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机械制图机械制图机械基础主讲：
陈霖本章学习目标了解运动副的概念和平面机构运动简图。
了解运动副的概念和平面机构运动简图。
掌握平面连杆机构的主要及演化形式掌握平面连杆机构的主要及演化形式。
掌握凸轮机构的类型和应用掌握凸轮机构的类型和应用。
掌握螺旋机构的类型和工作原理。
掌握螺旋机构的类型和工作原理。
了解棘轮机构的工作原理和槽轮机构的工作原理。
了解棘轮机构的工作原理和槽轮机构的工作原理。
了解变速变向机构的应用。
了解变速变向机构的应用。
第三章常用机构3.1运动副及平面机构运动简图运动副及平面机构运动简图3.2平面连杆机构平面连杆机构3.3凸轮机构凸轮机构3.4螺旋机构螺旋机构3.5间歇运动机构间歇运动机构3.6变速变向机构变速变向机构3.1运动副及平面机构运动简图运动副及平面机构运动简图思考下列图形的运动形式，观察滑块与机架，两齿轮思考下列图形的运动形式，观察滑块与机架，两齿轮的接触形式有什么不同？
的接触形式有什么不同？
运动副：
将两个构件组成的既具有一定约束又运动副：
将两个构件组成的既具有一定约束又具有一定相对运动的联接。
具有一定相对运动的联接。
两构件组成的运动副，是通过点、线或面接触两构件组成的运动副，是通过点、线或面接触来实现的。
来实现的。
按照接触方式不同，通常把运动副分为低副按照接触方式不同，通常把运动副分为低副（如曲柄滑块机构）和高副（齿轮副）两类（如曲柄滑块机构）和高副（齿轮副）两类。
3.1.1运动副及其分类通过面接触而构成的运动副称为低副。
通过面接触而构成的运动副称为低副。
移动副移动副转动副转动副低副低副高副高副通过点或线接触而构成的运动副称为高副。
凸轮副（点接触）齿轮副（线接触）其它运动副其它运动副球面副球面副螺旋副螺旋副注意注意：
把构件运动副的两构件之间的相对运动把构件运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副称为平面运动副为平面运动的运动副称为平面运动副（如移动副、（如移动副、凸轮副等都为平面运动副）。
凸轮副等都为平面运动副）。
两构件之间的相对运动为空间运动的运两构件之间的相对运动为空间运动的运动副称为空间运动副（如球面副、螺旋动副称为空间运动副（如球面副、螺旋副为空间运动副）副为空间运动副）3.1.2平面机构运动简图研究机械的运动（例如研究机器上各点的位移、研究机械的运动（例如研究机器上各点的位移、轨迹、速度和加速度）时，如果使用实物结构轨迹、速度和加速度）时，如果使用实物结构图，不仅绘制繁琐，而且由于图形复杂使分析图，不仅绘制繁琐，而且由于图形复杂使分析不便。
为了使问题简化，有必要去掉那些与运不便。
为了使问题简化，有必要去掉那些与运动无关的因素（如构件的形状、组成构件的零动无关的因素（如构件的形状、组成构件的零件数目、运动副的具体构造等），仅用简单线件数目、运动副的具体构造等），仅用简单线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例画条和符号表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的位置，这种说明机构中各构件间出各运动副的位置，这种说明机构中各构件间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。
相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。
绘制运动简图的步骤绘制运动简图的步骤例：
绘制内燃机的机构运动简图。
例：
绘制内燃机的机构运动简图。
分析：
分析：
此内燃机由齿轮机构、凸轮机构和四杆此内燃机由齿轮机构、凸轮机构和四杆机构构成，共有四个转动副、三个移动副、一机构构成，共有四个转动副、三个移动副、一个齿轮副和两个凸轮高副个齿轮副和两个凸轮高副。
步骤：
步骤：
选择视图平面。
选择视图平面。
选择比例尺，并根据选择比例尺，并根据机构运动尺寸定出各运机构运动尺寸定出各运动副间的相对位置。
动副间的相对位置。
画出各运动副和机构画出各运动副和机构符号，并画出各构件。
符号，并画出各构件。
完成必要的标注完成必要的标注内燃机的运动简图内燃机的运动简图1曲轴；曲轴；2连连杆；杆；3活塞；活塞；4缸体；缸体；5阀杆；阀杆；6凸轮；凸轮；7，8齿轮齿轮3.2平面连杆机构平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副或移动副联接而成的机构，也称平面低副机构，或移动副联接而成的机构，也称平面低副机构，组成平面连杆机构各构件的相对运动均在同一组成平面连杆机构各构件的相对运动均在同一平面或相互平行的平面内。
