機構動作方案教師參考用

機構動作方案的構思與擬定應該是機構動作簡圖設計的"綜合型"部分，它對于機械設備的重量、水平、功能和經(jīng)濟效益是非常關鍵的。尤其值得注意的是，我國重返"關貿(mào)總協(xié)定"之后，對于引進國外設備不允許照搬照抄。因此，機構動作方案設計的重要性，愈來愈被廣大科技人員所認識。

"機構動作方案創(chuàng)新設計實驗"也可以作為機構方案構思組裝模仿改進實驗開出，其內(nèi)容是，在課程設計中，指導學生排列、結合這種實驗臺的多功能零件，將它們自己構思創(chuàng)新、試湊選型的機構方案親手按比例組裝成實物模型，模擬真實現(xiàn)象，直觀調(diào)節(jié)布置、連接方法和動作學尺寸來改進自己的設計，最終學生自行確定其設計方案和動作功能數(shù)值，教師鑒定其總體演示效果作為"創(chuàng)新及動手"環(huán)節(jié)的評定分數(shù)依據(jù)。

關于機構動作方案拼接中的幾點說明：

1、拼接機構動作方案時，應十分注意各動作構件所占用的動作層面問題，否則所拼接的機構在實際動作中會發(fā)生構件動作干涉而導致拼接失敗。本方案提供的機構動作學尺寸（單位：毫米）僅供參考，實驗者只要保證每一步所拼接的構件的動作相對靈活，你就可以繼續(xù)實行下一步的拼接，這樣做一定會成功。建議拼接順序由里向外（由第1層到最外層）實行拼接；

2、構件層面是以機架的拼接起始參考面為基準的，即動作層面數(shù)的第1層是指機架的拼接起始參考面，層面數(shù)隨構件動作層面逐漸遠離第1層而增大；

3、為協(xié)作實操者拼接實驗指導書中的機構動作方案，機構動作簡圖中所標注的數(shù)字編號的意義為：橫杠前面的數(shù)字代表構件編號，橫杠后面的數(shù)字為建議該構件所占據(jù)的動作層面。動作層面數(shù)的第1層是指機架的拼接起始參考面，層面數(shù)隨逐漸遠離第一層增大。提供參考的機構動作學尺寸（單位：毫米）中，帶有下標X和Y的意義是：以鉛垂平面坐標系為參考，表示由水平方向尺寸和鉛垂方向尺寸二者一起合作確定的一個位置點。提醒實驗者注意的是：由兩個零件固接而成的一個動作構件需要占用兩個動作層面；

4、我們收集了一些機構動作方案提供給老師，以充實實驗教學內(nèi)容。在今后的實驗中，對學生拼接成功的機構動作方案，請你測量并記錄其機構動作學尺寸，以不斷完善本方案中的內(nèi)容。

桿件的的拆分：

1、桿組的概念

任何機構全部是由機架、原動件和從動件系統(tǒng)，經(jīng)過動作副聯(lián)接而成。機構的自由度數(shù)應等于原動件數(shù)，因此封閉環(huán)機構從動件系統(tǒng)的自由度必等于零。而整個從動件系統(tǒng)又往往可以分解為若干個不可再分的、自由度為零的構件組，稱為構成機構的基礎桿組，簡稱桿組。

按照三族平面機構的數(shù)綜合和構造公式，基礎桿組應適用的條件：

其中活動構件數(shù)n，低副數(shù)P₅和高副數(shù)P₄全部必須是整數(shù)。由此可以獲取各種類型的桿組。當n = 1, P₅ = 1, P₄ = 1時即可獲取單構件高副桿組，常見的有如下幾種：

