實驗一 綜合機構運動簡圖的測繪和分析
一、實驗目的
1、了解生產(chǎn)中實際使用的機器的用途、工作原理、運動傳遞過程、機構組成情況和機構的結(jié)構分類.
2、初步掌握根據(jù)實際使用的機器進行機構運動簡圖測繪的基本方法、步驟和注意事項.
3、加強理論實際的聯(lián)系,驗算機構自由度、進一步了解機構具有確定運動的條件和有關機構結(jié)構分析的知識.
二、設備和工具
1、縫紉機、擺式飛剪模型、發(fā)動機等模型、教具模型等.
2、鋼板尺、卷尺、卡尺、角度尺.
3、鉛筆、橡皮、三角板、圓規(guī)及草稿紙(此項自帶).
三、實驗原理
從運動學觀點來看機構的運動僅與組成機構的構件和運動副的數(shù)目、種類以及它們之間的相互位置有關,而與構件的復雜外形、斷面大小、運動副的構造無關,為了簡單明了的表示一個機構的運動情況、可以不考慮那些與運動無關的因素(機構外形,斷面尺寸、運動副的結(jié)構).而用一些簡單的線條和所規(guī)定的符號表示構件和運動副(規(guī)定符號見表1-1)并按一定的比例表示各運動副的相對位置,以表明機構的運動特性.
四、實驗步驟
1、緩慢轉(zhuǎn)動被測機構的原動件、找出從原動件到工作部分的機構傳動路線.
2、由機構的傳動路線找出構件數(shù)目、運動副的種類和數(shù)目.
3、合理選擇投影平面,選擇原則：對平面機構運動平面即為投影平面.對其它機構選擇大多數(shù)構件運動的平面作為投影平面.
4、在草稿紙上徒手按規(guī)定的符號及構件的聯(lián)接順序.逐步畫出機構運動簡圖的草圖,然后用數(shù)字標注各構件的序號,用英文字母標注各運動副.
5、仔細測量機構的運動學尺寸、如回轉(zhuǎn)副的中心距和移動副導路間的相對位置、標注在草圖上.
6、在圖紙上任意確定原動件的位置、選擇合適的比例尺把草圖畫成正規(guī)的運動簡圖.比例尺的選定如下：
式中 ——比例尺(單位：米／毫米)
——構件的實際長度(單位：米)
——圖紙上表示構件的長度(單位：毫米)
五、舉例：
試繪出圖1-1(a)所示偏心輪機構的運動簡圖：
原動件2（偏心輪）運動時,可以看出機構有四個構件：
機架1——相對靜止（固定構件）
偏心輪2——相對機架作回轉(zhuǎn)運動
連桿3——相對機架作復雜的平面運動
滑塊4——相對機架作直線運動
所以該機構有3個活動構件.
1、據(jù)觀察可知,該機構共有四個運動副,且均為低副.構件2相對機架1繞O點轉(zhuǎn)動：組成回轉(zhuǎn)副,軸心在O點；構件3相對于構件2繞A點轉(zhuǎn)動組成第二個回轉(zhuǎn)副,軸心在A點；構件4相對構件3繞B點轉(zhuǎn)動組成第三個回轉(zhuǎn)副,軸心在B點；構件4相對于機架1沿直線OB作直線運動,組成一個移動副.
2、畫機構草圖.畫此機構草圖時應注意偏心輪的畫法.由于偏心輪2只與構件3和構件1聯(lián)接,偏心輪2與連桿3組成回轉(zhuǎn)副,其相對轉(zhuǎn)動中心在A點,我們可以設想在偏心輪圓心A處插一根銷釘,把構件3的大孔縮小改為在A處通過銷釘與構件2鉸接,這時構件3與構件2的相對回轉(zhuǎn)中心也在A點,與替換前的相對運動狀況是一樣的,所以我們可以將原轉(zhuǎn)動副縮小用鉸鏈A表示,另外,偏心輪2又與構件1組成回轉(zhuǎn)副,其回轉(zhuǎn)中心在O點,用鉸鏈O表示.因此偏心輪只含有兩個回轉(zhuǎn)副（或鉸鏈）,根據(jù)構件表示法可知：此種構件可用聯(lián)接兩回轉(zhuǎn)副中心的直線來表示,即偏心輪2可以用偏心矩AO來表示.
3、據(jù)草圖驗算機構的自由度.
活動構件數(shù)目 n＝3
低副（或V級副）數(shù)目 PL＝4
高副（或VI級副）數(shù)目 PH＝0
所以該機構的自由度 F＝3n－2PL－PH＝3×3－2×4＝1
這與實際機構的運動情況是符合的.
4、 量尺寸,定長度比例尺,然后按比例尺依次確定運動副相對于機架的位置,將草圖畫成正規(guī)的運動簡圖,如圖1-1（b）
六、思考題：
1、一個正確的“機構運動簡圖”應能說明哪些內(nèi)容?
2、繪制機構運動簡圖時,原動件的位置為什么可以任意確定?會不會影響簡圖的正確性?
3、什么可以用簡略的符號來表示機構的運動特征?
4、機構自由度的計算對測繪機構運動簡圖有何幫助?