机械原理运动简图设计
机械原理平面机构的运动简图及自由度习题答案
1． 计算齿轮机构的自由度.解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将 C 副去除。
即如下图所示：该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F2..机构具有确定运动的条件是什么如果不能满足这一条件，将会产生什么结果机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F定轴轮系ABC1234图2－22ABCDGEHF当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：N=4, PL=5, Ph=1;F=⨯-⨯-=自由度3425113. 计算机构的自由度.1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=自由度3425112)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=自由度312113)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=自由度33241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。
（）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C2.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。
机械原理课程设计任务书
机械运动简图设计实例7.1 薄板冲床7.1.l设计要求设计专用冲床，用于金属薄板的冲孔或落料。
7.1.2功能分解显然，为完成冲压工艺过程，需实现下列运动功能要求：（1）冲头作上下往复运动，因此需要设计相应的冲压机构。
（2）板料作纵向步进运动，因此需要设计板料纵向送料机构。
（3）为了节约原材料，工厂往往采用交错冲切方法，这样可以用同样数量的原材料加工出较多的工件，且减少边角余料。
因此，板料在作纵向步进运动的同时，还应作横向停歇往复运动，以实现冲切孔位的交错排列，为此需设计板料横向送料机构。
对这一个机构的运动功能作进一步分析，可知它们分别应该实现下列基本运动：（1）冲压机构有三个基本运动：运动轴线的变换、运动形式的变换、运动方向的交替变换。
（2）板料纵向送料机构也有三个基本运动：运动轴线变换、运动缩小、运动停歇。
（3）板料横向送料机构有四个基本运动：运动形式变换、运动缩小、运动方向的交替变换、运动停歇。
7.3 铆钉冷镦机7.3.1设计要求设计铆钉自动冷镦机，把成卷的线材通过校直、送料、切料、转送、镦锻、起模等工序，制成铆钉。
7.3.2功能分解本机器的功能是自动生产铆钉。
其原理为冷态（室温）镦锻。
它的运动功能可分解为四种工动作：l. 进料金属线材经进料机构校直后，被自动、定时地送入模具。
执行构件作直线停歇运动。
2. 切断转送进料停止后，切断转送机构将棒料切断并把它送至镦料工位。
执行构件作直线停歇等速运动及停歇急回运动。
3. 镦锻成形由镦锻机构镦出铆钉，执行构件作直线往复急回运动。
4. 起模顶料由起模机构将铆钉从定模中推出，执行构件作直线往复停歇运动。
7.4 蜂窝煤成型机7.4.1设计要求蜂窝煤在我国城镇广泛使用。
现要求设计蜂窝煤成形机，将具有一定湿度的粉煤定量送入模腔成形，生产出煤饼。
设计参数为：蜂窝煤形状为圆柱体，成品尺寸：￠100 mm³60 mm；生产能力：40次／min。
7.4.2功能分解为实现蜂窝煤成形，该机应具有下列功能：输入煤粉、煤粉成形、清除煤屑、型煤起模、输出成品。
机构运动简图的绘制机械原理课件
机构运动简图的绘制机械原理
1
机构运动简图的绘制机械原理
2
机构运动简图的绘制
绘制方法及步骤： （1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，
查明组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置； （2）选定视图平面；
（3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画 出各运动副和机构的符号，最后用简单线条连接即得机
构运动简图。
机构运动简图的绘制机械原理
3
举例 1 小型压力机
机构运动简图的绘制机械原理
4
举例 2 内燃机
10
C
11
8 ,9 37D B图2-4机构运动简图的绘制机械原理
图2-5
6
18
4
1
A
机构运动简图的绘制机械原理
5
例2-1绘制图2-4所示牛头刨床机构的运动简图。
• (1)从主动件开始，按运动传动顺序，分析各构件之间相 对运动性质，并确定联接各构件的运动副类型。
• (2) 合理选择视图。本题选择与各回转轴线垂直的平面 作为视图平面。
• (3)合理选择长度比例尺 (m/mm)，绘制机构运动简图， 如图2-5所示。
机械原理实验
3.曲柄摇杆机构动态参数测试分析
实验一 机构运动简图的测绘与分析
一、实验目的
➢ 通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运 动简图的测绘方法；
➢ 进一步熟悉常用运动副的代表符号和巩固自由度的 计算方法；
