机械设计基础 第02章
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机械设计基础第二章
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束， 称为虚约束。计算机构自由度时，应除去不计。 虚约束常出现在下列场合: (1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。 ①两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按 一个转动副计算。
两构件组成多个运动副
平面机构的自由度
•掌握自由度与约束的概念。
•掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。
•会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1
自由度和约束的概念
2.3.2
机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3
复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1
1 自由度
自由度和约束的概念
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。 任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计，
即 F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
机车车轮联动机构中的虚约束
2.3.3
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
例2-3 计算图所示筛料机构的自由度。 机构中n=7，PL=9，PH=1，其自由度为
F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2
运动副 转动 副 低 副
自
由
度
约
束
构件2可以绕与XOY平面 构件2沿着X轴和Y轴两个 垂直的Z轴转动，自由度 方向的移动受到限制，约 为1。 束数为2。
构件2可以沿着X轴方向 的移动，自由度为1。
移动 副
构件2沿着Y轴方向的移动 和绕与XOY平面垂直的Z轴 转动受到限制，约束数为2。
复合铰链、局部自由度和虚约束
机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束， 称为虚约束。计算机构自由度时，应除去不计。 虚约束常出现在下列场合: (1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。 ①两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按 一个转动副计算。
两构件组成多个运动副
平面机构的自由度
•掌握自由度与约束的概念。
•掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。
•会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1
自由度和约束的概念
2.3.2
机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3
复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1
1 自由度
自由度和约束的概念
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目，称为 构件的自由度。 任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计，
即 F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
机车车轮联动机构中的虚约束
2.3.3
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
例2-3 计算图所示筛料机构的自由度。 机构中n=7，PL=9，PH=1，其自由度为
F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2
运动副 转动 副 低 副
自
由
度
约
束
构件2可以绕与XOY平面 构件2沿着X轴和Y轴两个 垂直的Z轴转动，自由度 方向的移动受到限制，约 为1。 束数为2。
构件2可以沿着X轴方向 的移动，自由度为1。
移动 副
构件2沿着Y轴方向的移动 和绕与XOY平面垂直的Z轴 转动受到限制，约束数为2。
机械设计基础(近机类专业适用)第2版第二章
1.复合铰链 2.局部自由度 3.虚约束
1.复合铰链
转动副是由两个构件组成的。由两个以上构件组成的转 动副称为复合铰链，如图2-12所示。由m个构件所组成 的复合铰链，应有(m-1)个转动副。 例2-2 图2-13所示为圆盘锯主体部分的机构，试计算 该机构的自由度。 解 机构中活动构件数n=7，A、B、C、D处都是由三 个构件组成的复合铰链，故PL=10；没有高副，PH=0。 由式(2-2)得F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-1×0=1 取 构件8为原动件时，机构具有确定的运动。圆盘上E点 的运动轨迹为垂直于AF的直线，所以该机构又称为直 线运动机构。
第二章
第一节 构件和运动副 第二节 平面机构的运动简图 第三节 平面机构的自由度计算
第一节 构件和运动副
一、构件及其分类 二、运动副及其分类
一、构件及其分类
(1) 机架(又称固定件) 机架是机构中视作固定不动的构件，用以 支承其他活动构件。 (2) 原动件 原动件是机构中作用有驱动力或驱动力矩，且运动 规律已知的构件。 (3) 从动件 从动件是机构中随原动件运动的其余活动构件。
图2-3 转动副 1、2—构件
图2-4 移动副 1、2—构件
图2-5 高副 a)1—凸轮 2—挺杆 b)1、2—轮齿
第二节 平面机构的运动简图
(1) 分析机构运动，找出原动件、从动件和机架 踏脚板1是由人 直接驱动的，所以是原动件。 (2) 确定运动副的类型和数量 机架与脚踏板构成转动副A；脚踏 板与连杆构成转动副B；连杆与曲轴构成转动副C；曲轴与机架构 成转动副D。 (3) 选定视图平面 在绘制机构运动简图时，一般选多数构件的 运动平面为视图平面。 (4) 选择适当的比例尺，绘制机构运动简图 一般根据图纸和实 际机构的大小，以能清晰地表示各构件大小和合理布置机构在图 纸上的位置来选定长度比例尺μl，即
1.复合铰链
转动副是由两个构件组成的。由两个以上构件组成的转 动副称为复合铰链，如图2-12所示。由m个构件所组成 的复合铰链，应有(m-1)个转动副。 例2-2 图2-13所示为圆盘锯主体部分的机构，试计算 该机构的自由度。 解 机构中活动构件数n=7，A、B、C、D处都是由三 个构件组成的复合铰链，故PL=10；没有高副，PH=0。 由式(2-2)得F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-1×0=1 取 构件8为原动件时，机构具有确定的运动。圆盘上E点 的运动轨迹为垂直于AF的直线，所以该机构又称为直 线运动机构。
第二章
第一节 构件和运动副 第二节 平面机构的运动简图 第三节 平面机构的自由度计算
第一节 构件和运动副
一、构件及其分类 二、运动副及其分类
一、构件及其分类
(1) 机架(又称固定件) 机架是机构中视作固定不动的构件，用以 支承其他活动构件。 (2) 原动件 原动件是机构中作用有驱动力或驱动力矩，且运动 规律已知的构件。 (3) 从动件 从动件是机构中随原动件运动的其余活动构件。
