實驗一機械結(jié)構(gòu)的分析及運動簡圖測繪

1、 實驗一 機械結(jié)構(gòu)分析及運動簡圖測繪一、概述我們在對機構(gòu)進行分析和設(shè)計時，常常撇開構(gòu)件的實際外形、運動副的具體結(jié)構(gòu)和組成構(gòu)件的零件數(shù)目等與運動無關(guān)的因素，而用簡單的線條和規(guī)定的符號代表構(gòu)件和運動副，并按一定比例表示各運動副的相對位置和構(gòu)件尺寸，這種表明機構(gòu)各構(gòu)件相對運動關(guān)系的簡單圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。機構(gòu)運動簡圖可以簡明地表達一部機器的傳動原理，是工程技術(shù)人員進行機構(gòu)設(shè)計、分析和交流的工具，工科學(xué)生應(yīng)當(dāng)加強機構(gòu)運動簡圖測繪的訓(xùn)練。二、實驗?zāi)康?.了解所研究機構(gòu)的實際應(yīng)用及運動變換功能；2. 掌握機構(gòu)運動簡圖的測繪方法；3. 掌握機構(gòu)自由度的計算并判定機構(gòu)運動是否確定。三 、實驗設(shè)備1.縫紉機頭

2、。2.多種機構(gòu)模型。四、機械結(jié)構(gòu)分析及運動簡圖的測繪方法這里用一個具體實例加以說明。圖1-1所示為一回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)，試分析其結(jié)構(gòu)特點、繪出運動簡圖并計算機構(gòu)自由度。1圖 1-1 回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)1-小連桿 2-滑塊 3-導(dǎo)桿 4-機架 5-手輪BBBC123A1(a)(b)234411.數(shù)清構(gòu)件數(shù)目 轉(zhuǎn)動手輪使機器或機構(gòu)，使其緩慢運動，從主動件開始仔細(xì)觀察構(gòu)件的運動，確定構(gòu)件的數(shù)目并分清哪些是活動構(gòu)件，哪些是固定構(gòu)件，給構(gòu)件編號。如在本導(dǎo)桿機構(gòu)中：1表示小連桿 ；2表示滑塊；3表示導(dǎo)桿 ；4表示機架 。 2.判斷各構(gòu)件間運動副的性質(zhì) 反復(fù)轉(zhuǎn)動手輪，可以清楚地看到：（1）構(gòu)件1（連桿）與構(gòu)件4（機架）

3、的相對運動是繞軸A轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件1與構(gòu)件4組成以A為中心的回轉(zhuǎn)副A。（2）構(gòu)件1（連桿）與構(gòu)件2（滑塊）繞滑塊上的銷軸B相對轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件1與構(gòu)件2組成以B為中心的回轉(zhuǎn)副B。（3）構(gòu)件2（滑塊）與構(gòu)件3（導(dǎo)桿）沿導(dǎo)桿方向作相對移動，故構(gòu)件2與構(gòu)件3組成移動副D。（4）構(gòu)件3（導(dǎo)桿）與構(gòu)件4（機架）的相對運動，是繞C軸的轉(zhuǎn)動，故構(gòu)件3與構(gòu)件4組成以C為中心的回轉(zhuǎn)副C。3.長度比例尺及投影面的選擇（1）根據(jù)機器構(gòu)件的實際長度尺寸選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺：= (1-1)（2）選擇適當(dāng)?shù)耐队懊妫阂话氵x擇能清楚地表明運動副形式和構(gòu)件間相對運動關(guān)系的運動平面為投影面。4.繪出機構(gòu)運動簡圖（1）選擇機構(gòu)運動時某一位

4、置，按照所量得的尺寸畫出各回轉(zhuǎn)副的軸心位置和移動副的導(dǎo)路方向。（2）由機架和主動件開始，按運動傳動順序，用規(guī)定的符號依次畫出各運動副（其中機架加畫斜線表示），并用英文字母A、B、······分別標(biāo)出各運動副。（3）用線條連接相應(yīng)的轉(zhuǎn)動副，依次將各構(gòu)件用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、······標(biāo)注。組成轉(zhuǎn)動副的兩構(gòu)件不管其實際形狀如何，都用兩轉(zhuǎn)動副之間的連線來代表。例如：AB代表構(gòu)件1，BC代表構(gòu)件3。（4）標(biāo)明原動件（用箭頭標(biāo)出其運動方向）。圖1-1（b）即為回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖

