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1、任务9 常用机构,平面连杆机构,凸轮机构,间歇运动机构,平面连杆机构,一、概述（运动副及其分类）,（一）低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。1.转动副,运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接,运动副分类：低副、高副,2.移动副 两构件只能沿某一方向线作相对移动的运动副称为移动副。,（二）高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。,二、平面四杆机构的特点,优点：1.压强小、磨损低、寿命长 2.易于加工、成本较低缺点：1.间隙引入运动误差，运动精度降低 2.不易实现复杂的运动,平面连杆传动机构：由若干个构件用低副联接,平面四杆机构：由四个构件组成的平面连杆机构。,并
2、作平面运动的机构。,应用：,汽车前轮转向机构,三、平面四杆机构的类型与应用,类型：,铰链四杆机构（无移动副）,滑块四杆机构（有移动副）,铰链四杆机构,滑块四杆机构,（一）铰链四杆机构,组成：,分类：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构,机架（固定不动）,2个连架杆,曲柄,摇杆,连杆,1.曲柄摇杆机构（取与最短杆相邻杆为机架）,特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）,应用：转动-摆动，摆动转动，所需运动轨迹,雷达天线仰俯机构,汽车前窗刮雨器,搅拌机,缝纫机,飞剪,2.双曲柄机构（取最短杆为机架）,特点：1.两连架杆都是曲柄（整周转）2.主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转,平行双曲柄机
3、构：对边相等且两曲柄转向相同,反向双曲柄机构：对边相等但不平行，但两曲柄转向相反,公共汽车车门启闭机构,公共汽车的车门起闭机构,3、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）,港口起重机,二、铰链四杆机构类型的判别,铰链四杆机构的三种基本型式的主要区别，在于连架杆是否存在曲柄。机构中是否存在曲柄，取决于：各构件的相对长度。选取哪一构件为机架。,c.最短杆为连杆，双摇杆机构,a.最短杆为连架杆，曲柄摇杆机构,b.最短杆为机架，双曲柄机构,（1）当最短杆长度与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和（）,2、当机构中最短构件长度lmin与最长构件长度lmax之和大于或等于其余两构件l、l之和，即：,
4、则不论取哪一构件为机架，均无曲柄存在，为双摇杆机构。,四、平面四杆机构的演化（滑块四杆机构）；,1.改变运动副的形式（一个转动副转化为移动副）,类型,对心曲柄滑块机构,偏置曲柄滑块机构,2.改变构件的尺寸,在曲柄滑块机构中，若曲柄很短，可将曲柄制成偏心轮的形式称为偏心轮机构。,偏心轮机构结构简单，偏心轮轴颈的强度和刚度大，且易于安装整体式连杆，广泛用于曲柄长度要求较短、冲击在和较大的机械中。,颚式破碎机,3.取不同的构件作为机架,曲柄滑块机构中，当将最短杆改为机架时，就演化成转动导杆机构。,b.转动导杆机构,a.曲柄滑块机构,摆动导杆机构,转动导杆机构,增加机架长度,应用,牛头刨床机构,简易刨