➢ 增进对机构组成原理的了解。
二、实验设备与工具
机械模型（如曲柄滑块泵、曲柄摇块泵、曲柄摇杆 泵、颚式破碎机、简易冲床、铆钉机构等）；
四、实验内容
对渐开线直齿圆柱齿轮进行测量，确定其基本参数 (模数m和压力角α)并判别它是否为标准齿轮，对 非标准齿轮，求出其变位系数X
五、思考题
✓两个齿轮参数测定后，怎样判断它们能否啮合及传动 类型？
✓测量齿根圆直径 d f 时，对于齿数分别为奇数和偶数
的齿轮测量方法有什么不同？
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
4.按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心O）—距离xm，然 后用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。 观察齿形，有无齿顶变尖现象。
5.比较所得标准齿轮和移距变位齿轮的齿厚、齿间、调节、顶 圆齿厚、基圆齿厚，以及根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对 变化特点。
加工过程模拟
双击标准齿轮及正变位可观看加工过程
•
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2407:22:4407:22:44October 24, 2020
实验二机构运动简图测绘
《机械设计基础》实验指导书课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520课程名称:机械设计基础（A)、机械设计基础(B）、机械设计基础（C）注：1、实验01和10可合并在一起,分两个单元进行;2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。
实验一机构认识实验一、实验目的1。
初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。
2.增强学生对机构与机器的感性认识.二、实验内容陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识.实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。
三、实验设备和工具机构陈列室机构展柜和各种机构模型。
四、实验原理(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到:机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。
所以只要掌握各种机构的运动特性,再去研究任何机器的特性就不困难了。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类:即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。
1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。
2。
单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等.3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构,把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构.（三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动,转变为从动件严格地按照预定规律的运动。
只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。
机械原理课程设计(螺钉头冷镦机)
机械原理课程设计(螺钉头冷镦机)机构的运动简图如图：1.曲柄2.带轮3.脱模推杆4.终镦模5.齿轮6.初镦模7.下模8.工作台9.连杆10.送料滚筒11.棘轮12.凸轮传动方案综述：一、机构组成：送料机构由曲柄摇杆机构，棘轮机构和送料滚筒组成。
传动机构由凸轮机构，摆杆机构组成。
初、终镦机构由齿轮机构，曲柄滑块机构组成。
顶料机构由凸轮机构组成。
二、机构的功能：通过送料机构间歇送料到下模，下模通过传动机构的间歇传动分别将坯料送到初镦，终镦机构下面进行初镦和终镦。
镦好后的镙钉由脱模机构将其顶出。
三、机构的工作原理：1、送料机构：由主轴上的回转曲柄带支棘轮2上的摇杆来回摆动，当摇杆作顺时针摆动时，棘爪嵌入棘轮的齿中，从而推动棘轮作顺时针转动，棘轮又带动与其同轴的送料滚筒3转动，使原料送到下模中。
棘轮的别处有一个外罩，摇杆摆动时，棘爪先在外罩上滑动，然后进入到棘轮的齿中，推动棘轮转动，通过调剂外罩的角度能够操纵棘轮的转动角度，从而可憎达到调剂送料长度的目的。
2、传动机构：通过带轮带动凸轮1转动，凸轮推坚决杆的摆动，从而推动下模6的往复水平运动，通过凸轮的近休，中休，远休就能够操纵下模的后停，中停和前停。
3、初、终镦机构：带轮带动齿轮8回转，齿轮又和铰接在其上的连杆和上模7、9构成曲柄滑块机构，使齿轮的回转运动变为上模的上下往复运动，对坯料进行初镦、终镦。
