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1、1 1第第 八八 章章平面机构及运动简图平面机构及运动简图授课学时：授课学时：授课学时：授课学时：2 2 2 2学时学时学时学时2 2基基 本本 要要 求求 1 1了解机构的组成；理解并掌握了解机构的组成；理解并掌握运运 动副动副概念；运动副的分类。概念；运动副的分类。2 2掌握掌握平面机构简图平面机构简图的绘制和应用。的绘制和应用。3 3 机械机械一般是由若干一般是由若干常用机构常用机构组成。组成。若组成机构的所有构件（指轴线或对称平面）若组成机构的所有构件（指轴线或对称平面）均在同一平面或相互平行的平面内运动的机构称均在同一平面或相互平行的平面内运动的机构称为为平面机构平面机构，否则就称为
2、，否则就称为空间机构空间机构。工程中常用机构多为平面机构，本章工程中常用机构多为平面机构，本章只讨论平只讨论平面机构面机构。8.1 8.1 机构及其组成机构及其组成 8.1.1 8.1.1 机构的组成机构的组成 机机构构是是由由若若干干构构件件（机机构构中中的的运运动动单单元元体体）连连接而成。接而成。根根据据运运动动传传递递路路线线和和构构件件的的运运动动状状况况，构构件件可可分为：分为：机架、原动件和从动件机架、原动件和从动件。4 4 1.1.机机架架 机机构构中中的的固固定定件件或或相相对对固固定定构构件件称称为为机架。每个机构中均应有一个构件作为机架。机架。每个机构中均应有一个构件作为
3、机架。2.2.原原动动件件 机机构构中中作作独独立立运运动动的的构构件件称称为为原原动动件件。原原动动件件是是机机构构中中输输入入运运动动的的构构件件，故故也也称称主主动动件件。每每个个机机构构都都应应至至少少有有一一个个原原动动件件。在在机机构构运运动动简图中，要求用箭头标明原动件的运动方向。简图中，要求用箭头标明原动件的运动方向。3.3.从从动动件件 机机构构中中除除了了机机架架和和原原动动件件以以外外的的其其他构件他构件均称为从动件（其中包括输出构件）。均称为从动件（其中包括输出构件）。8.2 8.2 运动副运动副 运运动动副副是是指指通通过过点点、线线或或面面直直接接接接触触的的两两构
4、构件件所组成的可动联接。所组成的可动联接。运运动动副副包包含含三三层层含含义义：两两个个构构件件、直直接接接接触触、可动联接。可动联接。5 5 8.2.1 8.2.1 运动副的作用运动副的作用 如如图图所所示示，构构件件1 1上上任任一一点点A A沿沿x x轴轴和和y y轴轴方方向向移移动动以以及及绕绕A A点点转转动动；其其瞬瞬时时位位置置由由坐坐标标x xA A，y yA A和和转转角值角值来确定。来确定。构构件件的的自自由由度度是是指指确确定定构构件件位位置置的的独独立立运运动动参参数的数目。数的数目。一一个个作作平平面面运运动动的的自自由由构构件件具具有有三三个个自自由由度度。即：即：
5、x x，y y和和。6 6 约束约束：对构件独立运动的限制。：对构件独立运动的限制。运运动动副副的的作作用用是是限限制制或或约约束束两两个个构构件件之之间间的的相对运动，减小其相对运动的自由度数目。相对运动，减小其相对运动的自由度数目。7 7 8.2.2 8.2.2 运动副的分类运动副的分类 高副高副是指两个构件通过点或线接触形成的运动是指两个构件通过点或线接触形成的运动副。只约束掉沿接触点公法线方向的相对移动（因副。只约束掉沿接触点公法线方向的相对移动（因为为必须保持接触必须保持接触）。）。如齿轮副和凸轮副。如齿轮副和凸轮副。按接触性质，运动副可分为按接触性质，运动副可分为高副和低副高副和低
6、副两类。两类。8 8 低副低副是指两个构件通过面接触形成的运动副。是指两个构件通过面接触形成的运动副。平面机构的低副有平面机构的低副有转动副和移动副转动副和移动副两类。两类。9 9 转动副转动副：形成运动副的两个构件只能在一个平面内相：形成运动副的两个构件只能在一个平面内相对转动，约束掉两个移动自由度。如铰链联接、轴和轴对转动，约束掉两个移动自由度。如铰链联接、轴和轴承联接。承联接。移动副移动副：形成运动副的两个构件只能沿某一直线作：形成运动副的两个构件只能沿某一直线作相对移动，约束掉一个移动和一个转动自由度。如滑动相对移动，约束掉一个移动和一个转动自由度。如滑动件与导轨、活塞与气缸的联接。件
7、与导轨、活塞与气缸的联接。1010 8.3 8.3 平面机构的运动简图平面机构的运动简图 机机构构简简图图是是指指用用特特定定的的构构件件和和运运动动副副符符号号表表示示机机构构的的简简化化示示意意图图，仅仅着着重重表表示示其其结结构构特特征征和和运运动传递情况。动传递情况。机机构构运运动动简简图图是是表表示示机机构构的的组组成成和和相相对对运运动动关关系系的的简简明明图图形形。表表示示平平面面机机构构的的运运动动简简图图称称为为平平面面机机构构的的运运动动简简图图。在在机机构构运运动动简简图图中中，不不考考虑虑构构件件外外形形和和运运动动副副的的具具体体结结构构，仅仅用用简简单单线线条条和和
