与封闭功率流式。前者借助一个加载装置（机械制动器、电磁测功器或磁粉制动器）来消耗齿轮传动所传递的能量。其优点是与实际工作情况一致，简单易行，实验装置安装方便；缺点是动力消耗大，对于需作较长时间试验的场合（如疲劳试验），消耗能力尤其严重。而后者采用输出功率反馈给输入的方式，电源只供给齿轮传动中摩擦阻力所消耗的功率，可以大大减小功耗，因此这种实验方案采用较多。 2. 封闭式试验台加载原理

图3.1表示一个加载系统，电机功率通过联轴器1传到齿轮2，带动齿轮3及同一轴上的齿轮6，齿轮6再带动齿轮5。齿轮5的轴与齿轮2的轴之间以一只特殊联轴器和加载器相联接。

设齿轮齿数6532,z z z z ==，齿轮5的转速为5n (r/min)、扭矩为)m N (5?M ，则齿轮5处的功率为

)kW ( 9550

5

55n M N =

若齿轮2、5的轴不作封闭联接，则电机的功率为

)kW ( 9550/5

551η

η?=

=n M N N

式中η为传动系统的效率。

而当封闭加载时，在5M 不变的情况下，齿轮2、3、6、5形成的封闭系统的内力产生封闭力矩4M )m N (?，其封闭功率为

)kW ( 9550

4

44n M N =

该功率不需全部由电机提供，此时电机提供的功率仅为

)kW ( /441

N N N -='η 由此可见，11

N N <<'，若%95≈η，则封闭式加载的功率消耗仅为开放式加载功率的1/20。

图2.1 加载系统 图2.2 试验台结构

3. 效率计算

要计算效率，应先决定被试齿轮2处于主动还是被动。在齿轮传动中，主动轮的转向与轮齿啮合作用力形成的扭矩方向相反，而从动轮的转向则与轮齿啮合作用力形成的扭矩方向相同。如图3.1所示，由电机联轴器1决定的方向与齿轮2所受扭矩方向相反，所以持论2为主动轮。设齿轮2、3间的传动效率为32-η，齿轮6、5间的传动效率为56-η（均含支承轴承效率及搅油损失，以便于计算），则电机供给功率可计算如下

)kW ( 45

6324

1N N N -=

'--ηη 电机力矩

45

6324

1M M M -=

--ηη

当设==--5632ηη平均效率η时，由上式可得

1

44

M M M +=

η

若电机转向与图3.1中所示的由联轴器力矩1表示的方向相反（本实验所采用的试验台便是这种情况），砝码形成的负荷将保持捏合面不变。从齿轮2的转向来判断，转向与所承受轮齿啮合力的扭矩方向相同，所以齿轮2即为被动轮，而齿轮3和5就成为主动轮，功率流的方向变为5→6→3→2。此时功率流功率4N 大于传出的功率，则电机供给的摩擦功率为

)1()1(24652346523441ηηηηη-=-=-=----N N N N N

所以 )1(2

41η-=M M 则平均效率为

4

1

4M M M -=

η

4. 试验台结构

试验台结构如图3.2所示。其中电机1悬挂式安装，2是重锤式测力计，3是两套相同传动比的齿轮减速器，通过联轴器和加载器4组成封闭加载回路，5是机架，6是电器控制箱。

若测力计的读数为f (mN)，测力矩臂长为l =195mm ，则功耗力矩为

)m N ( 10195.01000195.01000

3

2

??===

-f f lf M f 减速器采用了螺旋槽加载机构，如图3.3所示。其螺旋角?=14.11β。当砝码1的重量

G (N)经动滑轮2施加于滑架3时，滑架即在滑轨4上移动。由于螺旋槽的作用，此时销轴5不动，而槽体产生旋转，带动轴6旋转而产生加载力。加载受力情况如图3.3的上图所示。Q 为螺旋槽压在销轴上的载荷，其分力Q '与加载砝码重量相平衡，即G Q 2='；分力Q ''则为圆周力，它乘以作用半径r 即为作用在封闭系统内的封闭力矩B M 。