图2-3 转动副 1、2—构件
图2-4 移动副 1、2—构件
图2-5 高副 a)1—凸轮 2—挺杆 b)1、2—轮齿
第二节 平面机构的运动简图
(1) 分析机构运动，找出原动件、从动件和机架 踏脚板1是由人 直接驱动的，所以是原动件。 (2) 确定运动副的类型和数量 机架与脚踏板构成转动副A；脚踏 板与连杆构成转动副B；连杆与曲轴构成转动副C；曲轴与机架构 成转动副D。 (3) 选定视图平面 在绘制机构运动简图时，一般选多数构件的 运动平面为视图平面。 (4) 选择适当的比例尺，绘制机构运动简图 一般根据图纸和实 际机构的大小，以能清晰地表示各构件大小和合理布置机构在图 纸上的位置来选定长度比例尺μl，即
机械设计基础第二章
第2章平面机构运动简图及自由度计算机械是替代人类完成各项体力劳动甚至脑力劳动的执行者。
在各种新型机械的设计初期，首先需要采用机械系统运动简图来对比各种运动方案及工作原理，一边从中选出最佳的设计方案。
然后再按照运动要求确定及其各组成构件的主要尺寸，按照强度条件和工作情况确定机构个部分的详细结构尺寸。
机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容，正确、合理地设计机械系统简图，对于满足机械产品的功能要求，提高性能和质量，降低制造成本和使用费用等是十分重要的。
机械系统要完成比较复杂的运动，一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来，因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。
机械系统的运动简图是用规定的符号，绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。
一般某机构可分为平面机构和空间机构。
平面机构是指各运动构件均在同意平面或相互平行平面内运动的机构。
空间机构是指虽有的机构不完全是相互平行的平面内运动的机构。
本章将着重介绍机构的结构分析。
第一节机构的组成构件任何机器都是由若干个零件组装而成的。
构件是指组成机械的各个相对运动的单元。
构件和零件的概念是有区别的。
构件是机械中的运动单元体，零件则是机械中不可拆分的制造单元体。
构件可以是一个零件，也可以是由两个或两个以上的零件组成。
如图2-1所示的内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、轴套、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母等零件组成的，这些零件分别加工制造，但是当它们装配成连杆后则作为一个整体在发动机内部作往复运动相互之间并不产生相对运动，因此连杆可以看做一个构件。
因此，从运动角度来看，任何机器都是许多独立运动单元组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。
从加工制造角度来看，任何机器都是由许多独立制造单元体组合而成的，这些独立制造单元体称为零件。
通常，为了完成同一使命而在结构上组合在一起并协同工作的零件称为部件，如联轴器、减速器等。
机械设计基础第2章
∴ t1 > t2
v2 > v1 ϕ1为工作段， ϕ2 为急回段 为工作段，
Ψ
演示
θ
这个急回特性用行程速比系数(Cofficent of Travel Speed Ratio) 这个急回特性用行程速比系数 K描述： 描述： 描述 v c c /t 180 + θ k = 2 = 1 2 2 = t1 / t 2 = 180 − θ v1 c1c 2 / t1 2）压力角与传动角 压力角——从动件受力方向与受力 从动件受力方向与受力 压力角 点绝对速度方向的夹角 Psinα----有害分力 Psinα----有害分力 Pcosα-----有效分力 Pcosα-----有效分力 希望α小好， 不便度量，用其余角γ来度量， 称为传动角， 希望α小好，α不便度量，用其余角γ来度量， γ称为传动角， 所以γ 所以γ大，传力性能好. 传力性能好. γ是变化的， γmin≧ 40° 是变化的， 最小传动角出现在曲柄和机架共线的位置
2.双曲柄机构 2.双曲柄机构(Double-crank linkage) 双曲柄机构 两连架杆均能整周回转，有急回无死点。 两连架杆均能整周回转，有急回无死点。 有旋转水泵，平行四边形机构（天平、 有旋转水泵，平行四边形机构（天平、 高空摄影车） 高空摄影车）等
B a A B’ d b c D C C’
反向
双曲柄机构，有急回特性，无死点位置。 双曲柄机构，有急回特性，无死点位置。
演示
3.双摇杆机构 双摇杆机构(Double-rocker linkage) 双摇杆机构 两连架杆均不能整周回转， 两连架杆均不能整周回转， 有变幅机构、 有变幅机构、飞机起落架等
双摇杆机构极限位置γ 0， 双摇杆机构极限位置γ = 0，是 死点位置。无急回特性。 死点位置。无急回特性。
机械设计基础第2章
22
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
2.2 平面汇交力系的平衡
2.2.1 平面汇交力系平衡的几何条件 平面汇交力系平衡的必要与充分条件就是合力等于零， 即
FR=0
(2-7) 或
FR=F1+F2+…+Fn=0
23
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
图2-7 平面汇交力系平衡的几何条件
24
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
36
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
图2-11 扳手工作示例
37
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
实践证明：力使扳手绕O点的转动效应取决于力F的大
小与力臂d的乘积F· d，用符号MO(F)来表示，称为力F对O点 之矩。在平面问题中，力矩是个代数量，规定逆时针转动为 正，顺时针转动为负，即
MO(F)=±F· d
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
第2章 平面汇交力系和平面力偶系
2.1 平面汇交力系的合成 2.2 平面汇交力系的平衡 2.3 力矩与平面力偶系 2.4 力偶及其性质
1
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
2.1 平面汇交力系的合成
2.1.1 平面汇交力系合成的几何法
设在刚体某平面上有一汇交力系F1、F2、F3、…、Fn作 用并汇交于O点，该平面汇交力系的合力FR可用矢量式表 示为
(kN· m)。
(2-9)
在国际单位制中，力矩的单位是牛米，即N· m或千牛米
38
第2章
平面汇交力系和平面力偶系
2.3.2 合力矩定理
平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩，等于其所 有分力对同一点的力矩的代数和。此定理不仅适用于平面汇 交力系，也适用于平面任意力系。其表达式为
机械设计基础 第二章
图2-7 运动副表示方法
图2-7(d) 至图2-7(i) 表示两个构件组成的移动副；图2-7(j) 表示两个构件组成的高副，画高副简图时应画出两构件接触处 的曲线轮廓。
图2-7 运动副表示方法
2. 构件的表示方法
机构运动简图中构件表示方法如图2-8所示。其中，图28(a) 为具有两个转动副的构件；图2-8(b)为具有一个转动副和一 个移动副的构件；图2-8(c)为具有3个转动副的构件；图2-8(d) 为3个转动副的中心均在一条直线上。
3. 虚约束
在机构中与其他约束重复而不起限 制运动作用的约束称为虚约束。在计算 机构自由度时，应当除去不计。
