运动简图设计资料
机械系统的运动简图设计
V
1
球面高副(Ⅰ级副)
柱面高副(Ⅱ级副)
球面低副 (Ⅲ级副)
球销副 (Ⅳ级副)
圆柱套筒副 (Ⅳ级副)
螺旋副 (Ⅴ级副)
2. 根据组成运动副的两个构件的相对运动的不同分类
1）转动副（回转副，铰链）：相对运动为转动 2）移动副：相对运动为移动
转动副
移动副
3）螺旋副：相对运动为螺旋运动 4）球面副：相对运动为球面运动
解：活动构件数n=3
低副数Pl=5 高副数Ph=0 F=3n － 2Pl － Ph =3×3 －2×5－0 =-1
结论：
1)若机构自由度Ｆ≤０，则机构不能动；
2) 若Ｆ>０且与原动件数相等，则机构各构件间的相
对运动是确定的，因此，机构具有确定运动的条 件是：机构的原动件数等于机构的自由度数；
3) 若Ｆ>0，而原动件数<F，则构件间的运动是不确
F=3*3－2*3－0=3 F=3*1－2*2－0=5 F=3*3－2*1－0=7
①计算曲柄滑块机构的自由度。
解：活动构件数n=3
低副数Pl=4 高副数Ph=0
F =3n － 2Pl － Ph =3×3 － 2×4 =1
1
2
3
S3
②计算五杆铰链机构的自由度
解：活动构件数n=4
低副数Pl=5 高副数Ph=0 F =3n － 2Pl － Ph
定的；
三、计算平面机构自由度的注意事项 ⑤计算图示圆盘锯机构的自由度。
B
F
7
E
46
1D 5 C
3
2
8
A
F=3n － 2Pl － Ph =3×7 －2×6 －0 = 9 计算结果肯定不对！
机械系统的运动简图设计
4．合理选择视图平面（一般选机构的运动平面或者与运动平面平行的平面），适当的机构的运动瞬时位置（以能够清楚反映出各构件之间相对位置关系为原则）
凸轮7 、推杆8
1.汽缸体
2. 活塞
3. 连杆
4. 曲轴
5. 齿轮
6. 齿轮
7. 凸轮
8.推杆
解：1．分析机构的运动，判别固定件、原动件和从动件
原动件: 活塞2
连杆3、曲轴4
齿轮5 、 6
从动件
三. 平面机构运动简图绘制 ——举例说明
2．从原动件开始，按运动传递顺序，分析各构件之间相对运动的性质、确定运动副的种类和数目。
2．分析机构的运动，判别固定件、原动件和从动件
1）机构的运动情况分析
颚式破碎机
4.肘板
3. 动颚板
1. 机架
5. 带轮
2. 偏心轴
固定件—— 机架1 原动件—— 偏心轴2 从动件—— 动颚板3、肘板4
2）判别
4.肘板
1. 机架
2. 偏心轴
5. 带轮
3. 动颚板
3．从原动件开始，按运动传递顺序，分析各构件之间相对运动的性质、确定运动副的种类和数目。因机构各构件之间的相对运动均为转动，故组成4个转动副，即：转动副A、B、C、D，其中A和D为固定铰链， B、C为活动铰链
结论：构件自由度＝3－约束数
高 副 2（x,θ） + 1（y） = 3
＝自由构件的自由度数－约束数
自由构 件的自 由度数
活动构件数 n
计算公式： F=3n－(2Pl+Ph ) （记）
构件总自由度
机械设计基础第章运动简图
平面高副
两构件通过点或线接触组成的运动副称
为高副。 图1-3a)中的车轮与钢轨、图b)中凸轮
与从动件、图c)中轮齿1与轮齿2分别在
接触点处组成高副。
第四页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
§1-2 机械系统的运动简图设计
实际构件的外形和结构往往很复杂，在 研究机械运动时，为简化问题，有必要撇开 那些与运动无关的构件外形和运动副的具体 构造，仅用简单线条和规定符号来表示构件 和运动副，并按比例定出各运动副的位置。 这种说明机构各构件间相对运动关系的简化 图形，称为机构运动简图。
= 3×2-2×2-1=1
第二十五页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
局部自由度
局部自由度 — 与输出构件运动无关的 自由度。
不难看出，在这个机构中，无论滚子是否 转动或转动快慢，滚子中心的运动规律 (即输出构件的运动规律)都不会受到影响。
可设想将滚子与推杆（输出构件）焊成 一体(转动副也随之消失)。