4、顶料机构：主轴上的凸轮推动推杆上下往复运动，推杆向上运动时将镦好的镙钉从下模中推出，然后迅速向下运动，以便下模返回。
5、珙料机构：下模是下表面有刀口，下模开始运动时将料截断。
四、方案的优缺点：伏点：采纳棘轮机构间歇送料，传动精确，而且送料的长度可憎调剂；用齿轮将初镦模和终镦模的运动连起来，使初镦模和终镦模的周期专门精确地相同；下模有三个模膛对应上模的三个模膛，减小了生产同期，从面减小了加速度和刚性冲击。
缺点：尽管下模设有三个模膛，实现了一次能够镦三个镙钉减小了生产周期，然而由于下模在一个周期中有两次停歇有两次推程和两次远休，而且行程较长，运动的周期又较小，因此下模的加速度依旧较大，五、方案的运动循环图如以下图：方案二机构运动简图如图1，曲柄 2，棘轮 3。
机构运动简图的绘制机械原理
3
缺点
机构运动简图不利于直观地展现形状、轮廓等细节信息，同时其绘制和观察需要一定的专业 知识。
机构运动简图的创新方法
寻找新的运动副
运动变换
通过寻找具有新型结构的运动副， 可以创新机构运动简图的设计。
通过对机械设备运动规律的变换 或改进，提高机械装置的性能。
优化分析
通过分析机构运动简图的结构和 运动规律，寻找最优解对其进行 优化设计。
2 方法2：数值模拟
通过建立机构运动简图的数值模型，利用计 算机仿真软件对机构运动进行仿真和验证。
机构运动简图的市场前景和未来发展 趋势
市场前景
机构运动简图在机械制造、汽车制造、自动化控制等领域都有着广泛的应用。随着技术的不 断进步，它所涵盖的应用领域将不断扩大。
未来发展趋势
随着机械工程和计算机技术的不断发展，机构运动简图的设计和应用也将不断创新和完善。 未来的趋势可能是更加精细化、更加直观化的机构运动简图。
应用
曲柄摇杆机构广泛应用于内燃机、柴油机、蒸汽机、压缩机、啤酒灌装机等设备中。
摆杆机构的运动原理
1
定义
摆杆机构由两个或多个摆杆组成。它可以将旋转运动转换为曲柄常数的往复运动。
2
工作原理
摆杆以轴承为中心，绕着固定轴线进行旋转。摆杆的摆动运动将旋转运动转换为 往复运动。
3
应用
摆杆机构广泛应用于钟表、风车、发电机和轨道交通设备等行业。
2 机构运动的分类
机构运动可分为平面运动和空间运动两大类。平面运动包括曲柄摇杆机构、摆杆机构和 平面连杆机构。而空间运动则包括蜗杆副和扭力摆线机构。
齿轮副的运动原理
齿轮副的定义
齿轮副是由两个或多个齿轮组成 的机构。它可将旋转运动的动力 传递到不同的机械部件上。
机构运动简图及机构具有确定运动的条件
第二章机构的结构分析——机构运动简图用运动副的代表符号及国标规定的常用机构的运动简图符号和构件的表示方法，将机构的运动情况表示出来，这种简化图形就称为机构运动简图。
用运动副的代表符号及国标规定的常用机构的运动简图符号和构件的表示方法，将机构的运动情况表示出来，这种简化图形就称为机构运动简图。
●机构运动简图必须与原机械具有相同的运动特性●影响机构运动的尺寸（运动尺寸），及各构件之间的联接关系需要反映在简图上。
常用机构运动简图符号在机架上的电机齿轮齿条传动带传动圆锥齿轮传动链传动圆柱蜗杆蜗轮传动凸轮传动外啮合圆柱齿轮传动棘轮机构内啮合圆柱齿轮传动一般构件的表示方法机构运动简图应满足的条件：1.构件数目与实际相同2.运动副的性质、数目与实际相符3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。
机构示意图4.构件用1、2、3…数字表示，运动副处用大写英文字母A、B、C表示，机架用斜线表示，原动件用箭头表示。
S3123S’3θ1A CD B二、画法步骤1. 搞清该机械的实际构造和运动情况。
先定出原动件和工作部分，再把两者之间的传动部分搞清楚。
从而了解该机械由哪些构件组成，各构件之间形成了何种运动副。
2. 选择合适的投影面（多数构件的运动平面）。
3. 选择合适的比例尺，定出各运动副之间的相对位置。
L μ=实长图长4. 用简单的线条和各种运动副符号绘制简图。
例1：绘制图示偏心轮机构的运动简图。
S 3123θ1ACD B例：绘制下图机构运动简图。
小结§2-2机构运动简图问题？第二章机构的结构分析——机构具有确定运动的条件§2-3机构具有确定运动的条件问题：取运动链中某个构件为机架，其余构件在什么条件下才具有确定运动？给定一个独立运动参数：其余构件有确定位置。
四杆机构五杆机构给定一个独立运动参数：机构没有确定运动。
给定两个独立运动参数：机构有确定运动。
机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。
机械原理第1章1.2节运动副机构运动简图
组成—— 可由一个零件构成，也可由若干零件刚性联接而成。
内 燃 机 连 杆
零件
加工制造的最小单元
二 运动副
一、运动副定义
由两个构件直接接触而产生一定相对运动的可动联接称为 运动副。
对运动副的理解要把握以下三点：
由两个相邻构件直接接触组成 组成运动副的两个构件之间有相对运动 每个构件至少和另外一个构件通过运动副联接
B
三 机构运动简图的绘制步骤
1. 分析整个机构的工作原理，确定原动件，确定 输出件， 确定传动件
2. 沿着传动路线，分析相邻构件之间的相对运动 关系，确定运动副的类型和数目
3. 选择适当的视图平面
4. 选定比例尺绘图：选择适当比例尺以国标规定线 条和符号表示构件和运动副，完成机构图
例 图示为颚式碎矿机。当曲轴2绕轴心O1连 续 回转，动颚板6绕轴心O3往复摆动，从而将矿石
第2章 机构的结构分析