【例2-5】如图2-17所示为机车车轮联动机构，
LAB LCD LEF， LBC LAD， LCE LDF 。在此机构中 n 4， PL 6， PH 0 ，所以其机构自由度为
图2-16 局部自由度
在计算机构的自由度时应预先将转动副C 和构件3除去不计， 如图2-16(b) 所示，设想将滚子3与从动件2固连在一起，作为一
个构件来考虑。此时该机构中，n 2， PL 2， PH 1
其机构的自由度为：
F 3n 2PL PH 32 22 11
即此凸轮机构只有一个自由度,是符合 实际情况的。
(b) 平面四杆构件组合体 图2-11 平面三杆和平面四杆构件组合体
如图2-12(a) 所示五杆铰链构件组合体，其自由度为
F 3n 2PL PH 34 25 0 2
该机构中只有一个主动件，当构件1绕 A 点均匀转动且处于 AB 位置时，构件2、3、4可处于不同的位置(参见图2-12(a)标 出的两个位置)，即这三个构件的运动不确定。
9个转动副)，即 n 8， PL 11 ，所以，该机构的自由度为：
机械设计基础第二章
举例 举例 举例
举例
例题 解析
例题2.5 试计算右图机构的自由度。
F 3 n 2 P L P H 3 3 2 4 1 1
例题 解析
例题2.6 试计算右图机构的自由度。
F 3 n 2 P L P H 3 1 2 1 0 1
重复轨迹
对称部分
4、综合实例
例题
例题2.7 试计算右图机构的自由度，并指 出复合铰链、局部自由度和虚约束。
2）空间机构：不是所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动。
一、运动副的定义
定义：凡两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。
三要素：
➢两构件组成； ➢直接接触； ➢有相对运动。
二、运动副的分类
平面运动副 运动副
低副：两构件通过面接触组成的运动副，如转动副、移动副。 高副：两构件通过线或者点接触组成的运动副，如齿轮副、凸轮副。
2）原动件（主动件）：是运动规律已知的活动构件。 3）从动件：是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。其中输出预期运动的
从动件称为输出构件，其他从动件则起传递运动的作用。
从动件 B
原动件（主动件） 输入构件
A
机架
C 从动件 输出构件
D
2、机构运动简图的绘制步骤
1）分析机构的结构（找出机架、原动件和从动件）和运动情况（从原动件开始分析）； 2）确定构件、运动副的类型和数目； 3）选择视图平面，并选择一个有代表性的瞬时机构位置； 4）选择合适的比例尺按照规定符号绘制简图； 5）在简图上标注构件号及运动副号，并用箭头表示原动件。
线的位置。
3）高副：画出两构件接触处的曲线轮廓（齿轮除外：可用两节圆表示）。
常用机构的运动简图参阅教材表5-1。
机械设计基础(第二章)
平面连杆机构的特点及应用
1. 应用
连杆机构是一种应用十分广泛的机构，它不仅在众多工农业机械和工程 机械中得到广泛应用，而且在人造卫星、机器人以及人体假肢等，也都用到 连杆机构。
契贝谢夫四足步行机构 2. 连杆机构
即具有连杆(将原动件运动传递给从动件的构件)的机构。
3. 平面连杆机构的特点 运动副一般均为低副； 构件多呈杆状； 多种运动变换和规律； 连杆曲线形状丰富； 但运动链长、误差大、效率低；惯性力难易平衡，不适合于 高速。
2.图示机构中，LAB=45mm，LBC=50mm，LAO=30mm，
C
r=40mm，当AB以等角速度转动时，机构为
。B
Ar
由于AO为机架，而LAO+LBC=80＜LAB+r=85，曲柄存在。
O
机构以最短杆为机架，所以该机构为双曲柄机构。
3. 根据铰连四杆机构的尺寸判别机构的类型。
a=60
思考题
b=90 d=110
曲柄摇杆机构
此时AD为最长杆，且：20 + 65 < 40 + 50
机构为曲柄摇杆机构。
(4) 当AD = 80 mm 时
此时AD为最长杆，但：20 + 80 > 40 + 50，即不满足杆长条件， 机构为双摇杆机构。
导杆机构急回运动的判断
判断图示摆动导杆机构是否有急回运动？
可通过是否存在极位夹角来判断。
H
C1 90°-θ
C2
A
b 90°-θ
e
aB
2θ
②取μl，作C1 C2＝H
③作射线C1O使∠C2C1O=90°－θ,
o
作射线C2O使∠C1C2O=90°－θ。
机械设计基础课件第2章
F=3n-2pL-pH=3×4-2×6-0=0
第2章 平面机构的运动简图及自由度 图2-16 机车车轮联动机构中的虚约束
第2章 平面机构的运动简图及自由度
按照上述计算结果，一般而论，这类机构是不能运动的。 但在某些特定的几何条件下，出现了虚约束，机构就能够产生 运动。
为了便于分析，将构件4及回转副E、F拆除，得图（c）所 示机构运动图。又由题中给定的构件长度关系可知，ABCD为 一平行四边形，BC始终平行于AD，所以连杆BC作平动，其上 任一点的轨迹形状相同，连杆上E点的轨迹是以F为中心，EF为 半径的圆弧。显然，无论构件4及回转副E、F是否存在对整个 机构的运动都不发生影响。也可以说，构件4和回转副E、F引 入的一个约束不起限制作用，是虚约束。
各构件之间的联接方式如下：5和6， 7和8之间构成高副； 1和4，8和4之间构成移动副；7和4， 2和1， 2和3， 3和4之间均 为相对转动， 构成回转副。
第2章 平面机构的运动简图及自由度 图2-9 内燃机及其机构运动简图
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.3 平面机构的自由度
2.3.1 平面运动的自由构件具有三个自由度。当两个构件组成运
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1 运动副及其分类
图2-1 平面机构的自由度
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1.1
1.
若组成运动副的两个构件只能在一个平面内作相对转动， 这种运动副称为回转副，或称铰链。如图2-2(a)所示的轴承1与轴 2组成的回转副，它有一个构件是固定的，故称为固定铰链。图 2-2(b)所示构件1与构件2也组成了回转副，它的两个构件都未固 定，故称为活动铰链。例如图1-1中曲轴与气缸体所组成的回转 副是固定铰链，活塞与连杆、连杆与曲轴所组成的回转副是活动 铰链。
第2章 平面机构的运动简图及自由度 图2-16 机车车轮联动机构中的虚约束
第2章 平面机构的运动简图及自由度
按照上述计算结果，一般而论，这类机构是不能运动的。 但在某些特定的几何条件下，出现了虚约束，机构就能够产生 运动。
为了便于分析，将构件4及回转副E、F拆除，得图（c）所 示机构运动图。又由题中给定的构件长度关系可知，ABCD为 一平行四边形，BC始终平行于AD，所以连杆BC作平动，其上 任一点的轨迹形状相同，连杆上E点的轨迹是以F为中心，EF为 半径的圆弧。显然，无论构件4及回转副E、F是否存在对整个 机构的运动都不发生影响。也可以说，构件4和回转副E、F引 入的一个约束不起限制作用，是虚约束。
各构件之间的联接方式如下：5和6， 7和8之间构成高副； 1和4，8和4之间构成移动副；7和4， 2和1， 2和3， 3和4之间均 为相对转动， 构成回转副。
第2章 平面机构的运动简图及自由度 图2-9 内燃机及其机构运动简图
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.3 平面机构的自由度
2.3.1 平面运动的自由构件具有三个自由度。当两个构件组成运
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1 运动副及其分类
图2-1 平面机构的自由度
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1.1
1.
