机构运动简图测绘与分析实验一、实验目的1、通过对一些实物机械的测绘，掌握机构运动简图的测绘方法：2、针对实物机械，熟练掌握机构自由度的计算；3、实验验证机构具有确定运动的条件；4、加深对机构组成的理解。二、实验原理和方法1、原理：由于机构的运动仅与机构中构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一此简略的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺绘制各运动副的相对位置，以此表示机构的运动特征。2、方法：（1）测绘时使被测绘的机械缓慢运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动单元，从而确定组成机构的构件数目。（2）根据相互联接的两构件间的接触情况和相对运动的特点，确定各个运动副的类型，（3）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接顺序，从原动件开始，逐步画出机构运动简图的草图。用数字1、2、3、··分别标注各构件，用字母A、B、、··分别标注各运动副。（4）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副某点导路的方位线等，选定原动件的位置，并按下式选择一定的比例尺画出正式的机构运动简图。比例尺M1=实际长度（m）/图形长度（mm）三、实验设备和工具1、典型实物机械若干台2、量具3、自备绘图工具四、实验步骤和要求1、对于指定的几种机械或构件，要求其中至少有两种需按比例尺绘制机构运动简图，其余的可凭目测，使简图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。2、计算机构自由度，并将结果与实际机构的自由度对照，观察计算结果与实际是否相符。3、对上述机构进行结构分析（高副低代、分离杆组和机构级别等）。五、思考题1、通过本实验，阐述机构运动简图的内涵。机构运动简图应准确反映实际机构中的哪些内容?2、绘制机构运动简图时，原动件的位置如何确定？是否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？机构具有确定运动的条件是什么？4、对所测绘的机构能否改进和创意新的机构运动简图？
机构运动简图测绘与分析实验 一、实验目的 1、通过对一些实物机械的测绘，掌握机构运动简图的测绘方法； 2、针对实物机械，熟练掌握机构自由度的计算； 3、实验验证机构具有确定运动的条件； 4、加深对机构组成的理解。 二、实验原理和方法 1、原理： 由于机构的运动仅与机构中构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置 有关，因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些 简略的符号来代表构件和运动副，并按一定的比例尺绘制各运动副的相对位置，以此表示机 构的运动特征。 2、方法： （1）测绘时使被测绘的机械缓慢运动，从原动件开始仔细观察机构的运动，分清各个运动 单元，从而确定组成机构的构件数目。 （2）根据相互联接的两构件间的接触情况和相对运动的特点，确定各个运动副的类型。 （3）在草稿纸上徒手按规定的符号及构件的连接顺序，从原动件开始，逐步画出机构运动 简图的草图。用数字 1、2、3、···分别标注各构件，用字母 A、B、C 、···分别标注各 运动副。 （4）仔细测量与机构运动有关的尺寸，即转动副间的中心距和移动副某点导路的方位线等， 选定原动件的位置，并按下式选择一定的比例尺画出正式的机构运动简图。 比例尺 l ＝实际长度（m）/图形长度（mm） 三、实验设备和工具 1、典型实物机械若干台 2、量具 3、自备绘图工具 四、实验步骤和要求 1、对于指定的几种机械或构件，要求其中至少有两种需按比例尺绘制机构运动简图，其余 的可凭目测，使简图与实物大致成比例，这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。 2、计算机构自由度，并将结果与实际机构的自由度对照，观察计算结果与实际是否相符。 3、对上述机构进行结构分析（高副低代、分离杆组和机构级别等）。 五、思考题 1、通过本实验，阐述机构运动简图的内涵。机构运动简图应准确反映实际机构中的哪些内 容？ 2、绘制机构运动简图时，原动件的位置如何确定？是否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？机构具有确定运动的条件是什么？ 4、对所测绘的机构能否改进和创意新的机构运动简图？