2.2 机构的组成 2.3 平面机构运动简图的绘制 2.4 机构具有确定相对运动的条件 2.5 机构自由度的计算 2.6 计算平面机构自由度时应注意的事项 2.7 平面机构的组成原理、结构分类及结构分析
武汉大学东湖分校工学院 2011年3月
一 构件
2.1 运动副及其分类
定义——作为一个整体参与机构运动的刚性单元体，组成 机械系统的最小运动单元
原动件
从动件
机构是具有 确定运动的 运动链。
机架
请大家思考以下2种说法是否正确 为什么？
1 运动链是机构
2机构是运动链
机构的分类
平面机构：机构中各构件的运动平面互相平行 空间机构：机构中至少有一构件不在相互平行的平面上运 动，或至少有一构件能在三维空间中运动
机构运动简图测绘与分析实验
机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、通过对一些实物机械的测绘，掌握机构运动简图的测绘方法；2、针对实物机械，熟练掌握机构自由度的计算；3、实验验证机构具有确定运动的条件；4、加深对机构组成及其结构分析的理解。
二、实验原理和方法1、原理：由于机构的运动仅与机构中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来代表构件和运动副，并按一定的比例尺绘制各运动副的相对位置，以此表示机构的运动特征。
2、方法：（1）测绘时使被测绘的机械缓慢运动，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）根据相互联接的两构件间的接触情况和相对运动的特点，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l ＝实际长度（m ）/图形长度（mm ）三、实验设备和工具1、典型实物机械若干台2、量具3、自备绘图工具四、实验步骤和要求1、对于指定的几种机械或构件，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，使简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、分离杆组和机构级别等）。
五、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内容？2、绘制机构运动简图时，原动件的位置如何确定？是否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？深圳大学实验报告课程名称：机械原理实验名称：机构运动简图测绘与分析实验学院：机电与控制工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务处制一、完成下表内容：机构组成情况机构运动简图（比例尺：=l μ ）构件及简图：运动副及简图：基本杆组及简图：机构级别： 自由度计算： 是否具有确定运动？二、思考题讨论：三、实验心得、建议和探索：。
机械原理实验指导书
齿根圆半径（mm） rf
rf = r − (ha* + c* )m + xm
（四） 范成齿形图（将画有范成齿形，并标注尺寸参数的圆图纸贴上）
17
（五） 问题思考 1． 齿轮切齿时什么条件下会产生根切？应如何避免？ 2． 在用齿条刀具加工齿轮过程中，刀具与轮坯之间的相对运动有何要求？ 3． 用 同 一 把 齿 条 刀 加 工 出 来 的 标 准 齿 轮 和 正 变 位 齿 轮 ， 试 定 性 分 析 以 下 参 数
尺寸名称
符号
计算公式
பைடு நூலகம்
计算结果 标准齿轮 变位齿轮（x= ）
分度圆半径(mm) r
r = 1 mz 2
最小变位系数
x min
x
=
ha *
zmin − z min
z
最小变位量（mm） xm
xm = xminm
基圆半径（mm） rb
rb = r cosα
齿顶圆半径（mm） ra
ra = r + ha*m + xm
1 2
五、实验报告 实验名称：
实验日期：
实验人班级：
实验人姓名：
同组实验者：
指导教师：
（一） 预习作业： 1． 机构运动简图中，移动副、转动副、齿轮副及凸轮副各应怎样表示？
2． 绘制机构运动简图时，应如何选择长度比例尺和视图平面？
3． 什么是复合铰链、局部自由度和虚约束？
（二） 实验结果：
机构 名称
公式。
标准齿轮
变位齿轮
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径
齿距
齿厚
齿槽宽
（二） 原始数据
齿条刀 模数 m 压力角α
机械原理实验报告
实验一机构运动简图测绘实验一、实验原理1、观察几种典型机构及运动，了解其特点。
2、掌握依据实物绘制出机构运动简图的方法。
3、进一步培养抽象思维的能力，即通过查看抽象图形（运动简图）想象出实物机器的运动关系的能力。
二、实验内容1、简要了解各种泵体和机床的工作原理和机构。
2、从JG C—A型模型中任选两种,从JG C—B型模型中任选一种,进行机构分析、尺寸测量，绘制简图。
3、在机构运动简图上进行自由度的计算。
三、实验设备和工具1、JG C—A型、JGC—B型机构简图测绘模型。
3、直尺、纸、铅笔、橡皮等绘图工具（自备）。
四、模拟实物绘制机构运动简图的基本原理和方法1、基本原理机构运动简图是指反映机构运动情况的简单图形，由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件间所组成运动副的数目、种类、相对位置有关，因此，在机构运动简图中可以撒开构件的复杂外形和运动副的具体构造，而用简单的符号来代表构件和运动副，并以一定的比例尺表示运动副的相对位置，来说明实际机构的运动特性。