若组成运动副的两个构件只能在一个平面内作相对转动， 这种运动副称为回转副，或称铰链。如图2-2(a)所示的轴承1与轴 2组成的回转副，它有一个构件是固定的，故称为固定铰链。图 2-2(b)所示构件1与构件2也组成了回转副，它的两个构件都未固 定，故称为活动铰链。例如图1-1中曲轴与气缸体所组成的回转 副是固定铰链，活塞与连杆、连杆与曲轴所组成的回转副是活动 铰链。
机械设计基础第2章
组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆。
同理，运动副B所铰接的两个构件有一个为最短构件，且满 足杆长条件，B也为周转副。
推论：四杆机构满足杆长条件时，其最短杆两端均为周转副。
§2－2 铰链四杆机构有整转副的条件
链铰四杆机构曲柄存在条件为： lmin+lmax ≤ l余1+l余2； 最短杆为机架或连架杆。
v1
C1C2 t1
B1
2
t2
B2
C1C2
v2
C1C2 t2
§2－3 平面四杆机构的特性
曲柄摇杆机构 1=C，当曲柄转动一周，曲柄与连杆共 线两次，摇杆处于两极限位置。
1 1
A B1
1
B 2 C1 θ
B2
2
CC2
3
DD
4
1 2 且1 C t1 t2 v2 v1
3
正弦机构
2
1
4
3
2
1
4
3
双转块机构
2
1
4
3
双滑块机构
§2－1铰链四杆机构的基本型式和演化
双转块机构的应用
2
1
4
3
§2－1铰链四杆机构的基本型式和演化
双转块机构的应用
2
1
4
3
§2－1铰链四杆机构的基本型式和演化
双滑块机构的应用
2
1
4
3
§2－1铰链四杆机构的基本型式和演化
三、转动副扩大
偏心轮机构
平行四边形机构在共线位置出现运动不确定。
B’ A’
F’ E’
C’
D’
G’
A
E
F B
机械设计基础第二章平面连杆机构
(3)过C1、C2、 P 作圆
(4)AC1=L2－L1, AC2=L2+L1→ L1=1/2(AC2－AC1)
→无数解
以L1为半径作圆,交B1,B2点 →曲柄两位置
M
N
在圆上任选一点A
C1M与C2N交于P点
作∠C1C2N=90－θ,
P
2.导杆机构: P.33
→取决于机构各杆的相对长度
A
D
B
B’
B”
C
C’
C”
三式相加 → ┌ l1≤l2 │ l1≤l3 └ l1≤l4
当杆1处于AB ”位置→ △AC ”D
→ l1＋l2≤l3＋l4 (2-3)
→┌(l2－l1) ＋l3 ≥l4 →┌l1＋l4≤l2＋l3 (2-1) └(l2－l1) ＋l4 ≥l3 └l1＋l3≤l2＋l4 (2-2)
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
(2-4)
（二）压力角和传动角 P.30
1.压力角α－
2.传动角γ
：BC是二力杆,驱动 力F 沿BC方向
作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。
工作行程: 空回行程:
B2→B1 (φ 2) →摇杆C2→C1 (ψ) ∵ φ 1＞ φ 2 , 而ψ不变
B1→B2 (φ1) → 摇杆C1→C2 (ψ)
→ 工作行程时间＞空回行程时间
曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
极位:
缺点:
2.应用:
优点
1.手动冲床： ← 两个四杆机构组成 （双摇杆～+摇杆滑 块机构）
2.筛料机构： 六杆机构←两个四杆 机构组成（双曲柄～ +曲柄滑块～）
(4)AC1=L2－L1, AC2=L2+L1→ L1=1/2(AC2－AC1)
→无数解
以L1为半径作圆,交B1,B2点 →曲柄两位置
M
N
在圆上任选一点A
C1M与C2N交于P点
作∠C1C2N=90－θ,
P
2.导杆机构: P.33
→取决于机构各杆的相对长度
A
D
B
B’
B”
C
C’
C”
三式相加 → ┌ l1≤l2 │ l1≤l3 └ l1≤l4
当杆1处于AB ”位置→ △AC ”D
→ l1＋l2≤l3＋l4 (2-3)
→┌(l2－l1) ＋l3 ≥l4 →┌l1＋l4≤l2＋l3 (2-1) └(l2－l1) ＋l4 ≥l3 └l1＋l3≤l2＋l4 (2-2)
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
(2-4)
（二）压力角和传动角 P.30
1.压力角α－
2.传动角γ
：BC是二力杆,驱动 力F 沿BC方向
作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度VC之间所夹的锐角。
工作行程: 空回行程:
B2→B1 (φ 2) →摇杆C2→C1 (ψ) ∵ φ 1＞ φ 2 , 而ψ不变
B1→B2 (φ1) → 摇杆C1→C2 (ψ)
→ 工作行程时间＞空回行程时间
曲柄(主)匀速转动(顺) 摇杆(从)变速往复摆动
图2-4
曲柄摇杆机构
φ1
φ2
ψ
极位:
缺点:
2.应用:
优点
1.手动冲床： ← 两个四杆机构组成 （双摇杆～+摇杆滑 块机构）
2.筛料机构： 六杆机构←两个四杆 机构组成（双曲柄～ +曲柄滑块～）
机械设计基础第2章PPT
●了解棘轮机构槽轮机构、不完全齿轮机构的工作原理、特点、 功能和适用场合
技能训练目标
●能够将实际机构或机构的结构图绘制成机构运动简图；能看懂 各种复杂机构的机构运动简图
●能够设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构
4
第2章 常用机构
【生产机器 应用导入例】
颚式破碎机
1一电动机 2、4一带轮 3一v带 5一偏心轴 6一动颚(板) 7一肘板 8一定颚(板) 9一飞轮
的视图平面
⑷ 选择适当的比例，用规 定的构件和运动副的符号， 并正确将同一构件上运动副 连接起来，绘制出机构运动
简图
9
2.1 平面机构的运动简图及其自由度
第2章 常用机构
【实例2-3】 绘 制图2-3的单缸
四冲程内燃机 机构运动简图
10
F
=
3n
2
p1
=
ph
2.1 平面机构的运动简图及其自由度
2.1.3 平面机构自由度
第2章 常用机构
F = 3n 2 p1 ph
1) 复合铰链
2) 局部自由度 2) 局部自由度
转动副C有两个铰链形成复合铰链。实际低副
数Pl=7. F = 3 5 2 7 0 1 n=3， p1 3 ph 1
F 3 2 2 2 1 1
3) 虚约束 F 3 9 2 12 2 1
（2）双曲柄机构 2) 局部自由度
摄影平台升降机构
图2-15 铰链四杆机构
（3）双摇杆机构
图2-21港口起重机构
12
2.2 平面连杆机构的分析和设计
1 ．2.铰链四杆机构形式的判
第2章 常用机构
2
别-------存在曲柄的条件
表2-2 铰链四杆机构的 演化及应用
技能训练目标
●能够将实际机构或机构的结构图绘制成机构运动简图；能看懂 各种复杂机构的机构运动简图
●能够设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构
4
第2章 常用机构
【生产机器 应用导入例】
颚式破碎机
1一电动机 2、4一带轮 3一v带 5一偏心轴 6一动颚(板) 7一肘板 8一定颚(板) 9一飞轮
的视图平面
⑷ 选择适当的比例，用规 定的构件和运动副的符号， 并正确将同一构件上运动副 连接起来，绘制出机构运动
简图
9
2.1 平面机构的运动简图及其自由度
第2章 常用机构
【实例2-3】 绘 制图2-3的单缸
四冲程内燃机 机构运动简图
10
F
=
3n
2
p1
=
ph
2.1 平面机构的运动简图及其自由度
2.1.3 平面机构自由度
第2章 常用机构
F = 3n 2 p1 ph
1) 复合铰链
2) 局部自由度 2) 局部自由度
