绘制平面机构运动简图
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。
平面机构运动简图测绘实验
一、平面机构运动简图测绘实验1.1实验任务由于实际的机械往往都具有很复杂的外形和结构，为了便于对机构进行分析，通常是先从实际的机械中绘出能反映出机构的运动特性和组织情况的机构运动简图再根据它进行机构的结构、运动分析。
⑴掌握从实际机械中绘出机构运动简图的原则、方法和技巧。
⑵进一步巩固机构结构分析的基本原理。
⑶验证和巩固机构活动度的计算。
1.2 实验步骤⑴机构分析①测绘时使测绘的机构缓慢地运动，从原动构件开始仔细观察机构运动，分清各运动单位，确定原动件、机架、传动部件和执行部件。
从而确定组成机构的构件数目，运动副的数目。
②根据联接构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。
③要选择最能表现机构特征的平面作为视图平面。
④在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 …… 分别标出各构件，用A、B、C …… 分别标出各运动副。
⑤仔细测量机构各运动尺寸（如转动副间的中心距、移动副导路的位置），对于高副则应仔细测出高副的轮廓曲线及其位置，然后以适当的比例做出机构运动简图⑵绘制机构运动简图的步骤①搞清机械的实际构造、动作原理和运动情况，②沿运动传递路线，逐一分析每两个构件之间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。
③恰当选择运动简图的视图平面，通常选择机械中多数构件的运动平面为视图平面。
④选择恰当的作图比例尺。
⑤确定各运动副的相对位置，用各运动副的代表符号、常用机构运动简图符号和简单线条，绘制机构运动简图。
⑥在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
1.3计算自由度并注意机构的自由度计算 F=3n-2PL -PH注意下列问题虚约束局部自由度复合铰链（1）用双转动副杆联接两构件上距离保持不变的两点机构运动过程中，如果两构件上某两点之间的距离始终保持不变，则若用双转动副杆将这两点相连，将带入一个虚约束。
下图机构的自由度是：F=3×3-2×4=1（2）两构件上运动轨迹重合的点用转动副联接在机构中，如果用转动副联接的时两构件上运动轨迹重合的点，将带入一个虚约束。
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。
绘制平面机构运动简图和计算自由度
项目四 汽车常用机构
任务一 绘制平面机构运动简图和计 算自由度
2. 运动副
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4-1-3a)、b)所示。 又如图4-1-3d)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4-1-3c)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。
据×9－2×12=3
l = =实际长度／图示长度 （5） 按比例定出各运动副之间的相对位置，用规定符号绘制机构运动简图。 （6） 各转动中心标以大写的英文字母，各构件标阿拉伯字母，机构的原动件以箭 头标
项目四 汽车常用机构
任务一 绘制平面机构运动简图和计算 自由度
四．平面机构自由度的计算 1. 平面机构自由度公式
一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。平面机构的每个活动构件，在未用运 动副联接之前，都有三个自由度。当两个构件组成运动副之后，它们的相对运动就受到 约束，自由度 随之减少。在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度；每个高副 引人
平面机构运动简图的绘制.