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。
为此先应确定出其原动件和从动件，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，尤其应注意有微小运动的构件，分清各构件间的接触情况及相对运动的性质，从而确定组成机构的构件数目、联接次序和运动副数目、种类等。
2）选择投影面投影面的选择应以能简单清楚地把机构运动情况正确地表达出来为原则。
一般应先确定机构原动件的位置，原则是选择机构中的每一构件均能清楚地表达出来的最佳位置（避免构件间的交叉和重叠），然后将机构投影到与多数构件的运动平面相平行的平面上。
必要时可就机器的不同部分选择两个或两个以上的投影面，不过应尽量减少投影面。
3）选择适当的比例尺在确定了原动件和投影面以后，就可以测量机构的运动尺寸了，按着一定的比例尺画出各构件和各运动副之间的相对位置。
(完整word版)机械原理课程设计包装机推包机构运动简图与传动系统设计
西北工业大学机械原理课程设计说明书——包装机推包机构运动简图与传动系统设计指导老师：班级:学生姓名：学号：组员：目录一、设计题目和要求·3二、设计方案的选定·3三、机构的尺寸设计·81、曲柄滑块结构的尺寸计算··82、凸轮尺寸设计··9四、电动机的选择及传动方案的设计·101、电动机的选择·102、传动方案的设计·103、总装配件图·11五、设计小结·12六、参考资料·13七、组员任务分配·13一、设计题目和要求现需要设计某一包装机的推包机构,要求待包装的工件1（见图1-1）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a处推至b处（包装工作台），再进行包装。
为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b至a)时，下一个工件已送到推头2的前方。
这样推头2就可以马上再开始推送工作.这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。
因而就要求推头2按图示的abcde线路运动.即实现“平推—水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动.设计数据与要求：要求每5-6s包装一个工件，且给定：L=100mm,S=25mm，H=30mm。
行程速比系数K 在1。
2—1。
5范围内选取，推包机由电动机推动。
在推头回程中，除要求推头低位退回外,还要求其回程速度高于工作行程的速度,以便缩短空回程的时间,提高工效.至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求.图1-1 运动要求图二、设计方案的选定1。
方案1用偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构，偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合（图2-1)。
在此方案中,偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动，且具有急回特性，同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求，这时需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动.图2-1 偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构图运动过程实现:用偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构，偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合（图2-1)。
机械原理教案02机构运动简图及自由度计算
简图表示法内 容1、 运动副的画法 1）转动副：当回转轴线垂直纸面时，在回转中心处画一个小圆圈即可。
回转轴线不平行纸面时，见左属第4个图。
2）移动副：注意移动方向 3）高副：画出高副接触点处的曲线轮廓，注意曲率中心与构件的实际曲率中心要一致。
2、构件的画法原则：忽略构件的外形和截面尺寸，突出特征尺寸。
1）含两个运动副的构件 2）含三副构件 3）特殊构件：如：齿轮要用点划线或细实线画出相互啮合齿轮的一对节圆； 凸轮、滚子要画出全部轮廓 3、简图的画法（1）分清机构中的原动件，从动件，机架，点清构件个数； （2）分清运动副的种类和数目，确定运动副的位置。
（3）选择恰当的比例尺，选择合理的投影平面（多数构件所在的平面）（4）用规定的线条和符号表示构件和运动副，画图。
例：绘制图1-3鄂式破碎机的机构运动简图如左图所示。
机构运动简图一定要画到最简，构件尽量用直线表示，运动副用规定的符号表示。
内容2-3 平面机构的自由度一、平面机构的自由度机构具有的独立运动的数目，就是机构的自由度。