图2.3 螺旋槽加载机构

)m N ( 1000

14.112 /???='=''tg r

G

M tg Q Q B β

当mm 5.21=r 时，)m N (22.0?=G M B 。 测力计的结构和作用原理见实验12。

2.4 实验步骤和要求

1. 脱开测力计挂钩并调零。判断电机转向应为测力杆向下回转。

2. 卸去所有砝码，使加载器销轴处于轴向移动起点附近约2~3mm 处。

3. 手扶测力杆，启动电机，空转一分钟。

4. 将测力杆挂上测力计挂钩，读出空载下功耗力矩的力。（该力矩是与载荷无关的因素所引起的损失，如轴承的空载阻力，密封件阻力，箱体内的搅油损失等）。

5. 逐步加载到砝码重250N ，每次加载后运转5~10min 使趋于稳定状态，记录砝码重及测力计读数，同时注意此两数之间是否大致保持相应关系。如有明显不正常，则应查明原因采取措施后重做一遍。数据正常则停机。

6. 将数据输入计算机，打印出加载力矩B M 、功耗力矩f M 及传动效率η诸值，并作出

B f M M -曲线和B M -η曲线图。

2.5 思考题与实验报告

1. 思考题

(1) 为什么B f M M -基本为直线关系，而B M -η则为曲线关系？ (2) 油温对传动效率将有何影响？

(3) 加载力矩的测量值介入了哪些误差？

2. 实验报告基本内容

(1) 填写完成下表内容

实验2：齿轮传动效率测定与分析实验报告

实验3 典型机械结构展示及拆装与测绘

3.1 实验目的

1.了解典型机械的功用和传动机构的组成情况以及运动、动力的传递路线和变换形式；

2.了解典型机械中各零部件的结构特点、装配关系及其调整方法；

3.通过拆装进一步熟悉和掌握典型机械零部件结构设计的一般原则；

4.了解零部件的测绘方法，培养机械结构设计和反求设计的能力。

3.2 实验设备和工具

1.各种典型传动装置；

2.各种常用拆装工具和测量工具。

3.3 实验步骤和要求

1.打开传动装置的机盖，仔细观察传动装置的运动与动力输入、输出件、传递路线和变换

形式，分析其功用和所含传动机构类型，绘制传动系统示意图。

2.观察各零部件的结构特点、装配关系及其调整方法，用手感觉配合松紧程度和间隙大小，

考虑合理的拆装顺序。

3.按顺序拆下各零部件并作记录，将拆下的零部件按一定顺序放置，以免丢失、损坏，以

便于装配。

4.选择其中的代表性结构（如轴系）徒手绘制其装配草图。

5.选择2个关键零件，绘制其结构草图，并通过实测，标注全部尺寸，推测配合处的配合

制、名义尺寸和配合精度等级与公差，从功能要求考虑，选择合理的形位公差和表面粗糙度。

6.将传动装置按一定顺序安装并调整好，使其运转灵活。

3.4 思考题与实验报告

1. 思考题

(1)传动装置中为实现零部件周向和轴向定位与固定采用了哪些方法？

(2)传动装置中哪些零件需要对安装间隙进行调整，采用什么方法进行调整？

(3)机械结构设计时应注意和考虑哪些问题？

(4)结构测绘时如何才能获得较为精确的测量结果？

2. 实验报告基本内容

(1) 填写完成下表内容

传动装置名称：

所含传动机构类型及名称：

传动系统示意图：

(2) 思考题讨论

(3) 实验心得和建议

实验4 渐开线直齿圆柱齿轮几何参数测定与分析

4.1 实验目的

1. 掌握运用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法；

2. 通过测量和计算，熟练掌握齿轮各参数之间的相互关系和渐开线性质。

4.2 实验设备和工具

1. 一对齿轮（齿数为奇数和偶数的各一个）；

2. 游标卡尺（游标读数值不大于0.05mm ）；

3. 渐开线函数表、计算工具（学生自备）。

4.3 实验原理和方法

单个渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数z 、模数m 、压力角α、齿顶高系数*

a h 、顶隙系数*

c 、变位系数x ；一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合的基本参数有：啮合角α'、中心距a 。

本实验用游标卡尺来测量轮齿，并通过计算得出一对直齿圆柱齿轮的基本参数。其原理如下：

1. 确定齿轮的模数和压力角

图4.1 齿轮公法线长度的测量

标准直齿圆柱齿轮公法线长度的计算如下：如图7.1所示，若卡尺跨n 个齿，其公法线长度为

b b n s p n l +-=)1( 同理，若卡尺跨1+n 个齿，其公法线长度则应为

b b n s np l +=+1

所以 b n n p l l =-+1 (4.1) 又因απαcos cos m p p b ==

所以 α

πcos b

p m =

(4.2)

