实验一 综合机构运动简图的测绘和分析
一、实验目的
1、了解生产中实际使用的机器的用途、工作原理、运动传递过程、机构组成情况和机构的结构分类.
2、初步掌握根据实际使用的机器进行机构运动简图测绘的基本方法、步骤和注意事项.
3、加强理论实际的联系,验算机构自由度、进一步了解机构具有确定运动的条件和有关机构结构分析的知识.
二、设备和工具
1、缝纫机、摆式飞剪模型、发动机等模型、教具模型等.
2、钢板尺、卷尺、卡尺、角度尺.
3、铅笔、橡皮、三角板、圆规及草稿纸(此项自带).
三、实验原理
从运动学观点来看机构的运动仅与组成机构的构件和运动副的数目、种类以及它们之间的相互位置有关,而与构件的复杂外形、断面大小、运动副的构造无关,为了简单明了的表示一个机构的运动情况、可以不考虑那些与运动无关的因素(机构外形,断面尺寸、运动副的结构).而用一些简单的线条和所规定的符号表示构件和运动副(规定符号见表1-1)并按一定的比例表示各运动副的相对位置,以表明机构的运动特性.
四、实验步骤
1、缓慢转动被测机构的原动件、找出从原动件到工作部分的机构传动路线.
2、由机构的传动路线找出构件数目、运动副的种类和数目.
3、合理选择投影平面,选择原则：对平面机构运动平面即为投影平面.对其它机构选择大多数构件运动的平面作为投影平面.
4、在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接顺序.逐步画出机构运动简图的草图,然后用数字标注各构件的序号,用英文字母标注各运动副.
5、仔细测量机构的运动学尺寸、如回转副的中心距和移动副导路间的相对位置、标注在草图上.
6、在图纸上任意确定原动件的位置、选择合适的比例尺把草图画成正规的运动简图.比例尺的选定如下：
式中 ——比例尺(单位：米／毫米)
——构件的实际长度(单位：米)
——图纸上表示构件的长度(单位：毫米)
五、举例：
试绘出图1-1(a)所示偏心轮机构的运动简图：
原动件2（偏心轮）运动时,可以看出机构有四个构件：
机架1——相对静止（固定构件）
偏心轮2——相对机架作回转运动
连杆3——相对机架作复杂的平面运动
滑块4——相对机架作直线运动
所以该机构有3个活动构件.
1、据观察可知,该机构共有四个运动副,且均为低副.构件2相对机架1绕O点转动：组成回转副,轴心在O点；构件3相对于构件2绕A点转动组成第二个回转副,轴心在A点；构件4相对构件3绕B点转动组成第三个回转副,轴心在B点；构件4相对于机架1沿直线OB作直线运动,组成一个移动副.
2、画机构草图.画此机构草图时应注意偏心轮的画法.由于偏心轮2只与构件3和构件1联接,偏心轮2与连杆3组成回转副,其相对转动中心在A点,我们可以设想在偏心轮圆心A处插一根销钉,把构件3的大孔缩小改为在A处通过销钉与构件2铰接,这时构件3与构件2的相对回转中心也在A点,与替换前的相对运动状况是一样的,所以我们可以将原转动副缩小用铰链A表示,另外,偏心轮2又与构件1组成回转副,其回转中心在O点,用铰链O表示.因此偏心轮只含有两个回转副（或铰链）,根据构件表示法可知：此种构件可用联接两回转副中心的直线来表示,即偏心轮2可以用偏心矩AO来表示.
3、据草图验算机构的自由度.
活动构件数目 n＝3
低副（或V级副）数目 PL＝4
高副（或VI级副）数目 PH＝0
所以该机构的自由度 F＝3n－2PL－PH＝3×3－2×4＝1
这与实际机构的运动情况是符合的.
4、 量尺寸,定长度比例尺,然后按比例尺依次确定运动副相对于机架的位置,将草图画成正规的运动简图,如图1-1（b）
六、思考题：
1、一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容?
2、绘制机构运动简图时,原动件的位置为什么可以任意确定?会不会影响简图的正确性?
3、什么可以用简略的符号来表示机构的运动特征?
4、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助?