平面机构运动简图的测绘和分析心得

实验一 平面机构运动简图的测绘和分析

一．目的

1． 初步掌握实际机构或机构模型的机构运动简图的测绘方法；

2． 应用机构自由度计算方法及机构运动条件分析平面机构运动的确定性。

二．设备和工具

1． 各种机构实物或模型；

2． 钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器等； 3． 铅笔、橡皮、草稿纸（自备）。 三．原理

从运动学的观点看，机构运动特性与原动件的运动规律、构件的数目、运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体结构，而用简单的线条和规定的符号（见教材）代表构件和运动副。并按比例定出各运动副的相对位置，绘制出机构运动简图，以此来说明实际机构的运动特性。

四．步骤

1．了解被测机构或机构模型，并记录其编号。

2． 确定构件数目。将被测的机构或机构摸型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动传递的路线仔细观察机构运动。分清机构中哪些构件是活动构件、哪些是固定构件，从而确定机构中的原动件、从动件、机架及其数目。

3． 判定各运动副的类型和数目。仔细观察各构件间的接触情况及相对运动的特点，判定各运动副是低副还是高副，并准确数出其数目。

4． 绘制机构示意图。选定最能清楚地表达各构件相互运动关系的

实验一 平面机构运动简图的测绘和分析

一．目的

1． 初步掌握实际机构或机构模型的机构运动简图的测绘方法；

2． 应用机构自由度计算方法及机构运动条件分析平面机构运动的确定性。

二．设备和工具

1． 各种机构实物或模型；

2． 钢板尺、钢卷尺、内卡钳、外卡钳、量角器等； 3． 铅笔、橡皮、草稿纸（自备）。 三．原理

从运动学的观点看，机构运动特性与原动件的运动规律、构件的数目、运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，可以撇开构件的实际外形和运动副的具体结构，而用简单的线条和规定的符号（见教材）代表构件和运动副。并按比例定出各运动副的相对位置，绘制出机构运动简图，以此来说明实际机构的运动特性。

四．步骤

1．了解被测机构或机构模型，并记录其编号。

2． 确定构件数目。将被测的机构或机构摸型缓慢地运动，从原动件开始，循着运动传递的路线仔细观察机构运动。分清机构中哪些构件是活动构件、哪些是固定构件，从而确定机构中的原动件、从动件、机架及其数目。

3． 判定各运动副的类型和数目。仔细观察各构件间的接触情况及相对运动的特点，判定各运动副是低副还是高副，并准确数出其数目。

4． 绘制机构示意图。选定最能清楚地表达各构件相互运动关系的

机械原理实验指导书

实验一 机构运动简图测绘与分析实验

一、实验目的

1．根据机构模型，掌握正确绘制平面机构运动简图的方法和技能。 2．验证和巩固机构自由度的计算，进一步理解机构自由度的概念。 3．应用机构自由度的计算方法，分析平面机构运动的确定性。 4．掌握平面机构的组成原理，能够对平面机构进行结构分析。

二、实验设备

1、机构模型（铆钉机构B1、简易冲床B2、装订机机构B3、鄂式破碎机B4、步进输送机B5、假肢膝关节机构B6、机械手腕部机构B7、抛光机B8、牛头刨床B9、制动机构B10等）；

2．所用工具：钢板尺、游标卡尺、三角板、铅笔、圆规、橡皮、纸（除钢板尺和游标卡尺外，其余学生自备）。

三、实验内容

1. 选择5种机构模型进行测量，绘制机构运动简图；

2. 计算机构自由度，并注明其活动构件数、低副数、高副数，然后代入公式进行计算。 3．对所选择的机构进行结构分析，确定机构的级别。

四、实验原理、方法和手段

在对现有机械设备进行分析或设计新的机械设备时，都需要运用其机构运动简图。而机构各部分的运动是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的数目、类型，运动副相对位置和构件的数目来确定的，而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及

平面机构的运动分析

(总分：100.00，做题时间：90分钟)