式中b p 为齿轮基圆齿距，它由测量得到的公法线长度n l 和1+n l 代入式(7.1)求得。α可能是

15，也可能是 20，故分别用 15和 20代入式(7.2)算出模数，取模数最接近标准值的一组m 和α，即为所求齿轮的模数和压力角。

为了使卡尺的两个卡脚能保证与齿廓的渐开线部分相切，所需的跨齿数n 按下式计算 5.0180

+=z n α

(4.3)

或直接由表7.1查出。

2. 确定齿轮的变位系数 根据齿轮的齿厚公式

αααπααinv 2cos )tg 22/(inv 2cos b b b r x m r s s ++=+=

得 α

α

π

αtg 2inv 2cos z m s x b --= (4.4)

式中b s 可由以上公法线长度公式求得，即

b n b np l s -=+1 (4.5) 将式(7.5)代入式(7.4)即可求出变位系数x 。 3. 确定齿轮的齿顶高系数和顶隙系数

根据齿轮齿根高的计算公式 2f

f d mz h -=

(4.6)

又 )(x c h m h a f -+=*

* (4.6a)

式(7.6)中齿根圆直径f d 可用游标卡尺测定，因此可求出齿根高f h 。在式(7.6a)中仅*

a h 和*

c

未知，由于不同齿制的*a h 和*c 均为已知标准值，故分别用正常齿制1=*a h 、25.0=*

c 和

短齿制8.0=*a h 、3.0=*

c 两组标准值代入，符合式(7.6a)的一组即为所求的值。

4. 确定一对互相啮合的齿轮的啮合角和中心距 一对互相啮合的齿轮，用上述方法分别确定其模数m 、压力角α和变位系数1x 、2x 后，可用下式计算啮合角α'和中心距a ：

αααinv tg )

(2inv 2121+++=

'z z x x (4.7)

αα

'

+=cos cos )(221z z m a (4.8)

实验时，可用游标卡尺直接测定这对齿轮的中心距a '，测定方法如图7.2所示。首先使该对齿轮作无齿侧间隙啮合，然后分别测量齿轮的孔径1k d 、2k d 及尺寸b ，由此得

2/)(21k k d d b a ++=' （4.9)

图4.2 中心距的测量

4.4 实验步骤和要求

1. 数出齿轮的齿数z 。

2. 由式(7.3)计算或查表确定跨齿数n 。

3. 测量公法线长度n l 和1+n l 及齿根圆直径f d 、中心距a '，读数精度至0.01mm 。注意，每个尺寸应测量三次，记入实验报告附表，取其平均值作为测量结果。

4. 逐个计算齿轮的参数，记入实验报告附表。最后将计算的中心距与实测中心距进行比较。

4.5 思考题与实验报告

1. 思考题

(1) 通过两个齿轮的参数测定，试判别该对齿轮能否互相啮合。如能，则进一步判别其传动

类型是什么？

(2) 在测量齿根圆直径f d 时，对齿数为偶数和奇数的齿轮在测量方法上有何不同？ (3) 公法线长度的测量是根据渐开线的什么性质？ (4) 如何分析跨齿数n 的计算公式(7.3)？

2. 实验报告基本内容 (1) 填写完成下表内容

(2) 思考题讨论

(3) 实验心得和建议

实验5 渐开线直齿圆柱齿轮范成

5.1 实验目的

1. 通过实验掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廓的基本原理；

2. 了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；

3. 分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

5.2 实验设备和工具

1. 齿轮范成仪；

2. 圆规、三角尺、绘图纸、剪刀、两支不同颜色的铅笔或圆珠笔（学生自备）；

3. “齿轮范成实验”电教片、放像机。

5.3 实验原理和方法

范成法是利用一对齿轮（或齿轮齿条）互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的一种方法。加工时，其中一齿轮（或齿条）为刀具，另一轮为轮坯，二者对滚，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动，最后轮坯上被加工出来的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线，其过程好像一对齿轮（或齿轮齿条）作无齿侧间隙啮合传动一样。为了看清楚齿廓形成的过程，可以用图纸做轮坯。在不考虑切削和让刀运动的情况下，刀具与轮坯对滚时，刀刃在图纸上所印出的各个位置的包络线，就是被加工齿轮的齿廓曲线。

图8.1所示齿轮范成仪，圆盘2（相当于待切齿轮）绕固定于机架1上的轴心O 转动，在圆盘的周缘刻有凹槽，槽内嵌两根钢丝3，其中心线（图中圆盘2上虚线为钢丝3的中心线）形成的圆相当于被加工齿轮的分度圆。两根钢丝的一端分别固定在圆盘2上B 、B '，另一端分别固定在拖板4的A 、A '处，拖板在机架上沿水平方向移动时，钢丝便拖动圆盘转动。这与被加工齿轮相对于齿条刀具的运动相同。

