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1、实验一：机构运动简图的测绘与分析一、目的1学会根据实际机械模型的结构测绘机构运动简图的技能；2 验证和巩固机构自由度的计算；3 进一步巩固对机构结构分析的了解。二、设备和工具1各种机器实物；2. 各种机构模型；3. 钢皮尺；4.外卡；5铅笔与橡皮（自备）；6.草稿纸（自备）。三、原理和方法1.应用符号由于机构的运动仅与机构中所有的构件数目和构件所组成的运动副的数目、种类、相对位置有关。因此，在机构运动简图中可以避开构件的复杂外形和运 动副的具体构造，而用简略的符号来代表构件和运动副，并按一定购比例尺表示运动副的相对位置，由此说明实际机构的运动特征。常用的符号示例，可参阅郑文纬等主编的机械原理（
2、第七版）。2. 测绘方法（1）确定组成机构的构件数目测绘时使被测绘的机器或模型缓慢地运动。从原动构 件开始仔细观察机构运动，分清各个运动单位，从而确定组成机构的构件数目。（2）确定各个运动副的种类一一根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质， 来确定各个运动副的种类。（3）绘制机构简图一一在草稿纸上不按比例尺用徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构简图，然后用数字 I、2、3分别标注各构件，用拉丁字母 A、B C,分别 标注各运动副。绘制机构运动简图一一仔细测量机构的运动学尺寸（如回转副的中心距和移动副导路间的夹角等）任意假定原动构件的位置，并按一定的比例尺将机构简图画成机构运动简
3、图。,实际长度Iab （米）比例尺1二图上长度AB （毫米）3. 示例试绘出图1 1, a所示偏心轮机构模型的机构运动简图。（1）确定组成机构的构件数目ffl11 偈心轮机构当使原动构件（偏心轮）运动时，可以发现机构具有四个运动单元：机架I 相对静止；偏心轮2相对机架作回转运动；连杆3相对机架作平面复杂运动；滑块4相对机架作直线运动。（2）确定各个运动副的种类根据各相互联接的构件间 的接触情况可知，全部四个运动副均系低副：构件2相对机架1绕0点回转，组成一个回转副，其轴心在 0点；构件3相对构件2绕A点回转，组成第二个回转副，其轴心在A点；构件4相对构件3绕B点回转，组成第三个回转副，其轴心在
4、B点；构件4相对机架I沿直线CC作直移运动，组成一个移动副，其导路方向同c C。（3）绘制机构简图用徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构简图，并用拉丁字母0、A、B、CC及数字I、2、3、4等分别标注相应的运动副和构件，如图1 1，b所示。（4）绘制机构运动简图仔细测量机构的运动学尺寸（如Ioa、Iab等），确定原动构件 2相对于机架I的位置（选择的位置务使简图表示得最清楚），并按一定的比例尺将机构简图画成机构运动简图。四、实验步骤1 绘制教师所指定的几种机器实物或机构模型的机构简图（应凭目测使图与实物成比 例）。2 计算各机构的自由度数，并将结果与实际机构相对照，观察是否相符。3根据
5、机构简图，对照机构的实物或模型测量与机构运动学有关的尺寸。以上工作必须在实验室内完成，并交指导教师审查签字才有效。4课后应按给定实验报告图框大小，选定合适的比例尺，用圆规、直尺绘出准确的机构 运动简图。5对上述机构进行结构分析（高副低代，绘制机构简图，分离杆组，确定机构级别等）。五、思考题1一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？2绘制机构运动简图时，原动构件的位置为什么可以任意确定？会不会影响简图的正确 性？3机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？机构运动简图测绘实验报告实验名称班级学生姓名成绩实验日期月日同组人姓名教师签名、机构运动简图测绘（一）机构名称1.徒手作出的机构简图2
6、测量机构的运动学尺寸尺寸符号尺寸（米）尺寸符号尺寸（米）3 机构的自由度计算活动构件数目n=低副数目Pl=高副数目Ph =机构的自由度 F=3 n 2Pl Ph4 核对计算结果与实际机构相对照，观察是否相符。米/毫米5 绘制机构运动简图6 进行机构分析（二）机构名称1徒手作出的机构简图2 测量机构的运动学尺寸尺寸符号尺寸（米）尺寸符号尺寸（米）3 机构的自由度计算活动构件数目n=低副数目Pl=高副数目Ph =机构的自由度F=3n 2Pl Ph4 核对计算结果与实际机构相对照，观察是否相符。米/毫米5 绘制机构运动简图6 进行机构分析、思考题讨论:二、心得和意见:实验二：机构运动方案设计及参数测