机构指定设计、组装实验一、实验目的：利用机构的构成原理，在“机构组合实验台”上组装出所指定的机构（共计13种组装方案），培养机构设计中的分析和实际动手能力。二、实验设备与工具：机构组装实验台，拆装工具等。三、实验步骤和要求：1、选定要组装的机构方案，分析该机构的运动副、运动链、基本杆组、原动件等。2、在所给机构的设计方案中至少选取2个方案进行组装。3、对所给的机构的设计方案提出改进意见。写出实验心得、建议和探索。4、组装完成，拍出照片。四、机构组装方案（共13种）齿轮+齿轮齿条机构：1、所需零件：Z2Z1相互啮合的大小齿nAB轮Z1、Z2，与大齿齿条4-轮72啮合的齿条4V4图1齿轮+齿轮齿条机构齿轮Z,为主动件，速度为n；m·元×三.n,(齿条速度)V=6022,=.(单位为弧度)Z2d,m.22.0,(齿条位移).0,S4222、齿轮-对心滑块机构：
机构指定设计、组装实验 一、实验目的： 利用机构的构成原理，在“机构组合实验台”上组装出所指定的机构（共计 13 种组装 方案），培养机构设计中的分析和实际动手能力。 二、实验设备与工具： 机构组装实验台，拆装工具等。 三、实验步骤和要求： 1、选定要组装的机构方案，分析该机构的运动副、运动链、基本杆组、原动件等。 2、在所给机构的设计方案中至少选取 2 个方案进行组装。 3、对所给的机构的设计方案提出改进意见。写出实验心得、建议和探索。 4、组装完成，拍出照片。 四、机构组装方案（共 13 种） 1、齿轮+齿轮齿条机构： 所需零件： 相互啮合的大小齿 轮 Z1、Z2，与大齿 轮 Z2 啮合的齿条 4 图 1 齿轮+齿轮齿条机构 齿轮 Z1为主动件，速度为 n1； ( ) 2 2 ( ) ( ) 60 2 2 2 2 4 1 2 1 2 1 2 1 4 齿条位移 单位为弧度 齿条速度 d m z s z z n z m z v 2、齿轮-对心滑块机构：
所需零件：C点角位移D点线位移相互啮合的大小齿轮Z1、1Z2，杆件1、2，带转动副的滑块3图2齿轮-对心滑块机构齿轮Z1为主动件，速度nl：曲柄1与齿轮2固联（铰链C可直接在齿轮上的不在回转轴线上的圆孔处拼接形成）。滑块导路延长线通过齿轮2的回转轴线。曲柄1的尺寸可有两种（即：更换不同的齿轮2），而连杆2的长度则可选择不同长度的连杆形成。3、齿轮-偏心滑块机构（注意与2的区别）所需零件：C点角位移72相互啮合的大小ND点线位移齿轮Z1、Z2，杆件21、2，带转动副的滑块3图3齿轮-偏心滑块机构齿轮Z1为主动件，速度为nl：结构特点：杆件L1与齿轮Z2固联，铰链C可直接由齿轮Z2不在圆心上的孔拼接形成；滑块导路延长线与齿轮2回转中心偏心距为e。曲柄L1可用两个不同的尺寸齿轮形成两个尺寸不等的曲柄，连杆L2的长度则可选择不同长度的连杆形成。4、尖顶从动件凸轮机构I：所需零件：2处线位移凸轮1，推杆280O点角位移G价口图4尖顶从动件凸轮机构I凸轮1为主动件，以1匀速转动。结构特点：对心移动从动件凸轮机构。凸轮推程为等速运动规律，回程为等加速等减速运动规律，试绘出从动件2的位移-凸轮转角曲线，求
所需零件： 相互啮合的大小齿轮 Z1、 Z2，杆件 1、2，带转动 副的滑块 3 图 2 齿轮-对心滑块机构 齿轮 Z1 为主动件，速度 n1；曲柄 1 与齿轮 2 固联（铰链 C 可直接在齿轮上的不在回转 轴线上的圆孔处拼接形成）。滑块导路延长线通过齿轮 2 的回转轴线。 曲柄 1 的尺寸可有两种（即：更换不同的齿轮 2），而连杆 2 的长度则可选择不同长度 的连杆形成。 3、齿轮-偏心滑块机构（注意与 2 的区别） 所需零件： 相互啮合的大小 齿轮 Z1、Z2，杆件 1、2，带转动副的 滑块 3 图 3 齿轮-偏心滑块机构 齿轮 Z1 为主动件，速度为 n1； 结构特点：杆件 L1 与齿轮 Z2 固联，铰链 C 可直接由齿轮 Z2 不在圆心上的孔拼接形成； 滑块导路延长线与齿轮 2 回转中心偏心距为 e。曲柄 L1 可用两个不同的尺寸齿轮形成两个 尺寸不等的曲柄，连杆 L2 的长度则可选择不同长度的连杆形成。 4、尖顶从动件凸轮机构Ⅰ： 所需零件： 凸轮 1，推杆 2 图 4 尖顶从动件凸轮机构Ⅰ 凸轮 1 为主动件，以ω1 匀速转动。结构特点：对心移动从动件凸轮机构。凸轮推程为 等速运动规律，回程为等加速等减速运动规律，试绘出从动件 2 的位移-凸轮转角曲线，求