常用机构构件、运动副代表符号
绘制机构运动简图的步骤
1.在绘制机构运动简图时，首先确定机构的原动件和执行件， 两者之间为传动部份，由此确定出组成机构的所有构件，然 后确定构件间运动副的类型。
2.为将机构运动简图表示清楚，恰当地选择投影面。一般选 择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要时也可 以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面，然后展 开到同一平面上。总之，绘制机构运动简图要以正确、简单、 清晰为原则。
3.选择适当的比例尺，根据机构的运动尺寸定出各运动副之 间的相对位置，然后用规定的符号画出各类运动副，并将同 一构件上的运动副符号用简单线条连接起来，这样便可绘制 出机构的运动简图。
绘制牛头刨床机构的运动简图
绘制十字滑块联轴器的运动简图
§2-2 平面机构运动简图的绘制
为了便于研究机构的运动，可以撇开构、运动副的 外形和具体构造，而只用简单的线条和符号代表构件和运 动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成和传 动情况。这样绘制出能够准确表达机构运动特性的简明图 形就称为机构运动简图。
只是为了表明机构的运动状态或各构件的 相互关系，也可以不按比例来绘制运动简图， 通常把这样的简图称为机构示意图。
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
汽车机械基础课件 模块五 任务5.1.1绘制平面机构运动简图
机构的运动简图
什么是机构运动简图？
用简单线条和符号来代表构件和运动副，
并按一定比例表示各运动副的相对位置，用 以说明机构各构件间相对运动关系的图形。
8
导学
02
各要素的表 示方法
运动副的分类
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。按运动特性可分为转动副和移动副。
（1）转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
a)固定铰链
b)活动铰链转动副
10
转动副画法
11
移动副
（2） 移动副：只允许两构件做相对移动。
12
移动副画法
13
2.高副：两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副（点接触）
14
构件和其它要素的画法
15
导学
03 绘图步骤
绘图步骤 分析该气缸机构的工作原理，画出其运动简图
17
3
C23 4
03 绘图的步骤 小结 04
导学
01
机构的运动 简图
机构的运动简图
观看电影
5
机构的运动简图
6
机构的运动简图
看完电影请大家思考两个问题 1.罗马士兵和汉朝士兵是怎样就机械的设计到制造就行 有效交流的？ 2.按照军事要塞的建筑标准，城墙的高度是否有规定范 围，片中设计的起重机械如何才能保证实现起吊高度的 要求？
2
B12
1
A14
C234
2
34
B12 1 A14
4
绘图步骤
绘制气缸机构的运动简图
3
C 2
B
4
1A
19
导学
04 小结
小结
画图步骤： 1.分析机构的传动关系。 2.数清楚运动副的数量与类型。 3.确定视图的投影平面。 4.按照比例尺画图。
2.平面机构运动简图的绘制(精)
《机械传动基础》教材重庆工业职业技术学院2012年4月目录单元一典型机构 (3)学习项目1 认识内燃机的典型机构 ............................................ 错误！未定义书签。
项目描述 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
项目要求 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.工作任务 ............................................................................. 错误！未定义书签。
2.学习产出 ............................................................................. 错误！未定义书签。
学习目标 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
基础训练1 平面机构的运动简图的绘制 .. (3)一、相关知识 (3)（一）机器、及其结构组成 (3)（二）机构的组成及运动简图的绘制 (7)二、实践训练 ................................................................................. 错误！未定义书签。
三、课外练习 ................................................................................. 错误！未定义书签。
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课上协作交流 课前自主学习 学 习 目 标
知识与技能目标 过程与方法目标 情感态度与价值观目标
培养自主学习能力
`
学 习 目 标
知识与技能目标 过程与方法目标 情感态度与价值观目标
培养团队精神
重点
使用简单的线条和规定符号绘 制平面机构运动简图。
测量各运动副间的相对位置。
重 难 点
难点 关键
判断各运动副类型及表达方法。
课前
疑难反馈
分小组
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公布和展示学生课前学习情况
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C3
4
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B
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机构运动简图
创新 设计 改进
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说 课 流 程
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说 课 流 程
知识能力兴趣 Nhomakorabea概念 识读 基本画法
观察 理解 运动传递
探索 机械 浓厚兴趣
说 课 流 程
地 位 与 作 用
教材
地位
作用
学 习 目 标
知识与技能目标 过程与方法目标 情感态度与价值观目标
学 习 目 标
知识与技能目标 过程与方法目标 情感态度与价值观目标
学生通过分析常见平面机构运动原理， 能够正确绘制其机构运动简图。
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学习方式 自主化
课前学习新知 课上内化提升 课后补救学习
不足：部分学生参与教学活动的程度稍有偏差。