转动副C有两个铰链形成复合铰链。实际低副
数Pl=7. F = 3 5 2 7 0 1 n=3， p1 3 ph 1
F 3 2 2 2 1 1
3) 虚约束 F 3 9 2 12 2 1
（2）双曲柄机构 2) 局部自由度
摄影平台升降机构
图2-15 铰链四杆机构
（3）双摇杆机构
图2-21港口起重机构
12
2.2 平面连杆机构的分析和设计
1 ．2.铰链四杆机构形式的判
第2章 常用机构
2
别-------存在曲柄的条件
表2-2 铰链四杆机构的 演化及应用
(新)机械设计基础第二章
第二章平面机构的运动简图及自由度[学习目的]：通过本章学习，掌握运动副的概念、分类，运动副和构件的表示符号以及机构具有确定运动的条件。
掌握自由度的计算机构是认为的实物组合，并且各实物之间具有确定的相对运动。
组成机构的所有构件均在同一平面或平行平面内运动，该机构就称为平面机构。
否则就称为空间机构。
2.1 平面机构的组成教师提问：列举一下在我们日常生活中所观察到的两个构件的链接答：学生列举例子。
（螺栓连接、铆接、焊接、门与门框的链接等等）我们从所举的例子中分析一下，有些连接是两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接。
我们定义由两构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。
运动副的接触方式包括了点、线、面的接触。
我们根据接触的方式不同，可以把运动副分成两大类，即低副和高副。
低副：两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。
其构件之间的相对运动是转动或是移动。
因此我们又可以把低副分为转动副和移动副。
转动副移动副高副：两构件之间以点或线相接触所组成的运动副称为高副。
在一个平面内，构件能出现独立运动的数目我们称为构件的自由度，而在物体运动是必然会产生一些限制条件来影响物体的运动，我们把这些限制条件称为约束。
问题：那么我们想一想，一个平面内自由运动的构件有几个自由度呢？一个在平面内自由运动的构件具有3个自由度。
引入1个约束条件，构件将减少1个自由度。
所以我们对上述运动副分析能得到：•组成转动副的构件只能绕同一轴线作相对转动，引入了2个约束，保留了1个自由度；•组成移动副的构件只能沿某一轴线相对移动，也引入2个约束，保留了1个自由度；•组成高副的构件的相对运动是转动兼移动，引入1个约束，保留了2个自由度；组成机构的构件按运动性质可分为三类：1.机构中接受外部给定运动规律的构件称为原动件。
即机构中作用有驱动力或力矩的构件，或运动规律已知的构件。
2.机构中除了原动件以外，随着原动件的运动而运动的其余可动构件称为从动件。
机械设计基础第四版第02-03章 作业题解
2-8 图2-34所示为偏置曲柄滑块机构。已知 所示为偏置曲柄滑块机构。 所示为偏置曲柄滑块机构 已知a=150 mm，b=400 ， mm， e=50 mm，试求滑块行程 、 机构的行程速比系数 和最 ， ，试求滑块行程H、 机构的行程速比系数K和最 小传动角γmin。 解答： mm µ l = 10 1. 选长度比例尺 mm e 画偏置曲柄滑块机构运 动简图
15 25
且连架杆为最短杆，所以为曲柄摇杆机构。 且连架杆为最短杆，所以为曲柄摇杆机构。 A 曲柄摇杆机构
D
2. 选长度比例μl = 0.625画机构运动简图，确定从动件的 画机构运动简图， 画机构运动简图 确定从动件的 摆角ψ和机构的最小传动角γ 摆角ψ和机构的最小传动角γ min的图示位置
从动件的摆角ψ: Ψ=∠C1DC2 =∠ADC2 - ∠ADC1 从动件的摆角ψ:
∠B2 C 2 D = 72.5° − ∠C1C 2 A = 51.89°
2 l ad = lcd + (lbc + lab ) 2 − 2lcd (lbc + l ab ) cos ∠B2 C 2 D = 309.57 mm
Q
73.6 W°
Hale Waihona Puke θ AB1 B2O
β
n
m
5 . 求其余各杆的长度
1 1 连杆长度： 连杆长度： lBc = µl ( AC + AC2 ) = ×10×(38+ 23) = 305mm 1 2 2
机架长度： 机架长度：
l AD = µ l AD = 10 × 30 = 300 mm
C1 C' C" C2
C2 30 C1
35
ψ A
第2章机械设计基础知识详解
如铬、钼、锰、镍、钨、钛等 增大了钢的淬透性，提高了合金钢的力学性能，增加了耐磨性， 但合金钢冶炼工艺复杂，价格较高
机械设计基础知识
◆ 铸铁 （含碳量大于2%的铁、碳合金）
如HT250 铸铁 KTH300-06，其中：KTH表示黑心可锻铸铁、前 可锻铸铁： 一组数字表示最低抗拉强度 b min =300MPa、 后一组数字表示最低延伸率为6%。 牌号与可锻铸铁相似 球墨铸铁： QT600-03，其中：QT表示球墨铸铁、最低抗拉 强度 b min =600MPa,最低延伸率为3%。
强度问题 刚度问题 耐磨性问题
n
F
例如轴可能的失效形式：
断裂、塑性变形、过大弹性变形、共振
机械设计基础知识
对零件设计，针对其主要失效形式选择适合的工作能力准则 进行设计
具体有：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准 则、可靠性准则等 σ≤ [σ] 或 τ≤ [τ]
1、强度准则：
2、刚度准则： 3. 耐磨性准则：
灰铸铁： 牌号由“HT+数字”，“数字”表示最低殊性能，价昂→少用 铝合金、铜合金（黄铜、青铜）、轴承合金
机械设计基础知识
2.2.3 钢的热处理 1. 普通热处理 （1） 退火
温度 保温 临界温度 炉冷 水冷或 油冷 淬火 空冷 回火 空冷
降低硬度、提高韧性、细化晶粒、 消除内应力
机械设计基础知识
2.1.3
接触应力
◆ 接触应力的产生
接触应力 ——点或线接触所产生的应力
局部应力
◆ 接触应力的性质
不同与挤压应力
接触应力呈半椭圆形分布，接触点处应力最大 两物体上应力大小相等
机械设计基础知识
◆ 接触应力的计算公式
机械设计基础知识
◆ 铸铁 （含碳量大于2%的铁、碳合金）
如HT250 铸铁 KTH300-06，其中：KTH表示黑心可锻铸铁、前 可锻铸铁： 一组数字表示最低抗拉强度 b min =300MPa、 后一组数字表示最低延伸率为6%。 牌号与可锻铸铁相似 球墨铸铁： QT600-03，其中：QT表示球墨铸铁、最低抗拉 强度 b min =600MPa,最低延伸率为3%。
强度问题 刚度问题 耐磨性问题
n
F
例如轴可能的失效形式：
断裂、塑性变形、过大弹性变形、共振
机械设计基础知识
对零件设计，针对其主要失效形式选择适合的工作能力准则 进行设计
具体有：强度准则、刚度准则、耐磨性准则、振动稳定性准 则、可靠性准则等 σ≤ [σ] 或 τ≤ [τ]
1、强度准则：
2、刚度准则： 3. 耐磨性准则：
灰铸铁： 牌号由“HT+数字”，“数字”表示最低殊性能，价昂→少用 铝合金、铜合金（黄铜、青铜）、轴承合金
机械设计基础知识
2.2.3 钢的热处理 1. 普通热处理 （1） 退火
温度 保温 临界温度 炉冷 水冷或 油冷 淬火 空冷 回火 空冷
降低硬度、提高韧性、细化晶粒、 消除内应力
机械设计基础知识
2.1.3
接触应力
◆ 接触应力的产生
接触应力 ——点或线接触所产生的应力
局部应力
◆ 接触应力的性质
不同与挤压应力
接触应力呈半椭圆形分布，接触点处应力最大 两物体上应力大小相等
机械设计基础知识
◆ 接触应力的计算公式