设机构由N 个构件组成（活动件数目n=N-1），其中含有L P 个低副，H P 个高副，则机构的自由度L H 32F n P P =--二、机构具有确定运动的条件通过计算，三角架、铰链四杆机构、铰链五杆机构的自由度分别为0，1，2，我们知道，若0F ≤，构件的组合不能运动；只有当0F >时，构件的组合才可以运动。
若自由度数大于原动件的个数，运动不确定；若自由度数小于原动件的个数，必将导致薄弱环节的破坏。
所以，机构具有确定运动的条件是：0F >且机构的自由度数等于原动件的个数。
三、计算机构自由度时应注意的事项问题的引出：给出几个机构：平行四边形机构、静定的五杆机构、尖顶滚子从动件盘形凸轮机构，求它们的自由度。
引出：计算平面机构的自由度时，要注意以下特殊问题。
（一）复合铰链若在同一点形成两个或两个以上的转动副，则该点称为复合铰链。
机械原理及设计实验
《机构的认识及机构运动简图绘制》实验报告一、实验目的1．通过观察典型机构运动的演示，初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例，增强对机构与机器的感性认识。
2．学会根据各种机械实物模型，绘制机构运动简图；理解构件、运动副的概念；分析和验证机构自由度，掌握机构自由度的计算和判定机构运动是否确定的方法。
二、实验方法实验室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，观察了解常用机构的结构、类型、特点，绘制结构的机构运动简图。
三、实验步骤1.仔细观察各种连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及轮系、间歇运动机构及机构的串并联形式，对常用机构的结构、类型、特点有一定的了解，回答课后问题。
2.选取3个机构，绘制机构运动简图。
首先了解所选机构结构和用途，找出原动件；其次从原动件开始，按机构的传动路线观察并分析机构的运动情况，弄清机构中的原动件、从动件和固定件及其数目，了解各构件之间的相对运动关系；根据机构各联接构件间的接触情况判断每二个构件接触处所组成运动副及其类型并数出个数；最后选择适当的比例和能充分反映机构运动特征的视图平面画出机构的运动简图，用1、2、3，……标注各构件，用Ａ、Ｂ、Ｃ、……标注各运动副，注明原动件的运动方向，测量并标注机构各部相关尺寸。
机架用斜线表示。
3. 计算机构的自由度，计算公式：；判定该机构运动是否确定，并32L H F n P P =--与原始物（或模型）对照，看计算是否有错。
四、实验内容1）问题及回答：1. 何谓机构、机器、机械？2. 平面四杆机构有哪些基本类型？有哪些演变形式？3. 一般情况下，凸轮是如何运动的？推杆（从动件）是如何运动的？举例说明凸轮的应用实例。
4. 一般情况下，一对齿轮传动实现了怎样的运动传递和变换？常用的齿轮传动有哪些种类？举例说明齿轮传动的应用实例。
5. 何谓轮系，轮系分为哪些种类？周转轮系中行星轮的运动有何特点？轮系的功用主要有哪些？6. 常用的间歇机构有哪些？并举例说明这些主要间歇机构的应用实例。
机械原理(2015春)机构运动简图
机构运动简图(Kinematic sketch)（2）机构运动简图的应用1）表示机构的组成情况；2）表示机构的运动情况，在机构运动简图上可对机构进行运动分 析和力分析。
（3）机构示意图：不按比例绘制的机构简图。
它只能表明机构的组成状况和结构特征，不能用来进行运动分析和力分析。
1、机构运动简图（1）定义：根据机构的运动尺寸，按一定的比例定出运动副的位置，再用表示运动副的符号和表示构件的几何图形将机构的运动情况表示出来，这种表示机构结构和运动特征的简单的图形称为机构运动简图。
机构运动简图常用的符号（1）分析机械的构成：认清机架、主动件（原动件）、中间从动件、最后的执行 构件（输出件），确定机械包含的构件总数；（2）分析机械的运动情况：从原动件开始，循着运动传递路线，分析各构件间的相对 运动性质，判定运动副的数目和类型；（3）合理选择投影面：选择多数构件的运动平面或平行于运动平面的平面做投影 面，必要时可选择辅助投影面或局部简图来表示主投影面难以 表达清楚的部分;（4）选择适当的比例尺：确定构件尺寸及各运动副之间的相对位置；）图上尺寸 ） 实际尺寸 mm m l ( ( = m （5）选定机械运动的某个位置，用表示构件和运动副的简单符号， 按一定顺序绘制简图 。
2、机构运动简图的绘制步骤例1 内燃机的机构运动简图绘制内燃机动画 1.认清机架、原动件、从动件（输出件）2.判别运动副数量和类型3.合理选择投影面4.选择比例尺5.绘制简图构件数:7 转动副：4 移动副：3 高副：3例2 小型压力机的机构运动 简图绘制 1.认清机架、原动件、从动件（输出件）2.判别运动副数量和类型3.合理选择投影面4.选择比例尺5.绘制简图。
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1、基本机构的局限性
机构名称
局限性
平面连杆机构 凸轮机构 齿轮机构
无法实现输出运动有较长时间的停歇 无法精确实现较复杂的运动轨迹和运动规律 满足某些给定的运动和动力等条件的设计较困难 高速运转时构件的不平衡惯性力将带来不利的影响 ...... 无法满足给定运动轨迹要求 不能使从动件作整周回转 由于凸轮与从动件的高副接触，故不宜用于高速大载荷的场合 ...... 无法实现在某一段时间内的变传动比要求，而始终以定传动比传动 在输入运动确定后，输出运动只能单方向的转动或移动 ......