图5.1 齿轮范成仪

在拖板4上还装有带齿条刀具6的小拖板5，转动螺旋7可使其相对于拖板4垂直移动，从而可调节齿条刀具中线至轮坯中心的距离。

在齿轮范成仪中，已知的齿条刀具参数为：压力角α；齿顶高系数*

a h ；径向间隙系数*

c ；模数m ；被加工齿轮的分度圆直径)(mz

d =。

5.4 实验步骤和要求

1. 根据已知的刀具参数和被加工齿轮分度圆直径，计算被加工齿轮的基圆、不发生根切的最小变位系数与最小变位量、标准齿轮的齿顶圆与齿根圆直径以及变位齿轮的齿顶圆与齿根圆直径。然后根据计算数据将上述六个圆画在同一张纸上，并沿最大圆的圆周剪成圆形纸片，作为本实验用的“轮坯”。

2. 把“轮坯”安装到范成仪的圆盘上，必须注意对准中心。

3. 调节齿条刀具中线，使其与被加工齿轮分度圆相切。刀具处于切制标准齿轮时的安装位置上。

4. “切制”齿廓时，先把刀具移向一端，使刀具的齿廓退出轮坯中标准齿轮的齿顶圆；然后每当刀具向另一端移动2~3mm 距离时，描下刀刃在图纸轮坯上的位置，直到形成两个完整的轮齿齿廓曲线为止。此时应注意轮坯上齿廓的形成过程。

5. 观察根切现象（用标准渐开线齿廓检验所绘得的渐开线齿廓或观察刀具的齿顶线是否超过被加工齿轮的极限点）。

6. 重新调整刀具，使刀具中线远离轮坯中心，移动距离为避免根切的最小变位量，再“切制”齿廓。此时也就是刀具齿顶线与变位齿轮的根圆相切。按照上述的操作过程，同样可以“切制”得到两个完整的正变位齿轮的齿廓曲线。为便于比较，此齿廓可用另一种颜色的笔画出。

5.5 思考题与实验报告

1. 思考题

(1) 实验得到的标准齿轮齿廓与正变位齿轮齿廓（如图8.2所示）形状是否相同？为什么？ (2) 通过实验，你所观察到的根切现象发生在基圆之内还是基圆之外？是什么原因引起的？

如何避免根切？

(3) 比较用同一齿条刀具加工出的标准齿轮和正变位齿轮的以下参数尺寸：m 、α、r 、b r 、

a h 、f h 、h 、p 、s 、a s 、，其中哪些变了？哪些没有变？为什么？

(4) 通过实验对范成齿廓和变位齿廓的创意有何体会？

2. 实验报告基本内容 (1) 填写完成下表内容

齿轮几何尺寸计算

(2) 思考题讨论

(3) 实验心得和建议

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

机械运动简图的测绘

机械运动简图的测绘 一、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. 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. 机械实物（如：牛头刨床、插齿机等）； 2. 机构的模型（如：简易冲床、颚式破碎机、内燃机模型、油泵模型等）； 3. 测量工具：刚尺、内外卡钳、刚皮尺、量角器（根据需要选用）； 4. 绘图工具：三角板、铅笔、圆规、橡皮、草稿纸（自备）。 三．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类型、数目及相对位置有关，因此，在绘制 机构运动简图时，可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（见教科书或机械设计手册中国家标 准 GB4460-84 “机械制图机构运动简图符号”的规定）来代替机构和运动副，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，以便于进行机构运动系和动力系方面的分析。 2 ．测绘方法、步骤： ① 首先仔细观察机器实物或模型，了解机器中各构件的相对运动关系，并正确地区分各个运动机构及各运动副的 特征，从而确定组成机构的构件数目及运动副类别。对于两个构件的相对运动非常微小而不易感觉到地方应特别加以注 意且不可误认为刚性联接。 ② 适当选择视图，并在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图。然后用数字 1 ， 2 ， 3 ……，分别标注各构件，用字母 A ， B ， C ……分别标注各运动副。 ③ 计算机构的运动度并籍此检查所绘机构运动简图的草图是否正确。应当指出，在计算自由度时应除去虚拟约束 条件及局部自由度。自由度检查无误后再任意假定原动件的位置，并测量机构各运动副间的相对位置及机构尺寸，最后

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

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

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

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