7、定、目的1通过观察铰链四杆闭链当其四个杆轮流作机架（闭链不拆）时的运动状态，验证铰链四杆机构有曲柄的充分必要条件；验证其传动角达到其最小值的条件和产生急回运动的原因;2. 通过观察曲柄摇杆的运动,二、设备和工具图11组合式可调平面连杆机构；2.钢皮尺；3圆规（自备）；4.铅笔（HB规格）三、实验步骤1.自选一组四个杆长数据，使最短杆1与最长杆长 度之和小于或等于其它两杆长度 之和，填写实验报告。（仪器规 格限制杆长取值范围 60180mm 为使实验效果明显，每两杆长度 之差至少10mm为防止杆件干涉，各杆件须在不同层面,表示该杆在第二层面，其余类推。2.看懂实验指导书中铰链四杆闭链的组装图图1
8、。3. 按实验指导书图2组装各杆，使其长度等于自选数据。（为保证一端的滑销与另一端的滑套轴线平行，可按实验指导书图3所示方法进行紧固，为保证组装后各杆平行，需注意滑销销轴与滑套有凸台的端面应在同侧还是异侧。）4. 按图1组装铰链四杆闭链。5. 按实验指导书图4所示，将铰链四杆闭链 的最短杆1的邻杆4的两端与机架固连，使该杆 成为机架的一部分， 旋转螺钉14防止脱落。拨动 最短杆1使其作定轴转动，带动铰链四杆机构机 构运动，观察两连架杆 1和3的转动情况，在实验报告中填空，并按比例绘制机构运动简图，图中将连架杆的转动情况按以下示范标注，实验KK6项填空，绘图。步骤68 （对应于试验报告 4 6项
9、）亦同样要求。6按实验指导书图 6所示，将铰链四杆闭链的最短杆 1的另一邻杆2与机架固连，使该杆成为机架的一部分，重 复实验步骤 5的操作，在 实验报告中第 4项填空， 绘图。7.按实验指导书图 5 所示，将铰链四杆闭链的 最短杆1与机架固连，使 该杆成为机架的一部分， 旋转螺钉14防止脱落，转 动安装在主动定铰链轴25上的摇把，使与其固连的 杆件作定轴转动，带动铰 链四杆机构运动，观察两 连架杆的转动情况，在实 验报告中第 5项填空，绘 图。&按实验指导书图 6 所示，将铰链四杆闭链的 不与最短杆1相邻的杆件3 与机架固连，使该杆成为 机架的一部分，旋转螺钉 14防止脱落，转动安装在 主动定
10、铰链轴 25上的摇 把，使与其固连的杆件作 定轴转动，带动铰链四杆 机构运动，观察两连架杆 的转动情况，在实验报告中第9.恢复步骤5或6的铰链7四杆机构，拨动最短杆 AB使其作定轴转动，带动该机构运动，观察图示杆BC和杆CD的夹角3 =/ BCD的变化情况，特别注意角 3达到最小值，最大值 时，最短杆AB的角位置，在实验报告上第 7项填空，并按比例绘制当角 3达到最小值，最大值时的机构运动简图，图中标出3 max 3 “讥10.拨动步骤9的铰链四杆机构的最短杆 AB,使其作定 轴转动，带动该机构运动，观察另一连架杆CD转动到两个极限位置（即改变转动方向时的位置）时，杆BC和最短杆AB之间的夹角
11、，观察分别对应于杆CD逆，顺时针行程的杆AB转角a 1和a 2。在试验报告第8项填空，并按比例绘制该 两极限位置的机构运动简图，图中标出a 1 和 a 2。11 自选另一组四个杆长数据，使最短杆与最长杆之和大于其它两杆长度之和，最长杆 长度小于其它三杆长度之和。重复实验步骤2-8的全部操作（不包括对应的试验报告），即重新组装铰链四杆闭链，各杆轮流作机架，观察两连架杆的转动情况，在试验报告第9项填空, 并按比例绘制该铰链四杆闭链的简图。33H38fit)3078 21347814 21214060 14 52Lb527879 302178313134-5243实验报告班级姓名实验日期年 月 日1
12、第一组杆长数据：杆件编号1 （最短）234杆件长度（mm2 第一组杆长条件：最短杆长度 +最长杆长度 = （ mm其它两杆长度之和 += （mm最短杆与最长杆长度之和 其它两杆长度之和。3最短杆的邻杆4作机架时，机构运动简图（比例尺卩l=m/mm ）最短杆1作动另一连架杆3作动（填写转动情况并标在图上）4最短杆另一邻杆 2作机架时，机构运动简图（比例尺卩l=m/mm ）最短杆1作动另一连架杆3作动（填写转动情况并标在图上）5最短杆1作机架时，机构运动简图（比例尺卩l = m/mm ）一连架杆2作动另一连架杆4作动（填写转动情况并标在图上）6. 不与最短杆相邻的杆 3作机架时，机构运动简图（比例
13、尺卩l = m/mm ）一连架杆2作动另一连架杆4作动（填写转动情况并标在图上）7 .该铰链四杆机构当最短杆 AB的角位置“ =时，杆BC和杆CD的夹角3达到最小值；当角时，角3达到最大值。机构运动简图：（两位置用不同的线条绘在一幅图中，标出 3 max 和3 min ,比例尺l= m/mm ）&该教练四杆机构当连架杆 CD转动到一个极限位置时，杆 BC和最短杆AB之间的夹角 为，当杆CD转动到另一个极限位置时，杆 BC和AB之间的夹角为 。设分别对应于杆 CD逆，顺时针行程的杆 AB转角为a i和a 2, a 1180机构运动简图：（两位置用不同的线条绘在幅图中，标出a 1和a 2,比例尺i l=m/mm ）9.第二组杆长数据:杆件编号P 1 （最短）234杆件长度（mm第二组杆长条件：最长杆长度 其它三杆长度之和。最短杆长度 +最长杆长度 =(mm)其它两杆长度之和 +=(mm)最短杆与最长杆之和 其它两杆长度之和。闭链简图(比例尺 卩l= m/mm )采用第二组杆长数据时，不同杆件轮流作机架时的连架杆转动情况:作机架的杆件连架杆转动情况4杆1杆32杆1杆31杆2杆43杆2