出基圆的大小，并绘出外形轮廓。5、尖顶从动件凸轮机构II：凸轮1为主动件，以1匀速转动。结构特点：对心移动从动件凸轮机构。凸轮推程回程均为简谐运动规律。所需零件：2处线位移所需零件：凸轮1，推杆2O点角位移图5尖顶从动件凸轮机构II*6、齿轮-曲柄摇杆机构：摇杆3在左极限位为零位。齿轮1为主动件，以1角速度匀速转动。也可只测试曲柄摇杆机构，以曲柄1为主动件。结构特点：由一级齿轮机构与曲柄摇杆机构构成，其中曲柄1与齿轮Z2固联，构件1可有两种不同尺寸（由两个不同齿轮构成），杆件2、3、4均可在构件允许范围内调整长度。所需零件：B点角位移D2.相互啮合的齿轮Z1、Z2，连杆1、2、3EE点线位移4零点2图7齿轮-曲柄摇杆机构8、摆块机构所需零件：B T连杆1、2，带转动副的滑块3.L=14547A点角位移C点角位移
出基圆的大小，并绘出外形轮廓。 5、尖顶从动件凸轮机构Ⅱ： 凸轮 1 为主动件，以ω1 匀速转动。 结构特点：对心移动从动件凸轮机构。凸轮推程回程均为简谐运动规律。 所需零件： 所需零件： 凸轮 1，推杆 2 图 5 尖顶从动件凸轮机构Ⅱ * 6、齿轮-曲柄摇杆机构： 摇杆 3 在左极限位为零位。齿轮 1 为主动件，以ω1 角速度匀速转动。也可只测试曲柄 摇杆机构，以曲柄 1 为主动件。 结构特点：由一级齿轮机构与曲柄摇杆机构构成，其中曲柄 1 与齿轮 Z2 固联，构件 1 可有两种不同尺寸（由两个不同齿轮构成），杆件 2、3、4 均可在构件允许范围内调整长度。 所需零件： 相互啮合的齿轮 Z1、Z2， 连杆 1、2、3 图 7 齿轮-曲柄摇杆机构 8、摆块机构 所需零件： 连杆 1、2，带转动副的滑块 3
图8摆块机构（曲柄在上极限位为角位移零位）以构件1为主动件，角速度?1匀速转动。9、摆动导杆+偏置滑块机构所需零件：E点线位移连杆1、3、4、5，带转动副的滑块3EL45D3=280（齿条）2A点角位移0B曲柄（Z=60）C点角位移C7图9摆动导杆+偏置滑块机构杆件1为主动件，以角速度匀速转动。结构特点：该机构由摆动导杆机构和摆杆滑块机构构成：杆件1可由齿轮取代（齿轮上不在其回转中心的孔为铰链B的位置）。杆件1、3、4和AC尺寸可在允许范围内调整。滑块5导路延长线不通过铰链A也不通过铰链C，导路延长线距铰链C位置可调整。10、摆动导杆机构+对心滑块机构：所需零件：D连杆1、3、4，带转动副43E点线位移1的滑块2、525、E零点在右W心广摄A公A点角位移-C点角位移CH图10摆动导杆机构+对心滑块机构构件1为主动件，以角速度1匀速转动。结构特点：该机构由摆动导杆机构和摆杆滑块机构构成：滑块5导路延长线通过铰链A
图 8 摆块机构（曲柄在上极限位为角位移零位） 以构件 1 为主动件，角速度ω1 匀速转动。 9、摆动导杆+偏置滑块机构 所需零件： 连杆 1、3、4、5，带转动副的滑块 3 图 9 摆动导杆+偏置滑块机构 杆件 1 为主动件，以角速度ω匀速转动。 结构特点：该机构由摆动导杆机构和摆杆滑块机构构成；杆件 1 可由齿轮取代（齿轮上 不在其回转中心的孔为铰链 B 的位置）。杆件 1、3、4 和 AC 尺寸可在允许范围内调整。滑块 5 导路延长线不通过铰链 A 也不通过铰链 C，导路延长线距铰链 C 位置可调整。 10、摆动导杆机构+对心滑块机构： 所需零件： 连杆 1、3、4，带转动副 的滑块 2、5 图 10 摆动导杆机构+对心滑块机构 构件 1 为主动件，以角速度ω1 匀速转动。 结构特点：该机构由摆动导杆机构和摆杆滑块机构构成；滑块 5 导路延长线通过铰链 A