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在元件的某一属性上双击鼠标左键， 在元件的某一属性上双击鼠标左键，则会 打开一个针对该属性的对话框。 打开一个针对该属性的对话框。如在文字 “U？”上双击，由于这是 ？ 上双击，由于这是Designator流水 流水 序 号 属 性 ， 随 后 出 现 对 应 的 Part Designator对话框，如图2-25所示。 对话框，如图 所示。 对话框 所示
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2.4.5 画总线
为了简化原理图， 为了简化原理图，可以用一条导线来代表 数条并行的导线，这条线就是总线。 数条并行的导线，这条线就是总线。从另 一角度来看，总线是由数条性质相同的导 一角度来看， 线所组成的线束。在图上， 线所组成的线束。在图上，总线比导线要 粗。
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2.3 放 置 元 件
2.3.1 利用浏览器放置元件
在如图2-17所示中的【Browse】 在如图 2-17 所示中的【Browse】选项的下 所示中的 拉式选框中，选中【 拉式选框中，选中【Libraries】项。 】 然后单击列表框中的滚动条， 然后单击列表框中的滚动条，找出元 件所在的元件库文件名， 件所在的元件库文件名，单击鼠标左键选 中所需的元件库； 中所需的元件库；再在该文件库中选中所 需的元件。 需的元件。
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一、元件移动方法
1.直接用鼠标拖动。 直接用鼠标拖动。 直接用鼠标拖动 2.执行菜单【Edit】/【Move】/ 执行菜单【 执行菜单 】【 】 【Move】 命令，再用鼠标移动。 】 命令，再用鼠标移动。 3.用鼠标单击选中再移动。 用鼠标单击选中再移动。 用鼠标单击选中再移动 4.用鼠标拖动选择多个元件，再移动。 用鼠标拖动选择多个元件， 用鼠标拖动选择多个元件 再移动。 5.用【Edit】/【Move】/【Move 用 】【 】【 Selection】 命令移动。 】 命令移动。
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2.4.3 放置电路节点
放置的方法有以下几种。 放置的方法有以下几种。 • 单击画原理图工具栏上的。 单击画原理图工具栏上的。 执行菜单命令【 • 执行菜单命令【Place】/【Junction】 】【 】 • 按快捷键【P】/【J】。 按快捷键【 】 【 】
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2.4 绘制原理图
2.4.1 画导线
执行画导线命令的方法可以有以下几种。 执行画导线命令的方法可以有以下几种。 单击画原理图工具栏中的画导线按钮。 • 单击画原理图工具栏中的画导线按钮。 •执行菜单命令 【Place】/【Wire】 ， 如图 执行菜单命令【 】【 】 2-26所示。 所示。 所示 按快捷键【 】 【 】 • 按快捷键【P】/【W】。
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2.2.4 设置原理图图纸
一般系统默认图纸的大小为B号图纸 。 一般系统默认图纸的大小为 号图纸。 当 号图纸 构思好原理图后， 构思好原理图后，最好能先根据构思的整 体布局设置好图纸的大小。当然， 体布局设置好图纸的大小。当然，在画图 中或以后可以再修改也是可以的。 中或以后可以再修改也是可以的。 有两种方法可以改变图纸的大小。 有两种方法可以改变图纸的大小。 在设计窗口中， 在设计窗口中，单击鼠标右键选择浮 动菜单下的文档选项【 动菜单下的文档选项【Document Option…
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2.3.3 元件的删除
可以执行菜单命令【 可以执行菜单命令【Edit】/ 】 【Delete】，当光标变为十字形状后，将 】 当光标变为十字形状后， 光标移到想要删除的元件上， 光标移到想要删除的元件上，单击鼠标左 即可将该元件从工作平面上删除。 键，即可将该元件从工作平面上删除。 选中所要删除的多个元件， 选中所要删除的多个元件，然后执行 菜单命令【 菜单命令【Edit】/【Clear】。 】【 】
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（3）Designator：流水序号。 ） ：流水序号。 （4）Part Type：显示在绘图页中的元件 ） ： 名称，默认值与元件库中名称“ 名称，默认值与元件库中名称“Lib Ref” 一致。 一致。 5） Path：成为绘图页元件时， （5）Sheet Path：成为绘图页元件时，定 义下层绘图页的路径。 义下层绘图页的路径。 （6）Part：定义子元件序号，如与门电路 ） ：定义子元件序号， 的第一个逻辑门为1，第二个为2等 的第一个逻辑门为 ，第二个为 等。
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2.4.4 放置电源及接地符号
电源元件及接地元件有别于一般的电 气元件，它们必须通过菜单【 气元件，它们必须通过菜单【Place】/ 】 【Power Port】或电路图绘制工具栏上的 】 按钮来调用，这时， 按钮来调用，这时，工作区中会出现随着 十字光标移动的电源符号， 十字光标移动的电源符号，按【Tab】键， 】 会出现如图2-38所示的属性对话框。 所示的属性对话框。 会出现如图 所示的属性对话框
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2.3.2 利用菜单命令放置元件
具体的实现方法有下面4种 具体的实现方法有下面 种。 执行菜单命令【 • 执行菜单命令【Place】/【Part】。 】【 】 直接单击鼠标右键， • 直接单击鼠标右键，在浮动菜单上选择 “Place Part”。 。 直接点击电路绘制工具栏上的按扭。 • 直接点击电路绘制工具栏上的按扭。 使用快捷键【 】 【 】 • 使用快捷键【P】/【P】。
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第2章 原理图设计
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
原理图设计的步骤 绘制原理图前的必要准备 放置元件 绘制原理图 绘制原理图的方法总结 原理图文件的管理
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2.1 原理图设计的步骤
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二、元件方向的调整
• 空格键） 每按一次， 【Space】键（ 空格键 ） ：每按一次 ， 】 被选中的元件逆时针旋转90° 被选中的元件逆时针旋转 °。 使元件左右对调。 • 【X】键：使元件左右对调。 】 使元件上下对调。 • 【Y】键：使元件上下对调。 】
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（7）Selection：切换选取状态。 ） ：切换选取状态。 （ 8）Hidden Pins：是否显示元件的隐藏 ） ： 引脚。 引脚。 （ 9 ） Hidden Fields ： 是 否 显 示 “ Part Fields 1-8”、“Part Fields 9-16”选项卡中 、 选项卡中 的元件数据栏。 的元件数据栏。 （10）Field Name：是否显示元件的 ） ： 数据栏名称。 数据栏名称。