平面或相互平行的平面内。
主要内容：
铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构的演化形式铰链四杆机构的演化形式3.2.1铰链四杆机构的基本形式构件间全部用转动副相连接的平面四杆机构，构件间全部用转动副相连接的平面四杆机构，称为铰链四杆机构。
称为铰链四杆机构。
铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式。
铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式。
机架：
机构中固定不动的构件，例如杆AD。
连架杆：
与机架相连的构件，例如杆AB和CD。
连杆：
不与机架直接相连的构件，例如杆BC。
曲柄：
连架杆中，能作整周回转的杆件称为曲柄。
摇杆：
连架杆中，只能作往复摆动的杆件称为摇杆。
四杆机构各部分名称四杆机构各部分名称：
根据连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构为：
根据连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构为：
曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄，铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄，一个为摇杆，则四杆机构称为曲柄摇杆机构。
一个为摇杆，则四杆机构称为曲柄摇杆机构。
例例1：
物料搅拌机构物料搅拌机构食品设备中的物料搅拌机构，当曲柄旋转时，食品设备中的物料搅拌机构，当曲柄旋转时，带动连杆上带动连杆上搅拌杆搅拌杆实现物料搅拌操作。
实现物料搅拌操作。
例例2：
牛头刨床的横向进给机构：
牛头刨床的横向进给机构机构工作时，右侧小齿轮带机构工作时，右侧小齿轮带动相当于曲柄的大齿轮转动，动相当于曲柄的大齿轮转动，然后通过连杆带动带有棘爪然后通过连杆带动带有棘爪的摇杆作往复摆动，从而带的摇杆作往复摆动，从而带动棘轮连同丝杠作单向间歇动棘轮连同丝杠作单向间歇运动。
运动。
所以牛头刨车的横向进给机所以牛头刨车的横向进给机构是由曲柄摇杆机构与棘轮构是由曲柄摇杆机构与棘轮机构串联构成的。
机构串联构成的。
双曲柄机构双曲柄机构铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄，则铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄，则四杆机构称为双曲柄机构。
四杆机构称为双曲柄机构。
例例1：
惯性振动筛：
惯性振动筛当主动曲柄转动时，通过连杆、从动曲柄和连当主动曲柄转动时，通过连杆、从动曲柄和连杆，带动滑块做水平往复移动。
该机构由双曲杆，带动滑块做水平往复移动。
该机构由双曲柄机构添加一个连杆和滑块组成。
柄机构添加一个连杆和滑块组成。
例例22：
机车车轮联动机构：
机车车轮联动机构机构中的机构中的ABCDABCD就是一就是一个正平行四边形机构，个正平行四边形机构，主动曲柄主动曲柄ABAB与从动曲与从动曲柄柄CDCD作同速同向转动，作同速同向转动，连杆连杆BCBC则作平移运动。
则作平移运动。
思考思考：
取消杆：
取消杆EFEF，对，对两车轮的运动是否有两车轮的运动是否有影响。
影响。
双摇杆机构双摇杆机构铰链四杆机构中，若两个连架杆均为摇杆，则铰链四杆机构中，若两个连架杆均为摇杆，则四杆机构称为双摇杆机构四杆机构称为双摇杆机构例例1：
ABCDABCD为一双摇杆机构，为一双摇杆机构，当主动摇杆当主动摇杆ABAB摆动时，摆动时，从动摇杆从动摇杆CDCD也随着摆动，也随着摆动，从而使连杆延长线上的从而使连杆延长线上的重物悬挂点重物悬挂点EE做平面运动做平面运动。
例例2：
ABCDABCD构成一个双摇杆构成一个双摇杆机构。
摇杆机构。
摇杆ABAB摆动，带动摇摆动，带动摇杆杆CDCD摆动，使飞机轮子放下。
摆动，使飞机轮子放下。
注意：
注意：
此时此时ABAB与与BCBC连线，主连线，主动件动件ABAB通过连杆作用于从动通过连杆作用于从动件件CDCD上的力恰好通过其回转上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件中心，出现了不能使构件CDCD转动的转动的“顶死顶死”现象，机构现象，机构的这种位置称为死点。
这时的这种位置称为死点。
这时无论飞机施加在无论飞机施加在ABAB上的力有上的力有多大，都不能使多大，都不能使BCBC转动，保转动，保证飞机正常的着陆。