一、{{B}}填空题{{/B}}(总题数：10，分数：20.00)

1.速度瞬心可以定义为互作平面相对运动的两构件上 1的点。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：瞬时相对速度为零(或瞬时绝对速度相同)） 解析：

2.相对瞬心与绝对瞬心的相同点是______，不同点是______；在由N个构件组成的机构中，有______个相对瞬心，有______个绝对瞬心。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点 后者绝对速度为零，前者不是 (N-1)/(N/2-1) N-1） 解析：

3.作平面相对运动的三个构件的三个瞬心必 1。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：在同一直线上） 解析：

4.在矢量方程图解法中，影像原理只适用于求______。 （分数：2.00）

填空项1:__________________ （正确答案：同一构件上不同点的速度 加速度） 解析：

5.平面四杆机构共有______个速度瞬心，其中___

东北林业大学

机械原理实验报告

实验名称 性 质 专业班级 姓名 同组人 实验地点 日 期 指导教师 成 绩

绘制平面机构运动简图 一、实验目的 1）掌握平面机构运动简图测绘及其运动尺寸正确标注的基本方法。 2）掌握平面机构自由度的计算和机构运动是否确定的判别方法。 3）巩固和扩展对机构的运动及其工作原理的分析能力。 二、实验原理 机构的运动取决于机构中的构件数目和运动副的数目、种类、相对位置等，与构件的形状和运动副的具体结构无关。用简单的线条或图形轮廓表示构件，以规定的符号代表运动副，按一定比例尺寸关系确定运动副的相对位置，绘制出能忠实反映机构在某一位置时各构件相对运动关系的简图，即机构运动简图。 三、实验设备和工具 1）机构实物或机构模型若干台套。 2）钢直尺、卷尺、精密测绘时还应配备游标卡尺及内外卡钳。 3）直尺、铅笔、橡皮、稿纸（自备）。 四、实验步骤 1）缓慢运动被测机构或模型，从原动件开始仔

实验二 机构运动简图绘制实验

一、实验目的

掌握根据实际的机器绘制机构运动简图的方法，学会用机构运动简图表达机械系统设计方案。

二、实验预习内容

机构组成要素、机构自由度及机构运动简图方面的有关概念，运动副和构件的代表符号的画法，见表2-1，及机构自由度的计算方法。

三、实验设备及自备用品

1、测绘的机构，参见图2-1。

2、草纸、铅笔、橡皮、直尺、圆规等用品（自备）。

表2-1

1

测绘机构详见图2-1。

四、实验方法及步骤

1、分析机构的运动情况，判别运动副的性质

通过观察和分析机构的运动情况和实际组成，先搞清楚机构的原动部分和执行部分，使其缓慢运动，然后循着运动传递路线，找出组成机构的构件，弄清各构件之间组成的运动副类型、数目及各运动副的相对位置。 2、恰当地选择投影面

选择时应以能简单、清楚地把机构运动情况表示清楚为原则。一般选机构中多数构件的运动平面为投影面，必要时也可以就机械的不同部分选择两个或多个投影面，然后展开到同一平面上。

3、选择适当的比例尺

根据机构的运动尺寸，先确定各运动副的位置（如转动副的中心位置、移动副的导路方位及高副接触点的位置等），并画上相应运动副的符号，然后用简单的线条和规定的符号画出机构运动简图，最后要标出构件号数、运动副的代号字母及原

第三章

平面机构的运动简图及自由度

1.平面机构的组成 2.机构具有确定相对运动的条件 3.机构运动简图的画法 4.机构自由度的计算

平面机构：各构件在同一平面或相互平行的平面内运动 空间机构：各构件不完全在同一平面或相互平行的平面 内运动

§3-1 平面机构的组成一、机构的组成与分类 1、概念：机构是具有确定相对运动的构件的组合 构件：机构中的(最小)运动单元 一个或若干个零件刚性联接而成

2、机架：固定不动的构件 原动件：输入运动规律的构件 从动件：其它的活动构件 3、平面机构：各构件的相对运动平面互相平行 空间机构：

曲柄滑块机构 蜗杆传动

二、自由度 一个作平面运动的自由构件有三个独立运动的可能性。构件所 具有的这种独立运动的数目称为构件的自由度。所以一个作平面运 动的自由构件有三个自由度。 但当这些构件之间以 一定的方式联接起来 成为构件系统时，各 个构件不再是自由构 件。两相互接触的构 件间只能作一定的相 对运动，自由度减少。 这种对构件独立运动 所施加的限制称为约 束。