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2.3.5 改变元件属性
【Attributes】选项卡中的内容较为常用， 】选项卡中的内容较为常用， 它包括以下选项。 它包括以下选项。 （1）Lib Ref：在元件库中定义的元件名 ） ： 不会显示在绘图页中。 称，不会显示在绘图页中。 （ 2） Footprint： 封装形式 ， 应该输入该 ） ： 封装形式， 元件在PCB库里的名称。 库里的名称。 元件在 库里的名称
开始
环境设置
放置、调整元件
图 2 1 原 理 图 设 计 步 骤 -
放置、调整布线
存盘
整
http://www.protel20Leabharlann
整
2.2 绘制原理图前的必要准备
2.2.1 启动Protel 99 SE
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所示的对话框中单击 在图2-9所示的对话框中单击 所示的 【Schematic Document】图标，选中原理 】图标， 图编辑器图标，单击【 图编辑器图标，单击【OK】按钮或双击 】 该图标就可以完成新的原理图文件的创建， 该图标就可以完成新的原理图文件的创建， 如图2-10所示。默认的文件名为 所示。 如图 所示 “sheet1.sch”，文件名可以修改，例如改 ，文件名可以修改， 为“dzz.sch”。 。
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2.2.3 启动原理图编辑器
双击 【Document】 图标 ， 执行菜单命令 】 【File】/【New】， 如图 所示 。 或者在 所示。 】【 】 如图2-8所示 空白处单击鼠标右键， 选择【 空白处单击鼠标右键 ， 选择 【New】 会出 】 现如图2-9所示的选择类型对话框。 现如图 所示的选择类型对话框。 所示的选择类型对话框
2.2.2 创建原理图设计文件
如果在此之前用户没有打开任何设计 数据库，可以选择主菜单区的【 数据库，可以选择主菜单区的【File】/ 】 【New】选项 。 】 如果在此之前已经打开了一个或多个 设计数据库，可以选择主菜单区的【 设计数据库，可以选择主菜单区的【File】 】 /【New Design】选项，单击鼠标或按回车 【 】选项， 键即可。按照上面的操作将弹出如图2-5图 键即可。按照上面的操作将弹出如图 图 所示的窗口。 所示的窗口。
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2.2.5 装入元件库
首先，打开原理图管理浏览器。 首先，打开原理图管理浏览器。在工作窗 口为原理图编辑器窗口的状态下， 口为原理图编辑器窗口的状态下，单击设 计管理器顶部的【 计管理器顶部的【Browse Sch】标签即可 】 打开原理图管理浏览器窗口，如图2-13所 打开原理图管理浏览器窗口 ， 如图 所 示。 单击【 单击【Add/Remove】按钮，出现如 】按钮， 所示的添加/删除元件库对话框 图2-14所示的添加 删除元件库对话框。 所示的添加 删除元件库对话框。
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2.4.2 利用网络标号实现电气连接
在电路图中，有些本该连接的元件之 在电路图中， 间是悬空的， 间是悬空的，取而带之的是有标号的引出 线段， 线段，这实际上是一种利用网络标号实现 电气连接的方法。 电气连接的方法。网络标号实际意义就是 一个电气节点， 一个电气节点，具有相同网络标号的元件 引脚、导线、 引脚、导线、电源及接地符号等具有电气 意义的图件， 意义的图件，在电气关系上是连接在一起 的。
在元件的某一属性上双击鼠标左键， 在元件的某一属性上双击鼠标左键，则会 打开一个针对该属性的对话框。 打开一个针对该属性的对话框。如在文字 “U？”上双击，由于这是 ？ 上双击，由于这是Designator流水 流水 序 号 属 性 ， 随 后 出 现 对 应 的 Part Designator对话框，如图2-25所示。 对话框，如图 所示。 对话框 所示
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2.4.5 画总线
为了简化原理图， 为了简化原理图，可以用一条导线来代表 数条并行的导线，这条线就是总线。 数条并行的导线，这条线就是总线。从另 一角度来看，总线是由数条性质相同的导 一角度来看， 线所组成的线束。在图上， 线所组成的线束。在图上，总线比导线要 粗。
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2.3 放 置 元 件
2.3.1 利用浏览器放置元件
在如图2-17所示中的【Browse】 在如图 2-17 所示中的【Browse】选项的下 所示中的 拉式选框中，选中【 拉式选框中，选中【Libraries】项。 】 然后单击列表框中的滚动条， 然后单击列表框中的滚动条，找出元 件所在的元件库文件名， 件所在的元件库文件名，单击鼠标左键选 中所需的元件库； 中所需的元件库；再在该文件库中选中所 需的元件。 需的元件。
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一、元件移动方法
1.直接用鼠标拖动。 直接用鼠标拖动。 直接用鼠标拖动 2.执行菜单【Edit】/【Move】/ 执行菜单【 执行菜单 】【 】 【Move】 命令，再用鼠标移动。 】 命令，再用鼠标移动。 3.用鼠标单击选中再移动。 用鼠标单击选中再移动。 用鼠标单击选中再移动 4.用鼠标拖动选择多个元件，再移动。 用鼠标拖动选择多个元件， 用鼠标拖动选择多个元件 再移动。 5.用【Edit】/【Move】/【Move 用 】【 】【 Selection】 命令移动。 】 命令移动。
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2.4.3 放置电路节点
放置的方法有以下几种。 放置的方法有以下几种。 • 单击画原理图工具栏上的。 单击画原理图工具栏上的。 执行菜单命令【 • 执行菜单命令【Place】/【Junction】 】【 】 • 按快捷键【P】/【J】。 按快捷键【 】 【 】
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2.4 绘制原理图
2.4.1 画导线
执行画导线命令的方法可以有以下几种。 执行画导线命令的方法可以有以下几种。 单击画原理图工具栏中的画导线按钮。 • 单击画原理图工具栏中的画导线按钮。 •执行菜单命令 【Place】/【Wire】 ， 如图 执行菜单命令【 】【 】 2-26所示。 所示。 所示 按快捷键【 】 【 】 • 按快捷键【P】/【W】。
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2.2.4 设置原理图图纸
一般系统默认图纸的大小为B号图纸 。 一般系统默认图纸的大小为 号图纸。 当 号图纸 构思好原理图后， 构思好原理图后，最好能先根据构思的整 体布局设置好图纸的大小。当然， 体布局设置好图纸的大小。当然，在画图 中或以后可以再修改也是可以的。 中或以后可以再修改也是可以的。 有两种方法可以改变图纸的大小。 有两种方法可以改变图纸的大小。 在设计窗口中， 在设计窗口中，单击鼠标右键选择浮 动菜单下的文档选项【 动菜单下的文档选项【Document Option…