第九页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
例：试绘制内燃机的机构运动简图
解：1）分析运动，确定构件的
类型和数量
进气阀3
2）确定运动副的类型和数
目
3）选取比例尺，根据机
构运动尺寸，定出各运动副间的 相对位置
活塞2 顶杆8 连杆5
曲轴6
4）画出各运动副和机构 符号，并表示出各构件
齿轮 10
排气阀 4气缸体 1
第三十页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
例3：牛头刨床主体机构
F=3n－2Pl －Ph =3×6－2×8－1=1
第三十一页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
小结
第三十二页，编辑于星期五：十一点 三十七分。
机械设计基础第1章运动简图ppt课件
机械设计基础第1章运动简图ppt课件•运动简图概述•机构运动简图绘制方法•平面连杆机构运动简图分析•凸轮机构运动简图分析目•齿轮机构运动简图分析•轮系运动简图分析录运动简图概述01运动简图定义与作用定义运动简图是用简单的线条和符号来表示机构运动情况的图形。
作用能够清晰地表达机构的组成、运动传递关系和运动特性，是机械设计中的重要工具。
在保证能够准确表达机构运动情况的前提下，尽量简化图形，突出重点。
简化原则图形应清晰易懂，符号、线条和标注应符合规范。
清晰原则应完整地表达机构的组成、运动传递关系和运动特性，不遗漏任何重要信息。
完整性原则运动简图绘制原则机构运动分析机构设计优化机构故障诊断机构创新设计运动简图在机械设计中的应用通过运动简图可以直观地了解机构的运动情况，包括速度、加速度、位移等运动参数的变化规律。
通过对机构运动简图的观察和分析，可以发现机构中存在的故障和隐患，为故障诊断和维修提供依据。
根据运动简图的分析结果，可以对机构进行优化设计，提高机构的性能和使用寿命。
通过对不同机构运动简图的比较和分析，可以启发设计人员的创新思维，探索新的机构设计方案。
机构运动简图绘制方02法高副两构件通过点或线接触而构成的运动副。
高副能同时承受两个方向的力，具有较高的承载能力和较小的摩擦损失，但制造和维修较为困难。
机构组成机构是由刚性构件通过运动副连接而成的系统。
构件是机构中的运动单元，可以是单一的整体，也可以是几个零件组成的刚体。
运动副类型运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接。
根据接触形式的不同，运动副可分为低副和高副两大类。
低副两构件通过面接触而构成的运动副。
根据两构件的相对运动形式，低副可分为转动副和移动副两种。
机构组成及运动副类型机构运动简图符号表示法构件的表示在机构运动简图中，构件用直线或折线表示，长度与实际构件的大小无关，只表示构件间的相对位置关系。
运动副的表示转动副和移动副分别用特定的符号表示。
机械系统的运动简图设计
运动简图的绘制步骤
确定机械系统的组成和功能
了解机械系统的基本组成和各部分的功能， 确定需要表示的运动关系。
绘制机械系统各部分的轮廓
根据实际情况绘制出机械系统各部分的轮廓， 以便于表示其运动关系。
选择合适的图形符号
根据需要表示的运动关系，选择合适的图形 符号来表示各部分。
标注尺寸和参数
根据需要标注出机械系统各部分的尺寸和运 动参数，以便于分析和设计。
通过运动简图分析，优化传动系 统的参数，如齿轮模数、带轮直 径等，提高传动效率。
03
传动系统可靠性分 析
利用运动简图，分析传动系统的 可靠性，预测潜在的故障和问题， 提出相应的改进措施。
控制系统设计与调试
控制。
控制系统调试
通过运动简图，对控制系统进行调 试，确保系统稳定、可靠地运行。
传动系统运动简图绘制方法
根据传动部件的工作原理和运动形式，使用规定的图形符号和比例 尺绘制传动系统运动简图。
传动系统运动简图的应用
用于分析传动系统的运动特性和工作原理，比较不同传动方案的优 缺点，以及进行传动系统的优化设计和改进。
控制系统运动简图设计
控制系统运动简图定义
控制系统运动简图是一种用图形符号表示机 械系统中控制元件和运动关系的简化图形。
运动原理