5、。 5.計算機構(gòu)自由度平面機構(gòu) F=3n2PLPH (1-2)式中：n ¾¾ 活動構(gòu)件數(shù) PL¾¾ 低副數(shù) PH¾¾ 高副數(shù)如在前面的回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu)中：n 3（構(gòu)件1、2、3是活動構(gòu)件） PL4（共4個低副，轉(zhuǎn)動副A、B、C和移動副D）PH0代入公式 得F=3n2PLPH3×32×4016.校對計算結(jié)果是否正確根據(jù)計算結(jié)果F1，實例中給出一個原動件（手輪），當(dāng)其轉(zhuǎn)動時，可觀察到機構(gòu)各構(gòu)件的運動是確定的，因此計算結(jié)果符合實際情況。圖 1-2 縫紉機機構(gòu)五、實驗內(nèi)容(一) 選擇一個實際機構(gòu)（教學(xué)模型），按步驟繪出機構(gòu)運動

6、簡圖，并計算機構(gòu)自由度。（二）繪制縫紉機中各機構(gòu)的運動簡圖，并計算機構(gòu)自由度。圖1-2為一種工業(yè)用縫紉機機頭的簡圖，機頭主要由以下4個部分組成：1. 引線機構(gòu)(見圖1-3)縫紉機的引線機構(gòu)如圖1-3所示，工作時面線經(jīng)挑線桿等穿入機針針孔中，針桿上下運動，帶動機針面線一起刺穿布料。運動傳遞路線：當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時，帶動軸端偏心輪轉(zhuǎn)，偏心輪帶著小連桿運動，小連桿帶動針桿和機針上下運動。2.挑線機構(gòu)（見圖1-4）在縫紉過程中，挑線機構(gòu)完成的動作是使挑線桿上下運動，任務(wù)是供應(yīng)、收緊面線和底線。運動傳遞路線：主軸轉(zhuǎn)動，帶動軸端偏心輪轉(zhuǎn)動，偏心輪帶動挑線桿上下運動。圖 1-3 引線機構(gòu)1-主軸 2-偏心輪 3-

7、小連桿 4-針桿圖1-4 挑線機構(gòu)1-偏心輪 2-主軸 3-支撐桿 4-挑線桿3.擺梭機構(gòu)（見圖1-5）圖 1-5 擺梭機構(gòu)1-上軸曲軸 2-大連桿 3-擺軸叉 4-滑塊 5-下軸擺梭機構(gòu)的原動件是上軸曲軸，當(dāng)上軸旋轉(zhuǎn)時，上軸曲軸即帶著大連桿作平面復(fù)雜運動。此時，大連桿帶動擺軸叉，擺軸叉撥動滑塊，滑塊帶動下軸，在下軸軸端裝有擺梭托，擺梭托在205º210º之間作弧形往復(fù)擺動。4.送布機構(gòu)（本實驗不要求畫該機構(gòu)的運動簡圖）圖1-4挑 線 機 構(gòu)注：在繪制縫紉機各機構(gòu)運動簡圖時，由于測量工具的限制，可以不按精確比例繪制，只按大致相對位置關(guān)系，表達清楚機構(gòu)的運動特征，即只需繪制機構(gòu)示意圖。機械結(jié)構(gòu)分析及運動簡圖測繪實驗報告專業(yè) 班級 姓名 實驗時間 一、實驗?zāi)康?掌握機構(gòu)運動簡圖的測繪方法2應(yīng)用公式計算平面機構(gòu)自由度3掌握判定機構(gòu)運動是否確定的方法二、實驗設(shè)備 縫紉機機頭三、預(yù)習(xí)作業(yè)1.什么是機構(gòu)運動簡圖？2.在繪制機構(gòu)運動簡圖時，長度比例尺及投影面怎樣選擇？長度比例尺： 投影面的選擇方法：3.機構(gòu)具有確定運動的條件是： 4.什么是復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束？在計算機構(gòu)自由度時，如何處理？四、實驗結(jié)果1.機構(gòu)名稱長度比例尺：機構(gòu)自由度計算：是否有確定的運動：機構(gòu)運動簡圖：2.機構(gòu)名稱長度比例尺：機構(gòu)自由度計算：是否有確定的運動