证飞机正常的着陆。
铰链四杆机构存在曲柄的条件铰链四杆机构存在曲柄的条件1.1.最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆长度之和；长度之和；2.2.连架杆和机架中必有一个是最短杆连架杆和机架中必有一个是最短杆。
铰铰链链四四杆杆机机构构中中，若若最最短短杆杆与与最最长长杆杆的的长长度度之之和和小小于于或或等等于于其其余余两两杆杆长长度度之之和和，则则取取最最短短杆杆的的相相邻邻杆杆为为机机架架时时，得得曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构；取取最最短短杆杆为为机机架架时时，得得双双曲曲柄柄机机构构；取取与与最最短短杆杆相相对对的的杆杆为为机架时，得机架时，得双摇杆机构双摇杆机构。
铰链四四杆杆机机构构中中，若若最最短短杆杆与与最最长杆杆的的长度度之之和和大大于于其其余余两两杆杆长度度之之和和，则不不论取取何何杆杆为机机架架时均均无无曲曲柄柄存存在在，而而只只能能得得双双摇杆机构杆机构。
推论：
推论：
3.2.2铰链四杆机构的演化形式1、改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运动尺寸具有曲线导轨的曲柄滑块机构具有曲线导轨的曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构2、改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸偏心轮机构偏心轮机构偏心轮机构的应用偏心轮机构的应用鄂式破碎机鄂式破碎机：
3、选用不同的构件为机架选用不同的构件为机架曲柄滑块机构中，当将曲柄滑块机构中，当将曲柄曲柄ABAB改为机架时，改为机架时，就演化为就演化为导杆机构导杆机构曲柄滑块机构中，当将曲柄滑块机构中，当将连杆连杆BCBC改为机架时，改为机架时，就演化为就演化为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构中，当将曲柄滑块机构中，当将滑块滑块C改为机架时，改为机架时，就演化为就演化为直动滑块机构直动滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构直动滑块机构直动滑块机构小结小结平平面面四四杆杆机机构构铰链四杆机构铰链四杆机构（全转动副全转动副）含有移动副含有移动副的平面四杆的平面四杆机构机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄导杆机构曲柄导杆机构曲柄摇块机构曲柄摇块机构移动导杆机构移动导杆机构3.3凸轮机构主要内容：
主要内容：
认识凸轮机构认识凸轮机构凸轮机构的类型凸轮机构的类型凸轮的材料凸轮的材料凸轮的结构凸轮的结构凸轮机构的应用凸轮机构的应用认识凸轮机构认识凸轮机构凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来传递凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来传递运动和动力的，是一种常用的高副机构，在机械中应运动和动力的，是一种常用的高副机构，在机械中应用也很广泛用也很广泛例：
观察下图汽车配气机构例：
观察下图汽车配气机构就是利用凸轮来控制气门就是利用凸轮来控制气门的启闭的启闭凸轮机构的组成：
凸轮机构由凸轮1、从动件2和机架3三个基本构件及锁合装置组成，是一种高副机构。
其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动，而从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。
凸轮机构的优点：
只要适当地设计凸轮轮廓，就可以使从动件实现预期的运动规律，结构简单、紧凑，易于设计。
凸轮机构的缺点：
凸轮与从动件是高副接触，易磨损，制造困难，适用于传力不大的控制机构。
凸轮机构的类型凸轮机构的类型按按凸轮的形状分类凸轮的形状分类盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮按推杆的形状分类按推杆的形状分类尖顶移动从动杆盘形尖顶移动从动杆盘形凸轮机构凸轮机构滚子移动从动杆盘滚子移动从动杆盘形凸轮机构形凸轮机构平底移动从动杆盘形平底移动从动杆盘形凸轮机构凸轮机构根据推杆的运动形式的不同：
有作往复直线运根据推杆的运
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