三、运动副及其分类 概念：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接 类型： (一) 低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，

大作业（一）

平面连杆机构的运动分析

班 级： 姓 名： 姓 名： 姓 名： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 机械原理大作业 机电学院05011303班

一、题目及原始数据

1.1、平面连杆机构的运动分析题目：

如图1.1所示，为一平面六杆机构。设已知各构件的尺寸如表 1.1 所示，又知原动件1以等角速度?1= 1rad/s 沿逆时针方向回转，试求各从动件的角位移、角速度及角加速度以及位移E点的位移、速度及加速度的变化情况。

表1.1 平面六杆机构的尺寸参数

l2'=65mm,xG=153.5mm,yG=41.7mm

题 号 l1 1-A l2 l3 l4 l5 l6 ? A B C 105.6 67.5 87.5 34.4 25 60° l1=26.5 l1=24 l1=29.5 要求每组（每三人为一组，每人一题）至少打印一份源程序，每个同学计 算出原动件从 0o到 360o时（计算点数 N

第三章 平面机构的运动分析

3.1本章知识点串讲 本章的知识点有：

1．用速度瞬心法求机构的速度；

1）需要理解的概念主要有瞬心和三心定理。 瞬心指的是两构件上瞬时等速重合点。

三心定理是说：三个彼此作平面相对运动的构件3个瞬心必位于同一直线上。 瞬心数目的计算公式为K=N（N-1）/2。 2）机构中速度瞬心位置的确定

直观法——通过运动副直接连接的两个构件 组成铰链副两构件间的瞬心在铰链处

P12 1 2 组成铰链副两构件间的瞬心在铰链处 组成移动副两构件间的瞬心在垂直于导路线的无穷远处

∞ P1

2

1 ω12 1 P12 M 2 n ω12 t

M P12 ?? n 高副连接的两个构件（纯滚动）

高副连接的两个构件（存在滚动和滑动）

组成高副两构件间的瞬心在接触点的法向上； 特别地，若为纯滚动，则瞬心在接触点处。

2．用解析法建立机构的位置，速度及加速度方程式。

3.2本章重难点总结

3.2.1重难点知识点总结

本章的难点是分析两构件重合点之间的加速度关系。

3.2.2本章重难点例题讲解

【例题1】求四杆机构的瞬心个数。

解析：这道题很简单，直接用相应的公式计算就可以。 瞬心数 N = 4(4-1)/2 = 6

§1-1连杆式夹具夹紧机构运动简图的绘制

一、小组汇报

初步展示普通雨伞机构运动简图 二、小组点评

主要是将普通雨伞机构运动简图 画成普通雨伞机构实物简 三、相关知识

平面机构运动简图的概念

机构运动简图的绘制(Drawing Kinematic Scheme of Mechanism)

机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。在研究机构运动时，为了便于分析，常常瞥开它们因强度等原因形成的复杂外形及具体构造，仅用简单的符号和线条表示，并按一定的比例定出各运动副及构件的位置，这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。

1、 运动副(Kinematic Pair)的概念

运动副 由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。 两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素被称为运动副元素。

2 、运动副的类型及其特点(Kinematic Pair Classification)

平面机构中，由于运动副将各构件的运动限制在同一平面或相互平行的平面内，故这种运动副也称为平面运动副。

根据构件间接触形式的不同，平面运动副可分为低副和高副。 （1）低副 ——两构件通过面接触组成的运动副。

根据两