机械系统的运动是通过各组成部分的 相对运动来实现的，这些相对运动包 括转动、移动等。
02
运动简图设计基础
运动简图的定义与作用
定义
运动简图是一种用图形符号表示机械系统运动关系的简化示意图，用于描述机 械系统的运动规律、运动轨迹和运动参数。
作用
运动简图能够直观地表达机械系统的运动关系，便于分析和设计机械系统，提 高设计效率。
机构运动简图
2
2
2
1
1
1
(a)
(b)
(c)
图 5 转动副的表示方法
2) 移动副
两构件组成移动副的表示方法如图6(a)、 (b)、 (c)所示。 移 动副的导路必须与相对移动方向一致。
1
2 1
2 (a)
1 2
1 2
(b)
21 1
2
(c)
图 6 移动副的表示方法
3) 平面高副 两构件组成高副的表示方法如图7所示。 其运动简图
中应画出两构件接触处的曲线轮廓。
凸轮副：
齿轮副：
2
2
1
1
图 7 高副的表示方法
了解：
2、 构件的表示方法
构件可用直线、 三角形或方块等图形表示。 图8(a)表示参与组成 两个转动副的构件; 图8(b)表示参与组成一个转动副和一个移动副 的构件； 图8(c)表示参与组成三个转动副的构件, 它一般用三角形 表示, 在三角形内加剖面线或在三个内角上涂上焊缝标记, 表明三 角形为一个构件； 若三个转动副在同一直线上, 则可用跨越半圆 符号来连接直线, 如图8(d)所示。
(2) 移动副: 若组成运动副的两个构件只能沿轴线 相对移动, 则称为移动副。
y
O 12
x
图 3 移动副
转动副、移动副实例
2）高副 两构件通过点、 线接触所构成的运动副称为高副。
图 4 高副
齿轮副实例
2、 构件
机 架——机构中的固定构件；一般机架相 对地面固定不动，但当机构安装在运动的机 械上时则是运动的。
对运动的性质, 确定构件的数目、 运动副的类型和数目。
(3) 合理选择视图平面： 选择多数构件所在的运动平面或平行于运动平面的平
平面机构及运动简图
高性能材料的发展将为平面机 构的设计提供更大的灵活性， 如轻质高强材料可以减轻机构 重量，提高运动效率；耐磨耐 腐蚀材料可以增强机构的耐久 性和可靠性。
随着人工智能和自动化技术的 不断发展，未来平面机构的设 计、分析和优化将更加智能化 和自动化，提高设计效率和质 量。
平面机构的研究将越来越多地 与其他学科进行交叉融合，如 控制理论、计算机科学、生物 医学等，以拓展应用领域和推 动技术创新。
由至少一个导杆（即具有滑动副的杆 件）与其他杆件组成的连杆机构。具 有传动效率高、运动平稳等特点。
滑块四杆机构
由四个杆件和一个滑块组成，滑块可 以在某一杆件上滑动。具有结构紧凑、 设计灵活等特点。
连杆机构设计原则和方法
设计原则
满足运动学要求，实现预期的运动轨迹和速度；满足动力学要求，保证机构的 传力性能和效率；满足结构紧凑、制造简便等要求。
02 平面机构组成及运动副
组成要素
01
02
03
构件
平面机构中的运动单元体， 具有独立的运动特性。
运动副
连接两个构件并保持其相 对运动的装置，分为低副 和高副。
自由度
描述机构运动独立参数的 数目，决定机构运动的可 能性。
运动副类型与特点
转动副
允许两构件绕公共轴线作 相对转动的运动副，如铰 链。
移动副
07 总结与展望
平面机构研究现状总结
1 2 3
平面机构类型多样性
目前已知的平面机构类型非常丰富，包括连杆机 构、凸轮机构、齿轮机构等，每种机构都有其独 特的工作原理和应用场景。
运动简图分析方法
运动简图是平面机构分析和设计的重要工具，通 过绘制和分析运动简图，可以清晰地表达机构的 运动特性和力学特性。
机构运动简图设计的内容、方法和步骤
机构运动简图设计的内容、方法和步骤机械产品的设计是为了满足产品的某种功能要求。
机构运动简图设计是机械产品设计的第一步，其设计内容包括选定或开发机构构型并加以巧妙组合，同时进行各个组成机构的尺度综合，使此机构系统完成某种功能要求。
机构运动简图设计的好坏是决定机械产品的质量、水平的高低、性能的优劣和经济效益好坏的关键性的一步。
机构运动简图的设计，主要包括下列内容：1）功能原理方案的设计和构思根据机械所要实现的功能，采用有关的工作原理，并由此出发设计和构思出工艺动作过程，这就是功能原理方案设计。