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
曲柄摇杆机构
行程可调的两自由度七杆机构
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
3、实现执行构件在某位置能承受极大力的要求
曲柄摇杆—摇杆滑块串联组合机构 曲柄滑块机构—小型压力机
当滑块到达下极限位置，并受力达到最大值，此时作用在 曲柄上的驱动力矩也需要最大吗？
机构的复合式组合及其框图
机械原理—运动简图设计 23.3 组合机构
机构的复合式组合及其框图
机械原理—运动简图设计 23.3 组合机构
4、叠联式组合：将做平面一般运动的构件作为原动件，且其中一个基本 机构的输出（或输入）构件为另一个基本机构的相对机架的连接方式 称为叠联式组合。
机构的叠联式组合及其框图
动机（如电动机、液压泵等）的类型，确定传动类型和传动机构，通过各种 联接方式，将所有机构组合成若干条机构系统， 并画出示意图，即为机械 运动方案。 (3). 拟定机构系统的运动循环图。
运动循环图反映了机械在一个工作循环中，各执行构件的运动先后顺序 关系的一种图示。
(4). 对所选的机构进行运动设计，确定各机构具体的几何尺寸，最后按比例 绘制出机构系统的运动简图。
产品外包装上印记的打 印运动循环图方案三
机械原理—运动简图设计 23.5 机构系统运动循环图
2、满足执行机构之间的运动既有时间上的顺序关系，又有空间位置的 干涉关系 上述折纸过程产生干涉 的原因在哪里？
包装自动线上折纸机构 工艺示意图
机械原理—运动简图设计 23.2 机构及机构系统设计的创新途径
➢ 演化法 演化法也称为变异法。该方法主要突出“变换”，一是构件间相对运动
的变换，一是高副与低副间的变换。
1、相对运动变换法
钢板叠放机构
机械原理—运动简图设计 23.2 机构及机构系统设计的创新途径
2、高副、低副变换法
一般导杆机构
具有停歇运动的导杆机构
机械原理—运动简图设计
23.2 机构及机构系统设计的创新途径
➢ 扩展法 在原有基本机构的基础上，通过叠加杆组或将两个以上的基本机构组合
成新机构的方法。
偏置曲柄滑块机构
六杆导杆机构
机械原理—运动简图设计 23.2 机构及机构系统设计的创新途径
插入图 12.1.2-4
直线轨迹生成机构
大角位移输出机构
(1). 分析机械产品的生产工艺过程或其功能要求，区分出主操作部分和辅助 操作部分，然后确定所需的执行构件数及其基本运动形式和运动特性。
薄壁零件冲压机床的生产工艺过程及要求示意图
机械原理—运动简图设计
23.1 机构系统运动简图设计的任务与步骤
(2).合理选择机构类型，拟定机械运动方案。 根据对机械产品的总体要求，合理选择执行机构的类型。 再根据所选原
3、直角坐标式运动循环图
绘制方法：以横坐标轴代表机械的 主轴或分配轴的转角，以纵坐标轴 代表各执行构件的角位移或线位移， 实际上就是各执行构件的位移线图。 通常忽略实际的运动规律，将各运 动区段用直线连接，只反映出个执 行构件间运动的协调配合关系即可。
特点：形象、直观，不仅能清楚地 表示出各执行构件的运动先后顺序， 还能表示出执行构件的运动状态及 运动变化情况。
机械原理—运动简图设计 23.3 组合机构
组合机构：由基本机构（例如平面四杆机构、凸轮机构和齿轮机构等） 通过一定的方式组合而成的机构。
23.3.1 机构的组合方式与组合机构
1、串联式组合：前一个机构的输出构件作为后一个机构的输入构件。
机构的串联式组合及其框图
机械原理—运动简图设计 23.3 组合机构
连杆-凸轮组合机构设计过程
机械原理—运动简图设计
23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
23.4.1 机构类型的选择
按照执行构件所需的运动特性进行机构选型 :从具有相同运动特性的 机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满 足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和 比较，从中选择出较优的机构。
机械原理—运动简图设计
23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
23.4.3 机构系统运动方案设计的基本原则
1、机构尽量简单，运动链尽量简单
➢ 在选择平面连杆机构时，有时宁可采用有一定设计误差的简单的近似机 构，而不采用理论上无设计误差的较复杂的精确机构。
(a) 八杆机构
(b) 四杆机构
直线轨迹生成机构
（1）将机构中的某些构件制作成长度可调的构件
