2.2 平面机构的运动简图

2.2.1 机构运动简图

在实际的机构中，构件和运动副的外形结构通常都很复杂，而这种复杂的外形结构、截面尺寸以及运动副的具体构造却和构件的运动方式和运动规律无关。因此，在对机构进行运动分析和动力分析时，可以忽略那些无关的因素而只考虑那些与运动有关的因素，并用最为简洁明了的方式，把构件和运动副所形成的机构图形画出来。这种利用简单线条和规定的运动副的表示方法绘制的机构图就是机构运动简图。机构运动简图与实际机构应具有完全相同的运动特性，即它们的所有构件的运动形式是完全相同的，因此机构运动简图必须根据机构的实际尺寸按比例绘制。

机构是由构件和运动副组成的，要绘制机构运动简图，首先要明确怎样用简单的线条和符号来表示构件和运动副。表2.2、表2.3为常用构件和常用运动副的表示符号。

有时，只需说明机构的运动状态或各构件的相互关系，也可以不按比例来绘制运动简图，此简图称为机构示意图。

机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性，因此，可以根据机构运动简图对机构进行结构分析、运动分析和力分析。

2.2.2 机构运动简图的绘制

在分析清楚机械的实际构造以及运动情况的基础上，绘制机构运动简图的步骤如下。

（1）分析机构运动，弄清构件数目

分析机械的组成情况和运动情况，确定其组成构件数目，找出机构的机架、原动件。

（2）判定运动副的类型

沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。

（3）选择适当的长度比例尺μl

选择适当的长度比例尺μl（μl=实际尺寸（m或mm）/图示尺寸（mm））。

（4）选视图，表达运动副、构件，绘制出机构的运动简图

正确选择运动简图的视图平面，并将机构停留在适当的位置，避免构件重叠。一般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影面，必要时也可以就机械的不同部分选择两个或两个以上的投影面，然后展开到同一平面上。

根据机构的运动尺寸确定出各运动副之间的相对位置，用规定的符号表示各运动副和构件，即可绘制出机构的运动简图。

下面通过具体例子来说明机构运动简图的绘制。

例2.1 绘制图2.6（a）所示小型压力机的机构运动简图。

解：（1）分析机构运动，弄清构件数目

该小型压力机的工作原理为：电动机带动偏心轮1作顺时针转动，通过构件2、3将主运动传给构件4；同时另一路运动由与偏心轮1固连的齿轮1′输出，经齿轮6′及与其固连的槽形凸轮6，传递给构件4；两路运动经构件4合成，由滑块7带动压杆8作上下移动，实现冲压工艺动作。该压力机原动件为组件1-1′，机架是构件9，其他为从动件。

（2）判定运动副的类型

转动副：偏心轮1和杆件2、杆件2和杆件3、杆件3和杆件4、滑块7和压杆8、槽形凸轮6－齿轮6′和机架9、杆件4和滚子5、机架9和偏心轮1－齿轮1′。

移动副：杆件3和机座9、杆件4和滑块7、压杆8和机架9。

平面高副：齿轮1′和齿轮6′、滚子5和槽形凸轮6。

（3）选择适当的长度比例尺μl

选择运动简图的视图平面，选择适当比例尺μl。

（4）选视图，表达运动副、构件，绘制出机构的运动简图

从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号，即顺序确定转动副O1、O2和移动副导路I、H的位置，根据原动件1′的位置及各杆长的相应位置绘出转动副A、B、C、D、G的位置，按规定符号绘出各运动副及各构件等，在原动件上标出箭头以表示其运动方向。

最后得到该压力机的机构运动简图，如图2.6（b）所示。

例2.2 绘制图2.7（a）所示内燃机的机构运动简图。

解：如前所述，图2.7（a）所示为一单缸四冲程内燃机，主要由气缸1，曲轴2，连杆3，活塞4，排气阀门5，火花塞6，进气阀门7，凸轮8、12，减速齿轮9、10、11组成。活塞4的往复移动通过连杆3推动曲轴2连续转动，这种把活塞往复移动转化为曲轴连续转动的装置称为连杆机构。控制进、排气阀运动的装置称为凸轮机构，把凸轮8、12的连续转动变换为进气阀门7、排气阀门5的往复移动。在四冲程的内燃机中，活塞往复移动四次，曲轴转动两周，进气阀和排气阀各启闭一次，所以凸轮的转数是曲轴转数的1/2。即在曲轴和凸轮轴之间要有减速齿轮9、10、11，其称为齿轮机构，实现了减速转动的运动变换。绘制机构运动简图的步骤如下：

（1）分析机构运动，弄清构件数目

通过上述运动分析可知，组成构件数目为12，机构的机架是气缸1，原动件是活塞4的往复移动。

（2）判定运动副的类型

沿着运动传递路线，分析两构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。

（3）选择适当的长度比例尺μl

选择适当的长度比例尺μl。

（4）选视图，表达运动副、构件，绘制出机构的运动简图

正确选择运动简图的视图平面，按照比例尺μl，绘制出内燃机的运动简图，如图2.7（b）所示。