构件1可由齿轮取代（齿轮上不在其回转中心的孔为铰链B的位置）。杆件1、3、4和AC尺寸可在允许范围内调整。11、曲柄摆块-齿轮齿条机构：齿条所需零件：B连杆1、2，带滑块3的齿轮Z1，2与齿轮相啮合的齿条Y3Q1A7零点位A点角位移C点角位移图11曲柄摆块-齿轮齿条机构构件1为主动件，以角速度1匀速转动。结构特点：该机构由曲柄摆块机构和齿条齿轮机构组成；齿条中线平行于导杆2，齿轮Z1空套在滑块3的轴上，即：齿轮Z1和滑块3可相对转动。导杆2在滑块3中移动并随滑块3摆动时带动齿条运动，并使齿轮Z1转动。构件1可由齿轮取代，构件1和AC尺寸均可在允许范围内调整。12、正弦机构：所需零件：2LOB3连杆1，丁字型杆件2，带转动副的滑块1C2A74口CC点线位移A点角位移图12正弦机构杆件1为主动件，以角速度1匀速转动。结构特点：该机构为双滑块机构构成，滑块3和滑块2导路互相垂直，且滑块3导路延长线通过铰链A。曲柄1可由齿轮构成，齿轮上不在回转轴线上的孔作为转动滑块2的铰链。13、导杆-摇杆机构：
构件 1 可由齿轮取代（齿轮上不在其回转中心的孔为铰链 B 的位置）。杆件 1、3、4 和 AC 尺寸可在允许范围内调整。 11、曲柄摆块-齿轮齿条机构： 所需零件： 连杆 1、2，带滑块 3 的齿轮 Z1， 与齿轮相啮合的齿条 图 11 曲柄摆块-齿轮齿条机构 构件 1 为主动件，以角速度ω1 匀速转动。 结构特点：该机构由曲柄摆块机构和齿条齿轮机构组成；齿条中线平行于导杆 2，齿轮 Z1 空套在滑块 3 的轴上，即：齿轮 Z1 和滑块 3 可相对转动。导杆 2 在滑块 3 中移动并随滑 块 3 摆动时带动齿条运动，并使齿轮 Z1 转动。 构件 1 可由齿轮取代，构件 1 和 AC 尺寸均可在允许范围内调整。 12、正弦机构： 所需零件： 连杆 1，丁字型杆件 2，带转动副的滑块 2 图 12 正弦机构 杆件 1 为主动件，以角速度ω1 匀速转动。结构特点：该机构为双滑块机构构成，滑块 3 和滑块 2 导路互相垂直，且滑块 3 导路延长线通过铰链 A。曲柄 1 可由齿轮构成，齿轮上 不在回转轴线上的孔作为转动滑块 2 的铰链。 13、导杆-摇杆机构：
所需零件：OE4=120连杆1、3、4、5，带转动03162副的滑块2W1_5-260o/BA140A点角位移280（齿条）C-6 =140F点角位移办图13导杆-摇杆机构（滑块B在左极限位置时，角位移传感器零位Q=30转/分）杆件1为主动件，以角速度1匀速转动。结构特点：该机构由曲柄导杆机构和双摇杆机构构成。曲柄1可由齿轮构成，滑块2的铰链拼装在齿轮上不在回转轴线的孔中。构件1、AC、CF、构件4、5尺寸均可在允许范围内调整。轴与轴承的组合设计实验一、实验目的熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。二、实验设备1、组合式轴系结构设计分析实验箱。实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。2、测量及绘图工具300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。三、 实验内容与要求1、根据下表选择每组的实验内容（实验题号）已知条件实验齿轮类题号载荷转速其它条件示意图型轻低1小直齿+轮2中高3大直齿中低60.600轮中4重5小斜齿轻中
所需零件： 连杆 1、3、4、5，带转动 副的滑块 2 图 13 导杆-摇杆机构（滑块 B 在左极限位置时，角位移传感器零位 ω1=30 转/分） 杆件 1 为主动件，以角速度ω1 匀速转动。 结构特点：该机构由曲柄导杆机构和双摇杆机构构成。曲柄 1 可由齿轮构成，滑块 2 的铰链拼装在齿轮上不在回转轴线的孔中。构件 1、AC、CF、构件 4、5 尺寸均可在允许范 围内调整。 轴与轴承的组合设计实验 一、实验目的 熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。 二、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析实验箱。 实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全 套零件。 2、测量及绘图工具 300mm 钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验内容与要求 1、根据下表选择每组的实验内容（实验题号） 实验 题号 已知条件 齿轮类 型 载荷 转速 其它条件 示意图 1 小直齿 轮 轻 低 2 中 高 3 大直齿 轮 中 低 4 重 中 5 小斜齿 轻 中
