平面机构运动简图说明

机构中实际构件的形状往往很复杂，在研究机构运动时，为了使问题简化，需要将与运动无关的构件外形和运动副具体构造撇开，仅将与运动相关的部分用简单线条和符号来表示，并按比例定出各运动副的位置。这种表明机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。

机构运动简图可以简明地表示一部复杂机器的运动和动力的传递过程，还可以用于图解法求机构上各点的轨迹、位移、速度和加速度以及对机构进行受力分析。

在绘制平面机构运动简图时，首先必须分析该机构的实际构造和运动情况，分清机构中的原动件（输入构件）及从动件。然后从原动件（输入构件）开始顺着输入路线，仔细分析各构件之间的相对运动情况，从而确定组成该机构的构件数、运动副数及性质。在此基础上按一定的比例及特定的构件和运动副符号，正确绘制出机构运动简图。绘制简图时应注意选择恰当的原动件位置，避免构件和运动副符号间相互重叠交叉。

绘制机构运动简图的步骤如下：

①分析运动情况，找出原动件、从动件和机架。

②从原动件开始，按运动的传递顺序确定各运动副的类型、数目及构件的数目，并测出各运动副间的相对位置尺寸。

③选择与机构中多数构件的运动平面相平行的平面作为绘制机构运动简图的投影面。

④选取适当的比例尺μ1。

⑤用规定符号画出机构运动简图（从原动件开始画）。作图时须注意：通常用阿拉伯数字表示各构件；用大写英文字母表示各运动副；用带箭头的圆弧或直线标明机构中的原动件及其运动形式；在构件上绘斜线来标记固定构件（机架）。

例2.1　绘制如图2.10（a）所示活塞泵的机构运动简图。

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图2.10　活塞泵及其机构运动简图

分析：活塞泵机构由曲柄1、连杆2、齿扇3、齿条活塞4和气缸（机架）5通过转动副和移动副连接而成。曲柄1与机架5在点A连接，由驱动源带动曲柄绕点A转动，故曲柄是原动件，2、3、4是从动件。当原动件1回转时，齿条活塞4在气缸F中做上下往复运动。

机构中各构件之间的连接关系为：曲柄1和机架5、连杆2和曲柄1、齿扇3和连杆2、齿扇3 和机架5 之间为相对转动，分别组成了A、B、C、D 4 个转动副；齿扇3 的轮齿与齿条活塞4 的齿之间组成平面高副E；齿条活塞4与机架5之间为相对移动，组成移动副F，如图2.10（a）所示。

解：选取适当的比例和视图平面，从曲柄（原动件）1与机架5连接的转动副A开始，按照运动与动力传递的路径及相对位置关系依次画出各运动副和构件，即可得到机构的运动简图，如图2.10（b）所示。

例2.2　绘制如图2.11（a）所示的单缸内燃机的机构运动简图。

解：①理解内燃机的构造和工作原理，它由曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构组成。

②分析构件和运动副的种类和数目：

气缸体1是机架，活动构件有9个：活塞2，连杆5，曲轴6，凸轮7和7′，推杆8和8′，滚子11和11′；转动副有7个：A，B，C，D，D′，E，E′，它们分别由气缸体1与齿轮10，曲轴6与连杆5，连杆5与活塞2，凸轮7与气缸体1，凸轮7′与气缸体1，滚子11与推杆8，滚子11′与推杆8′形成；移动副3个：缸体1与活塞2之间，推杆8与气缸体1之间，推杆8′与气缸体1之间；高副4个：小齿轮10和大齿轮9、9′各组成一个齿轮副，凸轮7、7′与相应的滚子各组成一个凸轮副。

③选定视图平面，将原动件摆放在一个合适的位置，选定适当的比例尺μL，即可绘出其机构运动简图，如图2.11（b）所示。

图2.11　单缸内燃机及其机构运动简图