机构简图绘制                                    

1.绘制简图意义

    由于机构的运动仅与机构中运动副的性质（低副或高副）、运动副的数目及相对位置（转动副中心、移动副的中心线、高副接触点的位置等）、构件数目等有关，而与构件的外形、截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体构造无关。因此，为简化问题，便于研究，常常可不考虑与运动无关的因素，而用规定的构件和运动副符号及简单线条，按一定的长度比例尺确定运动副的位置，绘制出简单图形，这种表示机构运动特性的简单图形称为机构运动简图。

 机构运动简图不仅简明地表达了实际机构的运动情况和运动特征，而且可通过该图进行机构的运动分析和动力分析。

    实际工作中，有时只需要表明机构运动的传递情况和构造特征，而不要求机构的真实运动情况。因此，不必严格地按比例确定机构中各运动副的相对位置及其尺寸，这样的简图称机构简图（或称机构示意图）。在进行新机器设计分析时，常用机构简图进行方案比较。

2.绘图要求

1）简单线条和规定符号绘制构件数及其运动副关系；

2）忽列构件外形、零件个数。

机构运动简图中常用构件和运动副的表示方法见表2-2。

表2-2    部分常用机构运动简图符号

3.绘图方法步骤

 机构简图的绘制方法和步骤如下：

    1）分析机构的组成。

    2）分析构件间的相对运动和接触情况，确定运动副的类型和数目。

    3）选择能清楚地表达各构件间运动关系的视图平面。

       4）选择比例尺，绘制机构运动简图。

例2-1 绘制图2-5所示单缸内燃机的机构运动简图

图2-5  内燃机的组成

1—缸体   2—活塞   3—连杆  4—曲轴   4ˊ、6ˊ—齿轮  

5—进、排气门推杆  6—凸轮

（1）曲柄滑块机构

   1）由于汽缸1与内燃机机体可视为固联，故对整个机构而言是相对静止的固定件，即为机架；活塞2在燃气的推动下运动，是原动件；其余的构件是从动件。

    2）活塞2与其汽缸1之间的相对运动是转动，从而组成移动副；活塞2与连杆3、连杆3与曲轴4、曲轴4与机体之间的相对运动是转动，所以都组成转动副。

 上述四个构件中，用了一个移动副和三个转动副，从固定件开始，经原动件到从动件按一定顺序相联，又回到固定件，从而形成一个独立的封闭构件组合体，即组成一个独立的机构，称为曲柄滑块机构。

    3）选择平行于四杆机构运动的平面作为视图平面。

    4) 当活塞2（原动件）相对汽缸1的位置确定后，选取适当的比例尺用相应的构件和运动副的符号，可绘制出机构运动简图。

（2）平面齿轮机构

   齿轮4ˊ与曲轴4固联，因曲轴运动已知，所以齿轮4ˊ是原动件；齿轮6ˊ是从动件。齿轮4ˊ、6ˊ分别通过曲轴4、凸轮轴由汽缸1支持，故汽缸1是机架。

齿轮4ˊ、6ˊ分别相对机架作转动，所以组成转动副；齿轮4ˊ、6ˊ之间的接触是线接触，组成高副。因此，三个构件用两个转动副和一个高副按一定顺序相联，形成一个独立的封闭的构件组合体，即平面齿轮机构。

选择齿轮的运动平面作为视图平面，并选用与曲柄滑块机构相同的比例尺，用相应的构件和运动副的符号绘制出机构运动简图。

   需要指出：因齿轮只转动，由齿轮轮廓接触组成的高副（又称为齿轮副）常用其节圆（点划线表示）相切来表示。

（3）平面凸轮机构

平板凸轮6与机架1组成转动副，并与进气门推杆5组成高副，形成一个独立封闭的构件组合体，既为平面凸轮机构。选择其视图平面，并用与曲柄滑块机构相同的比例尺，绘制出机构运动简图。

以上内燃机三个机构的运动简图见图2-6所示。

图2-6   内燃机的机构运动简图

   由上述可知，内燃机的原动件是活塞，齿轮4ˊ与凸轮轴6的运动均取决于活塞。当活塞2的位置一定时，齿轮4ˊ与凸轮轴6的位置也就确定，不可任意变动，随着活塞2位置的改变，则可画出一系列相应的机构运动简图。

4.绘制机构简图应注意的一些问题

  1）简图上应按规定符号画出全部构件，并标明主动件，必要时将各构件编号并注明。

  2）简图上应按规定符号画出全部运动副；

  3）简图上应能够真实反映各构件之间的位置和关系。