灵巧的功能原理是创造新机械的出发点和归宿。
2）机械运动方案的设计根据功能原理方案中提出的工艺动作及各个动作的运动规律要求，选择相应的若干个执行机构，并按一定的顺序把它们组成机构运动示意图。
机械运动方案的设计是机构运动简图设计中的型综合。
3）机构运动简图的尺度综合根据机械运动方案中各执行机构工艺动作的运动规律和机械运动循环图的要求，通过分析、计算、确定机构运动简图中各机构的运动学尺寸。
在进行尺度综合时，应同时考虑其运动条件和动力条件，否则不利于设计性能良好的新机械。
机构运动简图设计的一般程序：1）机械总功能的分解将机械需要完成的工艺动作过程进行分解，即将总功能分解成多个功能元，找出各功能元的运动规律和动作过程；2）功能原理方案确定将总功能分解成多个功能元之后，对功能元进行求解，即将需要的执行动作，用合适的执行机构来实现。
将功能元的解进行组合、评价、选优，从而确定其功能原理方案，即机构系统简图。
为了得到能实现功能元的机构，在设计中，需要对执行构件的基本运动和机构的基本功能有一全面的了解。
ⅰ）执行机构基本运动常用机构执行构件的运动形式有回转运动、直线运动和曲线运动三种，回转和直线运动是最简单的机械运动形式。
按运动有无往复性和间歇性，基本运动的形式如表1所示。
表1 执行构件的基本运动形式机构的功能是指机构实现运动变换和完成某种功用的能力。
《运动简图设计》PPT课件
《机械设计基础 》
3.3 平面机构的自由度
3.3.2 平面机构自由度的计算
1.构件自由度
四川交通职业技术学院 自动化系
2019年5月16日
一个构件未用运动副 与其它构件连接之前， 有三个自由度。
当用运动副连接后，构件间的相对运动受到约束， 失去一些自由度。运动副不同，失去的自由度数目和保 留的自由度数目也不同。
2019年5月16日
齿轮副
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2019年5月16日
二、空间运动副
若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
3.2 平面机构的运动简图
3.2.1 运动副及构件的表示方法
四川交通职业技术学院 自动化系
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。 1.低副 两构件以面接触而形成的运动副。
(1) 转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
2019年5月16日
a)固定铰链
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2019年5月16日
b)活动铰链转动副
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
《机械设计基础 》
3.3 平面机构的自由度
四川交通职业技术学院 自动化系
2019年5月16日
2.计算公式 设 n：机构中活动构件数；
Ph ：机构中高副数； 则 F = 3n - 2Pl - Ph 3.计算实例
Pl ：机构中低副数； F ：机构的自由度数；
机械基础-绘制机构运动简图
THANKS
和数目
3.合理选择视图 绘制机构运动简图
4.构件标编号 运动副处标代号
5.标注原动件
从原动件开始，确定构 件的类型和数目，逐一分析两 构件间相对运动的性质，确定 运动副的类型和数目。
从原动件开始，按运动传递路 线，顺序标出各构件的编号和运动 副的代号。
四、总结
绘制机构 运动简图
机构运动简图的作用 构件运动副简化符号 绘制机构运动简图的方法步骤
图形符号
固定构件
同一构件
二、构件、运动副的简化符号
（二）运动副简化
构件类型 转动副
移动副 高副 （齿轮副、凸轮副）
图形符号
活动铰链 固定铰链
两活动构件 组成的移动副
二、构件、运动副的简化符号
（三）多副构件简化
构件类型 两副构件
图形符号
三副构件Βιβλιοθήκη 、构件、运动副的简化符号构件形状与尺寸与构件简化符号无关
三、机构运动简图的作图的方法步骤