5、床,曲柄滑块机构中，当将连杆改为机架时，就演化成摇块机构。,a.曲柄滑块机构,b.摇块机构,(2)、应用,泵,自卸卡车的翻斗机构,曲柄滑块机构中，当将滑块改为机架时，就演化成移动导杆机构,a.曲柄滑块机构,b.定块机构,应用,定块机构,五、平面四杆机构的基本特性,传力特性,运动特性,压力角和传动角,死点,急回特性,压力角与传动角,F,F,F,Vc,压力角力与点运动方向之间的夹角,推动从动件运动的有效分力。,有害分力。,传动角将压力角 的余角 称为传动角。,F,传力性能越好。,在机构运动过程中，传动角是不断变化的。,一般情况下，应使机构在一个运动循环中的最小传动角,传递较大功率时，,从动件与连杆
6、共线位置,1、机构卡死2、运动不确定,死点的概念,若连杆BC与从动件AB共线，连杆BC对从动件AB的作用力，通过铰链A的中心，不能使从动件转动，整个机构处于静止状态，机构的这种位置称为死点。,死点位置的判断,=90=0,死点的影响,避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;,靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。,止点位置的利用：,夹紧工具,当在FP力作用下夹紧工件时，铰链中心B、C、D共线，机构处于死点位置，此时工件加在构件1上的反作用力FQ无论多大，也不能使构件3转动。这就保证在去掉外力FP之后，仍能可靠夹紧工件。当需要取出工件时，只要在手柄上施加向上的外力，就可使机构离开死点位置，从而松脱
7、工件。,A,B,C,D,飞机起落架,1、摆角,2、极位夹角,3、急回特性,急回特性,4、行程速比系数,基本概念,（以曲柄摇杆机构为例）,具有急回特性的四杆机构,曲柄摇杆机构,曲柄滑块机构,摆动导杆机构,1、摆角,2、极位夹角,若曲柄以等角速度逆时针转动。,曲柄 AB1,AB2,摇杆C1D,C2D,曲柄 AB2,AB1,摇杆C2D,C1D,=常数,1 2,t1 t2,V2 V1,摇杆在回程运动速度较大的这种运动特性称为急回特性。,3、急回特性,4、行程速比系数,摇杆摆回速度V2与摆去速度V1的比值。,已知K时，,0，K 1，机构具有急回特性。,K越大，急回作用越明显。,=0,K=1,机构不具有急
8、回特性。,曲柄摇杆机构具有急回特性。,偏置式曲柄滑块机构具有急回特性。,摆动导杆机构具有急回特性。,利用机构的急回特性缩短非生产时间，提高劳动生产率。,凸轮机构,一、凸轮传动机构的特点和组成,内燃机的配气机构,1、组成：凸轮，从动件，机架,2、作用：将凸轮的转动或移动转变为从动件的移动或摆动,3、特点:(1)结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计；(2)高副接触，易磨损，用于传力不大的控制机构和调节 机构,二、凸轮的分类,1、按凸轮的形状分类,(1)、盘形凸轮,是一个绕固定轴转动并且具有变化向径的盘形零件，应用广泛。但从动件的行程不能太大。,(2)移动凸轮,具有曲线轮廓，并作往复直线移动的构件。,
9、(3)、圆柱凸轮,在圆柱面上开有曲线凹槽，可使从动件获得较大的行程。,2、按从动件的形状分类,(1)、尖顶从动件,尖顶从动件：结构简单，尖顶可与任何形状的凸轮轮廓保持接触，以实现复交杂的运动规律，但易于磨损，适合低速和作用力不大的场合。,(2)、滚子从动件,滚子从动件：滚子与凸轮之间为滚动摩擦，磨损小，可传递较大的动力，应用广泛。但结构较复杂。,(3)、平底从动件,平底从动件：从动件的端部以平面与凸轮轮廓接触。当不考虑摩擦时，凸轮作用在从动件上的力始终垂直于平底，传动效率高，且接触处易于形成油膜，利于润滑，常用于高速凸轮机构中。但不能与内凹或直线轮廓接触。,3.按从动件的运动形式,（2）摆动从