圖１ 單構件高副桿組

當 P₄ = 0時，稱之為低副桿組，即

因此適用上式的構件數(shù)和動作副數(shù)的結合為： n = 2, 4, 6……, P₅ = 3, 6, 9……。

最簡便的桿組為n = 2, P₅ = 3，稱為Ⅱ級組，由于桿組中轉動副和位移副的配備不一樣，Ⅱ級桿組共有如下五種形式：

圖2 平面低副Ⅱ級組

n = 4, P₅ = 6的桿組稱為Ⅲ級桿組，其形式較多，圖3所示的是幾種常見的Ⅲ級桿組：

圖3 平面低副Ⅲ級組

2、正確拆分桿組

正確拆分桿組的三個步驟：

1) 先去掉機構中的局部自由度和虛約束，有時還要將高副加以低代；

2) 計算機數(shù)值數(shù)值構的自由度，確定原動件；

3）從遠離原動件的一端（即執(zhí)行構件）先試拆分Ⅱ級桿組，若拆不出Ⅱ級組時，再試拆Ⅲ級組，即由最低級別桿組向高一級桿組依次拆分，最后剩下原動件和機架。

正確拆組的判定標準是：拆去一個桿組或一系列桿組后，剩余的必須仍為一個完整的機構或若干個與機架相聯(lián)的原動件，不許有不成桿組的零散構件或動作副存在，否則這個桿組拆得不對。每當拆出一個桿組后，再對剩余機構拆組，并按第3）步驟實行，直到剩下與機架相聯(lián)的原動件為止。

圖4 桿組拆分例圖

如圖4所示機構，可先除去K處的局部自由度；然后，按步驟2）計算機數(shù)值數(shù)值構的自由度F = 1,并確定凸輪為原動件；最后按照步驟3）的要領，先拆分出由構件4和5構成的Ⅱ級組，再拆分出由構件3和2及構件6和7構成的兩個Ⅱ級組及由構件8構成的單構件高副桿組，最后剩下原動件1和機架9。

3、正確拼接組裝動作副及機構動作方案

按照擬定或由實驗中獲取的機構動作學尺寸，運用機構動作方案創(chuàng)新設計實驗臺提供的零件按機構動作的傳遞順序實行拼接。拼接時，首先要分清機構中各構件所占據(jù)的動作

機 構 運 動 方 案

教師參考用

機構動作方案的構思與擬定應該是機構動作簡圖設計的"綜合型"部分，它對于機械設備的重量、水平、功能和經(jīng)濟效益是非常關鍵的。尤其值得注意的是，我國重返"關貿(mào)總協(xié)定"之后，對于引進國外設備不允許照搬照抄。因此，機構動作方案設計的重要性，愈來愈被廣大科技人員所認識。

"機構動作方案創(chuàng)新設計實驗"也可以作為機構方案構思組裝模仿改進實驗開出，其內(nèi)容是，在課程設計中，指導學生排列、結合這種實驗臺的多功能零件，將它們自己構思創(chuàng)新、試湊選型的機構方案親手按比例組裝成實物模型，模擬真實現(xiàn)象，直觀調(diào)節(jié)布置、連接方法和動作學尺寸來改進自己的設計，最終學生自行確定其設計方案和動作功能數(shù)值，教師鑒定其總體演示效果作為"創(chuàng)新及動手"環(huán)節(jié)的評定分數(shù)依據(jù)。

關于機構動作方案拼接中的幾點說明：

1、拼接機構動作方案時，應十分注意各動作構件所占用的動作層面問題，否則所拼接的機構在實際動作中會發(fā)生構件動作干涉而導致拼接失敗。本方案提供的機構動作學尺寸（單位：毫米）僅供參考，實驗者只要保證每一步所拼接的構件的動作相對靈活，你就可以繼續(xù)實行下一步的拼接，這樣做一定會成功。建議拼接順序由里向外（由第1層到最外層）實行拼接；