8、符符号号表表示示构构件件和和运运动动副副，并并按按比比例例定定出出各各运运动动副副的的相对位置相对位置，突出表达机构的，突出表达机构的运动关系运动关系。我我们们只只要要求求大大家家掌掌握握机机构构简简图图的的绘绘制制。当当然然，任任何何一一个个机机构构在在原原动动件件运运动动时时，其其余余构构件件都都会会有有相相应应的的运运动动轨轨迹迹，画画简简图图时时，我我们们一一般般只只画画某某一一瞬时状态的运动简图瞬时状态的运动简图。1111抽水筒机构及其机构运动简图抽水筒机构及其机构运动简图 1212 8.3.1 8.3.1 构件运动的表示法构件运动的表示法 1 1构构件件作作单单向向运运动动时时，左
9、左图图表表示示直直线线运运动动，右图表示回转运动。右图表示回转运动。2 2构构件件作作往往复复运运动动时时，左左图图表表示示直直线线运运动动，右图表示回转运动。右图表示回转运动。1313 1 1在运动简图中，在运动简图中，小圆圈表示转动副小圆圈表示转动副，圆心，圆心代表转动轴线；代表转动轴线；画剖面线（斜线）的构件为固定画剖面线（斜线）的构件为固定件件(机架机架)。转动副：转动副：移动副：移动副：8.3.2 8.3.2 运动副和构件的表示法运动副和构件的表示法 2.2.运动副的符号运动副的符号1414 3 3齿轮（不指明齿线）符号及指明齿线的齿轮齿轮（不指明齿线）符号及指明齿线的齿轮符号，如图
10、所示，在每一种类型中，符号，如图所示，在每一种类型中，左边的为基本左边的为基本符号符号，右边的为可用符号右边的为可用符号。1515 4 4齿轮机构的机构简图齿轮机构的机构简图 5 5凸轮机构的机构简图凸轮机构的机构简图 1616 6 6构件的符号表示。构件的符号表示。1717 7.7.偏心轮机构简图偏心轮机构简图 8.8.带带传传动动和和链链传传动动机构简图机构简图 9.9.机机械械中中常常用用机机构构及及其其构构件件还还可可直直接接按按GB/T4460-1984GB/T4460-1984规定的简图形式绘制。规定的简图形式绘制。1818 8.3.3 8.3.3 机构运动简图的绘制机构运动简图的
11、绘制 1.1.根据机械的功能分析其根据机械的功能分析其组成和运动情况组成和运动情况。2.2.选择机械的选择机械的多数构件多数构件的的运动平面为投影面运动平面为投影面。（以正确表达清楚为原则）（以正确表达清楚为原则）3.3.按按适适当当的的比比例例定定出出各各运运动动副副间间的的相相对对位位置置，用用规定的简单线条和符号规定的简单线条和符号画出画出机构运动简图机构运动简图。有有时时仅仅为为了了表表示示机机械械的的组组成成和和运运动动情情况况，可可以以不严格按比例绘图。即机构简图（示意图）。不严格按比例绘图。即机构简图（示意图）。4.4.构构件件编编号号（小小写写阿阿拉拉伯伯数数字字），运运动动副
12、副的的字字母（母（大写英文字母大写英文字母）和）和主动件运动方向主动件运动方向的标注。的标注。标注作回转运动的主动件运动方向时应注意：标注作回转运动的主动件运动方向时应注意：单箭头一般表示可作整周回转运动，双箭头表示作单箭头一般表示可作整周回转运动，双箭头表示作摆动回转运动摆动回转运动。1919 8.3.4 8.3.4 注意事项注意事项 1 1熟熟记记各各类类常常用用平平面面机机构构与与运运动动副副的的符符号号表表示法示法。2 2构构件件的的表表达达力力求求简简明明，一一般般不不必必考考虑虑构构件件本本身身的的形形状状和和大大小小，而而机机构构简简图图中中，构构件件图图形形的的差异并不会影响构
13、件的运动性质。差异并不会影响构件的运动性质。3.3.选取选取适当的投影面和比例尺适当的投影面和比例尺，这是属于表达，这是属于表达技巧的问题。技巧的问题。2020例题例题 绘制图示的颚式破碎机的机构简图。绘制图示的颚式破碎机的机构简图。2121 解解 1.1.构成与工作原理构成与工作原理 该该机机由由电电动动机机通通过过带带传传动动的的大大带带轮轮5 5驱驱动动偏偏心心轴轴1 1绕绕轴轴线线A A转转动动时时，驱驱使使动颚动颚2 2周期性摆动。周期性摆动。本本例例略略去去电电动动机机和和带带传传动动，可可将将偏偏心心轴轴视视为为原原动动件件。主主体体机机构构为为偏偏心心轴轴（或或称称曲曲轴轴）1 1、动动颚颚2 2、肘肘板板3 3和和机机架架4 4组成的铰链四杆机构。组成的铰链四杆机构。2.2.传递路线传递路线 偏心轴偏心轴11动颚动颚22肘板肘板3 3。3.3.运动副类型的确定运动副类型的确定 每两个构件均构成转动副。每两个构件均构成转动副。4.4.绘制运动简图，标注。绘制运动简图，标注。2222例题例题 绘制手动冲床机构的机构运动简图。绘制手动冲床机构的机构运动简图。作业作业 8-2 8-2、8-38-3、8-5 8-5