中6轮高7中中大斜齿：8轮重低7030轻低9锥齿轮轴小锥齿锥齿轮与轴分高10轮中开11轻低发热量小-蜗杆重中12发热量大2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题。3、绘制轴系结构装配图。4、每人编写实验报告一份。四、实验步骤1、明确实验内容，理解设计要求。2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）。3、构思轴系结构方案。（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；（2）确定支承轴向固定方式（两端固定、一端固定、一端游动）；（3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）（5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题；（6）绘制轴系结构方案示意图。4、组装轴系部件。根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。5、绘制轴系结构草图。6、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。7、将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。8、根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：1比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如轴承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。9、写出实验报告。五、实验结果处理请画出轴系结构装配图（附3号图）六，附图（可选的4种轴系结构）
6 轮 中 高 7 大斜齿 轮 中 中 8 重 低 9 小锥齿 轮 轻 低 锥齿轮轴 10 中 高 锥齿轮与轴分 开 11 蜗杆 轻 低 发热量小 12 重 中 发热量大 2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计 根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定轴承 安装与调节、润滑及密封等问题。 3、绘制轴系结构装配图。 4、每人编写实验报告一份。 四、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求。 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）。 3、构思轴系结构方案。 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； （2）确定支承轴向固定方式（两端固定、一端固定、一端游动）； （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件。 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴 系结构是否正确。 5、绘制轴系结构草图。 6、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7、将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8、根据结构草图及测量数据，在 3 号图纸上用 1：1 比例绘制轴系结构装配图，要求装 配关系表达正确，注明必要尺寸（如轴承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标 题栏和明细表。 9、写出实验报告。 五、实验结果处理 请画出轴系结构装配图（附 3 号图） 六、附图（可选的 4 种轴系结构）
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