动作原理 组成情况 运动情况 分清机架确定原动件
选择运动简图的视图平面
选择长度比例尺u2（ u2 = 实际尺寸(m)/图示尺寸
(mm)）
在原动件上标明箭头方向
定出各运动副之间的相对位置
以表示其运动方向。
按规定的线条和符号绘制机构运动简图
1.分析机构 运动
2.确定构件和 运动副的类型
升降机的认知与设计
学习导图
CONTENTS
一、运动机构简图 二、构件、运动副的简化符号 三、作图的方法步骤 四、总结
一、运动机构简图
手X射线图
机械手
一、运动机构简图
GB/T 4460-2013 机械制图 机构运动简图用图形符 号
运动简图设计(共39张PPT)
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
3.1.2 自在度和运动副约束
自在度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自在度
2024年2月4日
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
一、平面运动副
按两构件接触情况，常分为低副、高副两大类。
螺旋副
球面副
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.2 平面机构的运动简图
《机械设计基础 》
2.转动副 构件组成转动副时，如以下图表示。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
图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，其圆心必需与回转轴线重合。
平面机构的构造分析
§3.1 机构的组成
§3.2 平面机构的运动简图
§3.3 平面机构的自在度
3.1 机构的组成
《机械设计基础 》
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.1.1 运动副
运动副： 构件和构件之间既要相互衔接〔接触〕在一同，又要有相 对运动。而两构件之间这种可动的衔接〔接触〕就称为运 动副。
说明
3.3 平面机构的自在度
《机械设计基础 》
三个构件在同一轴线处，两个转动副。
推理：m个构件时，有m – 1个转动副。
四川交通职业技术学院 自动化系
2024年2月4日
3.3 平面机构的自在度
C处为复合铰链 n = 5, Pl = 7, Ph = 0
F = 3n - 2Pl – Ph
机构运动简图的绘制机械设计基础
要点二
优化设计
通过机构运动简图，设计师可以分析机构的运动性能，发 现潜在的设计问题，并进行优化。例如，通过分析简图中 的运动干涉或运动死点等问题，改进机构的结构或运动方 式。
在机械原理中的应用
理论分析
机构运动简图是理解和分析机械原理的基础工具。通 过简图，可以清晰地表示机构的组成、运动传递路径 和运动特性，有助于深入理解各种机械原理，如连杆 机构、齿轮机构等。
确定机构的运动副和构件数
总结词
运动副是机构中的连接方式，构件数是构成机构的独立部分。
详细描述
在确定机构的运动副和构件数时，需要仔细分析机构的运动特性和结构组成。运动副的种类和数量决定了机构的 运动特性，而构件数是构成机构的基本单元，对机构的运动和结构有重要影响。
确定机构的运动形式和运动参数
总结词
测量或计算各构件的长度 、角度、半径等几何参数 。
根据构件的运动形式和功 能选择相应的图形符号。
根据实际运动情况，用线 条表示各构件之间的相对 位置和运动轨迹。
在简图中标注各构件之间 的相对尺寸、运动方向和 速度等参数。
符号与规定
符号
机构运动简图采用统一的图形符号来 表示各构件，如直线、圆、三角形等 。
机构运动简图能够直观地反映机构的 工作原理、运动传递过程以及各构件 之间的相对运动关系，是机械设计、 分析和优化的基础。
绘制步骤
01
02030405确定机构类型和 运动形式
确定各构件的几 何参数
选择合适的图形 符号表示…
按照实际运动关 标注必要的尺寸
系绘制各…
和运动参数
根据实际机械确定其机构 类型（如连杆机构、凸轮 机构等）和运动形式（如 转动、移动等）。