2.2 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖

2.2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖

在實(shí)際的機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件和運(yùn)動副的外形結(jié)構(gòu)通常都很復(fù)雜，而這種復(fù)雜的外形結(jié)構(gòu)、截面尺寸以及運(yùn)動副的具體構(gòu)造卻和構(gòu)件的運(yùn)動方式和運(yùn)動規(guī)律無關(guān)。因此，在對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析時，可以忽略那些無關(guān)的因素而只考慮那些與運(yùn)動有關(guān)的因素，并用最為簡潔明了的方式，把構(gòu)件和運(yùn)動副所形成的機(jī)構(gòu)圖形畫出來。這種利用簡單線條和規(guī)定的運(yùn)動副的表示方法繪制的機(jī)構(gòu)圖就是機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與實(shí)際機(jī)構(gòu)應(yīng)具有完全相同的運(yùn)動特性，即它們的所有構(gòu)件的運(yùn)動形式是完全相同的，因此機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖必須根據(jù)機(jī)構(gòu)的實(shí)際尺寸按比例繪制。

機(jī)構(gòu)是由構(gòu)件和運(yùn)動副組成的，要繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，首先要明確怎樣用簡單的線條和符號來表示構(gòu)件和運(yùn)動副。表2.2、表2.3為常用構(gòu)件和常用運(yùn)動副的表示符號。

有時，只需說明機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)或各構(gòu)件的相互關(guān)系，也可以不按比例來繪制運(yùn)動簡圖，此簡圖稱為機(jī)構(gòu)示意圖。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與原機(jī)構(gòu)具有完全相同的運(yùn)動特性，因此，可以根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖對機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析和力分析。

2.2.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制

在分析清楚機(jī)械的實(shí)際構(gòu)造以及運(yùn)動情況的基礎(chǔ)上，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟如下。

（1）分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動，弄清構(gòu)件數(shù)目

分析機(jī)械的組成情況和運(yùn)動情況，確定其組成構(gòu)件數(shù)目，找出機(jī)構(gòu)的機(jī)架、原動件。

（2）判定運(yùn)動副的類型

沿著運(yùn)動傳遞路線，分析兩構(gòu)件間相對運(yùn)動的性質(zhì)，以確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目。

（3）選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺μl

選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺μl（μl=實(shí)際尺寸（m或mm）/圖示尺寸（mm））。

（4）選視圖，表達(dá)運(yùn)動副、構(gòu)件，繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖

正確選擇運(yùn)動簡圖的視圖平面，并將機(jī)構(gòu)停留在適當(dāng)?shù)奈恢茫苊鈽?gòu)件重疊。一般選擇與多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動平面相平行的面為投影面，必要時也可以就機(jī)械的不同部分選擇兩個或兩個以上的投影面，然后展開到同一平面上。

根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動尺寸確定出各運(yùn)動副之間的相對位置，用規(guī)定的符號表示各運(yùn)動副和構(gòu)件，即可繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖。

下面通過具體例子來說明機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制。

例2.1 繪制圖2.6（a）所示小型壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

解：（1）分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動，弄清構(gòu)件數(shù)目

該小型壓力機(jī)的工作原理為：電動機(jī)帶動偏心輪1作順時針轉(zhuǎn)動，通過構(gòu)件2、3將主運(yùn)動傳給構(gòu)件4；同時另一路運(yùn)動由與偏心輪1固連的齒輪1′輸出，經(jīng)齒輪6′及與其固連的槽形凸輪6，傳遞給構(gòu)件4；兩路運(yùn)動經(jīng)構(gòu)件4合成，由滑塊7帶動壓桿8作上下移動，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝動作。該壓力機(jī)原動件為組件1-1′，機(jī)架是構(gòu)件9，其他為從動件。

（2）判定運(yùn)動副的類型

轉(zhuǎn)動副：偏心輪1和桿件2、桿件2和桿件3、桿件3和桿件4、滑塊7和壓桿8、槽形凸輪6－齒輪6′和機(jī)架9、桿件4和滾子5、機(jī)架9和偏心輪1－齒輪1′。

移動副：桿件3和機(jī)座9、桿件4和滑塊7、壓桿8和機(jī)架9。

平面高副：齒輪1′和齒輪6′、滾子5和槽形凸輪6。

（3）選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺μl

選擇運(yùn)動簡圖的視圖平面，選擇適當(dāng)比例尺μl。

（4）選視圖，表達(dá)運(yùn)動副、構(gòu)件，繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖

從原動件開始，按傳動順序標(biāo)出各構(gòu)件的編號和運(yùn)動副的代號，即順序確定轉(zhuǎn)動副O1、O2和移動副導(dǎo)路I、H的位置，根據(jù)原動件1′的位置及各桿長的相應(yīng)位置繪出轉(zhuǎn)動副A、B、C、D、G的位置，按規(guī)定符號繪出各運(yùn)動副及各構(gòu)件等，在原動件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動方向。

最后得到該壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，如圖2.6（b）所示。

例2.2 繪制圖2.7（a）所示內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

解：如前所述，圖2.7（a）所示為一單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，主要由氣缸1，曲軸2，連桿3，活塞4，排氣閥門5，火花塞6，進(jìn)氣閥門7，凸輪8、12，減速齒輪9、10、11組成。活塞4的往復(fù)移動通過連桿3推動曲軸2連續(xù)轉(zhuǎn)動，這種把活塞往復(fù)移動轉(zhuǎn)化為曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動的裝置稱為連桿機(jī)構(gòu)。控制進(jìn)、排氣閥運(yùn)動的裝置稱為凸輪機(jī)構(gòu)，把凸輪8、12的連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為進(jìn)氣閥門7、排氣閥門5的往復(fù)移動。在四沖程的內(nèi)燃機(jī)中，活塞往復(fù)移動四次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，進(jìn)氣閥和排氣閥各啟閉一次，所以凸輪的轉(zhuǎn)數(shù)是曲軸轉(zhuǎn)數(shù)的1/2。即在曲軸和凸輪軸之間要有減速齒輪9、10、11，其稱為齒輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了減速轉(zhuǎn)動的運(yùn)動變換。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的步驟如下：

（1）分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動，弄清構(gòu)件數(shù)目

通過上述運(yùn)動分析可知，組成構(gòu)件數(shù)目為12，機(jī)構(gòu)的機(jī)架是氣缸1，原動件是活塞4的往復(fù)移動。

（2）判定運(yùn)動副的類型

沿著運(yùn)動傳遞路線，分析兩構(gòu)件間相對運(yùn)動的性質(zhì)，以確定運(yùn)動副的類型和數(shù)目。

（3）選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺μl

選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺μl。

（4）選視圖，表達(dá)運(yùn)動副、構(gòu)件，繪制出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖

正確選擇運(yùn)動簡圖的視圖平面，按照比例尺μl，繪制出內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動簡圖，如圖2.7（b）所示。