： 在左图所示的曲柄滑块机 构中，若要改变滑块的行 程，应将哪个构件制作成 长度可调的构件？
对心曲柄滑块机构
机械原理—运动简图设计
23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
（2）设计可调行程的机构
设计思路：选择一个两自由度的机构，为使其具有确定的运动，应有 两个原动件，其中一个为主原动件，即为完成预定运动要求的输入构件； 另一个为调整原动件，调整它的位置就可改变执行件的行程。当调整原 动件调整至满足行程要求的位置后，就将其固定不动，此时机构就变为 一个自由度的系统，然后在主原动件驱动下正常工作。
T1=T2 推杆与打印头的运动规律
机械原理—运动简图设计
23.5 机构系统运动循环图
➢ 运动循环图拟定方案一
方案一：推杆1先完成一个 运动循环，然后打印头2再 完成一个运动循环，如此反 复交替。
点评：整个打印工作循环所 需时间最长，即T=T1+T2。 安排不大合理。
产品外包装上印记的打 印运动循环图方案一
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
执行构件的基本运动 形式
连续转动 往复摆动 往复移动 单向间歇转动 间歇往复移动 间歇往复摆动 平面一般运动
点的轨迹运动
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
某些运动要求及其相应机构举例
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
机械原理—运动简图设计
23.5 机构系统运动循环图
23.5.2 机构系统运动循环图的拟定
执行机构运动 协调配合关系
只有时间上的顺序关系 即有时间上的顺序关系，又有空间位置的干涉关系
机械原理—运动简图设计 23.5 机构系统运动循环图
1、满足执行机构之间的运动只有时间上的顺序关系
产品外包装上印记的打 印工艺示意图
机械原理—运动简图设计 23.1 机构系统运动简图设计的任务与步骤
2、机构系统运动简图
机构系统 运动简图
注：主要满足生产工艺过程的运动要求，不涉及机 构中构件的结构和强度。
机械原理—运动简图设计 23.1 机构系统运动简图设计的任务与步骤
3、机构系统运动简图设计的步骤
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
➢合理选择动力源的类型，可使运动链简短。
(a) 六杆机构
➢高副机构与低副机构的比较 。
(b) 运动倒置的凸轮机构
机械原理—运动简图设计
23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
2、尽可能减小机构的尺寸 在满足工作要求的前提下，希望机械产品的结构紧凑、尺寸小、
重量轻。 3、机构系统应有良好的动力学特性
机械原理—运动简图设计
23.5 机构系统运动循环图
23.5.1 机构系统运动循环图及其类型
用来描述机构系统在一个工作循环中各执行构件运动间相互协调配 合的示意图称为机构系统运动循环图，简称运动循环图。
分类：按其表示的形式不同，通常有直线式运动循环图（或称矩
23.4.2 机构系统运动方案设计的某些特殊要求
1、实现执行构件大行程的要求
对心曲柄滑块机构
曲柄滑块—齿轮齿条串联机构
机械原理—运动简图设计 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
曲柄摇杆机构
导杆机构—齿轮串联机构
机械原理—运动简图设计
23.4 机构选型及机构系统运动方案设计
2、实现执行构件行程可调的要求
23.3.2 典型组合机构设计实例
要求：设计图示连杆-凸轮组合机构，使其满足当原动件1等速转动时，C 点能准确地实现给定的轨迹s。
连杆-凸轮组合机构
机械原理—运动简图设计
23.3 组合机构
设计步骤：
(1)：选定原动件回转中心A； (2)：确定曲柄长l1和连杆长l2; (3): 确定构件CD的长度l3 ； (4)：确定构件4的位移曲线; (5): 设计凸轮的轮廓曲线。
特点：因机械的运动循环通常是在 主轴或分配轴转一周的过程中完成 的，故能直观地看出各执行机构中 原动件在主轴或分配轴上所处的相 位，便于各执行机构的设计、安装 和调试。但当执行构件较多时，因 同心圆环太多而不够清晰，同样也 不能显示执行构件的运动变化情况。
机械原理—运动简图设计
23.5 机构系统运动循环图
机械原理—运动简图设计
第23章 机构系统运动简图设计
➢ 23.1 机构系统运动简图设计的任务与步骤 ➢ 23.2 机构及机构系统设计的创新途径 ➢ 23.3 组合机构 ➢ 23.4 机构选型及机构系统运动方案设计 ➢ 23.5 机构系统运动循环图