2、構件層面是以機架的拼接起始參考面為基準的，即動作層面數(shù)的第1層是指機架的拼接起始參考面，層面數(shù)隨構件動作層面逐漸遠離第1層而增大；

3、為協(xié)作實操者拼接實驗指導書中的機構動作方案，機構動作簡圖中所標注的數(shù)字編號的意義為：橫杠前面的數(shù)字代表構件編號，橫杠后面的數(shù)字為建議該構件所占據(jù)的動作層面。動作層面數(shù)的第1層是指機架的拼接起始參考面，層面數(shù)隨逐漸遠離第一層增大。提供參考的機構動作學尺寸（單位：毫米）中，帶有下標X和Y的意義是：以鉛垂平面坐標系為參考，表示由水平方向尺寸和鉛垂方向尺寸二者一起合作確定的一個位置點。提醒實驗者注意的是：由兩個零件固接而成的一個動作構件需要占用兩個動作層面；

4、我們收集了一些機構動作方案提供給老師，以充實實驗教學內(nèi)容。在今后的實驗中，對學生拼接成功的機構動作方案，請你測量并記錄其機構動作學尺寸，以不斷完善本方案中的內(nèi)容。

桿件的的拆分：

1、桿組的概念

任何機構全部是由機架、原動件和從動件系統(tǒng)，經(jīng)過動作副聯(lián)接而成。機構的自由度數(shù)應等于原動件數(shù)，因此封閉環(huán)機構從動件系統(tǒng)的自由度必等于零。而整個從動件系統(tǒng)又往往可以分解為若干個不可再分的、自由度為零的構件組，稱為構成機構的基礎桿組，簡稱桿組。

按照三族平面機構的數(shù)綜合和構造公式，基礎桿組應適用的條件：

其中活動構件數(shù)n，低副數(shù)P₅和高副數(shù)P₄全部必須是整數(shù)。由此可以獲取各種類型的桿組。當n = 1, P₅ = 1, P₄ = 1時即可獲取單構件高副桿組，常見的有如下幾種：

圖１ 單構件高副桿組

當 P₄ = 0時，稱之為低副桿組，即

因此適用上式的構件數(shù)和動作副數(shù)的結合為： n = 2, 4, 6……, P₅ = 3, 6, 9……。

最簡便的桿組為n = 2, P₅ = 3，稱為Ⅱ級組，由于桿組中轉動副和位移副的配備不一樣，Ⅱ級桿組共有如下五種形式：

圖2 平面低副Ⅱ級組

n = 4, P₅ = 6的桿組稱為Ⅲ級桿組，其形式較多，圖3所示的是幾種常見的Ⅲ級桿組：

圖3 平面低副Ⅲ級組

2、正確拆分桿組

正確拆分桿組的三個步驟：

1) 先去掉機構中的局部自由度和虛約束，有時還要將高副加以低代；

2) 計算機數(shù)值數(shù)值構的自由度，確定原動件；

3）從遠離原動件的一端（即執(zhí)行構件）先試拆分Ⅱ級桿組，若拆不出Ⅱ級組時，再試拆Ⅲ級組，即由最低級別桿組向高一級桿組依次拆分，最后剩下原動件和機架。

正確拆組的判定標準是：拆去一個桿組或一系列桿組后，剩余的必須仍為一個完整的機構或若干個與機架相聯(lián)的原動件，不許有不成桿組的零散構件或動作副存在，否則這個桿組拆得不對。每當拆出一個桿組后，再對剩余機構拆組，并按第3）步驟實行，直到剩下與機架相聯(lián)的原動件為止。

圖4 桿組拆分例圖

如圖4所示機構，可先除去K處的局部自由度；然后，按步驟2）計算機數(shù)值數(shù)值構的自由度F = 1,并確定凸輪為原動件；最后按照步驟3）的要領，先拆分出由構件4和5構成的Ⅱ級組，再拆分出由構件3和2及構件6和7構成的兩個Ⅱ級組及由構件8構成的單構件高副桿組，最后剩下原動件1和機架9。

3、正確拼接組裝動作副及機構動作方案

按照擬定或由實驗中獲取的機構動作學尺寸，運用機構動作方案創(chuàng)新設計實驗臺提供的零件按機構動作的傳遞順序實行拼接。拼接時，首先要分清機構中各構件所占據(jù)的動作