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2.3.3 元件的删除
可以执行菜单命令【 可以执行菜单命令【Edit】/ 】 【Delete】，当光标变为十字形状后，将 】 当光标变为十字形状后， 光标移到想要删除的元件上， 光标移到想要删除的元件上，单击鼠标左 即可将该元件从工作平面上删除。 键，即可将该元件从工作平面上删除。 选中所要删除的多个元件， 选中所要删除的多个元件，然后执行 菜单命令【 菜单命令【Edit】/【Clear】。 】【 】
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（3）Designator：流水序号。 ） ：流水序号。 （4）Part Type：显示在绘图页中的元件 ） ： 名称，默认值与元件库中名称“ 名称，默认值与元件库中名称“Lib Ref” 一致。 一致。 5） Path：成为绘图页元件时， （5）Sheet Path：成为绘图页元件时，定 义下层绘图页的路径。 义下层绘图页的路径。 （6）Part：定义子元件序号，如与门电路 ） ：定义子元件序号， 的第一个逻辑门为1，第二个为2等 的第一个逻辑门为 ，第二个为 等。
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2.4.4 放置电源及接地符号
电源元件及接地元件有别于一般的电 气元件，它们必须通过菜单【 气元件，它们必须通过菜单【Place】/ 】 【Power Port】或电路图绘制工具栏上的 】 按钮来调用，这时， 按钮来调用，这时，工作区中会出现随着 十字光标移动的电源符号， 十字光标移动的电源符号，按【Tab】键， 】 会出现如图2-38所示的属性对话框。 所示的属性对话框。 会出现如图 所示的属性对话框
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2.3.2 利用菜单命令放置元件
具体的实现方法有下面4种 具体的实现方法有下面 种。 执行菜单命令【 • 执行菜单命令【Place】/【Part】。 】【 】 直接单击鼠标右键， • 直接单击鼠标右键，在浮动菜单上选择 “Place Part”。 。 直接点击电路绘制工具栏上的按扭。 • 直接点击电路绘制工具栏上的按扭。 使用快捷键【 】 【 】 • 使用快捷键【P】/【P】。
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第2章 原理图设计
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
原理图设计的步骤 绘制原理图前的必要准备 放置元件 绘制原理图 绘制原理图的方法总结 原理图文件的管理
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2.1 原理图设计的步骤
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二、元件方向的调整
• 空格键） 每按一次， 【Space】键（ 空格键 ） ：每按一次 ， 】 被选中的元件逆时针旋转90° 被选中的元件逆时针旋转 °。 使元件左右对调。 • 【X】键：使元件左右对调。 】 使元件上下对调。 • 【Y】键：使元件上下对调。 】
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（7）Selection：切换选取状态。 ） ：切换选取状态。 （ 8）Hidden Pins：是否显示元件的隐藏 ） ： 引脚。 引脚。 （ 9 ） Hidden Fields ： 是 否 显 示 “ Part Fields 1-8”、“Part Fields 9-16”选项卡中 、 选项卡中 的元件数据栏。 的元件数据栏。 （10）Field Name：是否显示元件的 ） ： 数据栏名称。 数据栏名称。
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2.3.5 改变元件属性
【Attributes】选项卡中的内容较为常用， 】选项卡中的内容较为常用， 它包括以下选项。 它包括以下选项。 （1）Lib Ref：在元件库中定义的元件名 ） ： 不会显示在绘图页中。 称，不会显示在绘图页中。 （ 2） Footprint： 封装形式 ， 应该输入该 ） ： 封装形式， 元件在PCB库里的名称。 库里的名称。 元件在 库里的名称
开始
环境设置
放置、调整元件
图 2 1 原 理 图 设 计 步 骤 -
放置、调整布线
存盘
整
http://www.protel20Leabharlann
整
2.2 绘制原理图前的必要准备
2.2.1 启动Protel 99 SE
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所示的对话框中单击 在图2-9所示的对话框中单击 所示的 【Schematic Document】图标，选中原理 】图标， 图编辑器图标，单击【 图编辑器图标，单击【OK】按钮或双击 】 该图标就可以完成新的原理图文件的创建， 该图标就可以完成新的原理图文件的创建， 如图2-10所示。默认的文件名为 所示。 如图 所示 “sheet1.sch”，文件名可以修改，例如改 ，文件名可以修改， 为“dzz.sch”。 。
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2.2.3 启动原理图编辑器
双击 【Document】 图标 ， 执行菜单命令 】 【File】/【New】， 如图 所示 。 或者在 所示。 】【 】 如图2-8所示 空白处单击鼠标右键， 选择【 空白处单击鼠标右键 ， 选择 【New】 会出 】 现如图2-9所示的选择类型对话框。 现如图 所示的选择类型对话框。 所示的选择类型对话框
2.2.2 创建原理图设计文件
如果在此之前用户没有打开任何设计 数据库，可以选择主菜单区的【 数据库，可以选择主菜单区的【File】/ 】 【New】选项 。 】 如果在此之前已经打开了一个或多个 设计数据库，可以选择主菜单区的【 设计数据库，可以选择主菜单区的【File】 】 /【New Design】选项，单击鼠标或按回车 【 】选项， 键即可。按照上面的操作将弹出如图2-5图 键即可。按照上面的操作将弹出如图 图 所示的窗口。 所示的窗口。
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2.2.5 装入元件库
首先，打开原理图管理浏览器。 首先，打开原理图管理浏览器。在工作窗 口为原理图编辑器窗口的状态下， 口为原理图编辑器窗口的状态下，单击设 计管理器顶部的【 计管理器顶部的【Browse Sch】标签即可 】 打开原理图管理浏览器窗口，如图2-13所 打开原理图管理浏览器窗口 ， 如图 所 示。 单击【 单击【Add/Remove】按钮，出现如 】按钮， 所示的添加/删除元件库对话框 图2-14所示的添加 删除元件库对话框。 所示的添加 删除元件库对话框。
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2.4.2 利用网络标号实现电气连接
在电路图中，有些本该连接的元件之 在电路图中， 间是悬空的， 间是悬空的，取而带之的是有标号的引出 线段， 线段，这实际上是一种利用网络标号实现 电气连接的方法。 电气连接的方法。网络标号实际意义就是 一个电气节点， 一个电气节点，具有相同网络标号的元件 引脚、导线、 引脚、导线、电源及接地符号等具有电气 意义的图件， 意义的图件，在电气关系上是连接在一起 的。