10、动件,（1）移动从动件,4.按锁合方式的不同（锁合：保证凸轮与从动件始终接触的方式）,力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；,形锁合凸轮，如沟槽凸轮等。,沟槽凸轮,三、凸轮机构的应用,（）配气机构,自动车床上的走刀机构,（）自动车床横刀架进给机构,（）车床仿形机构,基圆：以凸轮最小半径rb所作的圆，rb称为凸轮的基圆半径。,BC远休、远休止角：,CD回程、回程运动角：,DA近休、近休止角：,AB推程、推程运动角：,四、凸轮机构的工作过程,间歇运动机构,机器工作时，当主动件作连续运动时，常需要从动件产生周期性的运动和停歇，实现这种运动的机构，称间歇运动机构。,间歇运动机构,类型：,2.主动件
11、连续转动，从动件间歇运动-槽轮机构、不完全齿轮机构,1.主动件往复摆动，从动件间歇运动-棘轮机构,一、棘轮机构,由棘轮、棘爪、机架三个基本构件组成。,主动摇杆作连续摆动时，棘轮便作单向的间歇运动。,棘轮机构具有结构简单，制造方便和运动可靠等特点，利用其单向运动特点，常用于机械的送进、制动和超越。,缺点,优点,在其运动开始和终止的瞬间有刚性冲击，运动平稳性差，嘈音较大，传递的动力较小。不适合于高速传动。,棘轮机构的特点,卷扬机提升机构,为防止在起升过程中重物意外的回落，采用棘轮机构可阻止卷筒倒转，起到安全保护作用。,自行车后轮轴上的棘轮机构,正常行驶,链轮（内圈有棘齿）,链条,棘爪,后轮轴,踏板
12、不动,链轮和链条不再转动,后轮在惯性力的作用下,仍可带动棘爪转动，棘爪在棘齿背上滑过。,从动件超越主动件转动的特性,超越性能,内啮合棘轮机构,（1）外啮合式棘轮机构,2.棘轮机构的类型,（2）内啮合式棘轮机构,（3）单动式棘轮机构,当主动摇杆往复摆动一次时，棘轮只能单向间歇地转过某一角度。,（4）双动式棘轮机构,主动件作往复摆动时，可视两个棘爪交替带动棘轮沿同一方向作间隙传动,（5）可变向棘轮机构,翻转变向棘轮机构 回转变向棘轮机构,是一种无棘齿的棘轮，靠棘爪和棘轮之间的摩擦力传动，棘轮转角可作无级调节。另一棘爪用来制动。传动噪音小，但接触表面间容易发生滑动。,（6）摩擦式棘轮机构,1、槽轮机
13、构的工作原理,二、槽轮机构,由带有圆销的拨盘、具有径向槽的槽轮和机架组成。,结构简单，工作可靠，在进入和退出啮合时，槽轮的运动要比棘轮平稳。,转角大小不能调节。由于槽轮每次转过的角度与槽数Z有关，要想改变其转角大小，必须更换具有相应槽数的槽轮，使用不方便。,槽轮槽数不能过多，故槽轮转角较大，当要求间歇运动的转角小时，不应采用槽轮机构。,3.槽轮机构的特点,优点：,缺点：,2.槽轮机构的类型及应用,根据槽轮径向槽的开口在外缘或內缘：,外啮合式,内啮合式,两轴转向相反,两轴转向相同,根据机构中圆销的数目：单圆销、双圆销、多圆销,空间槽轮机构,此种机构多用于两轴相错的分度间歇运动中。,与槽轮固联的刀
14、架上装有六种刀具，相应的槽轮上有六个径向槽，拨盘上装有一个圆销，当主动轴连续回转时，拨盘上的圆销便驱动槽轮作间歇转动，从而带动刀架间歇转位。,应用：刀架转换机构,为了适应人们的视觉暂留现象，要求影片作间歇运动，槽轮开有四个径向槽，当传动轴带动圆销，每转过一周时，槽轮转过90，所以能使影片的画面有一段停留时间。,放映机的卷片机构,三、不完全齿轮机构,1.不完全齿轮机构的工作原理和类型,外啮合不完全齿轮机构,由齿轮机构演变而成，即在主动齿轮上只作一个或几个齿，而在从动齿轮上，做出与主动齿轮相应的齿间，形成不完全的齿轮传动，从而达到从动齿轮做间歇运动的要求。,内啮合不完全齿轮机构,主动轮上有1个轮齿，从动轮的圆周上，有10个齿间。当主动轮旋转一周时，从动轮只转过1/10转。,2.不完全齿轮机构的特点和应用,从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度变化范围都较大，设计较灵活；但加工工艺复杂，从动轮在运动开始，终了时冲击较大，故一般用于低速、轻载场合。,机构运动简图：简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形,
