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1、第六章 常用机构,机构是机械基础的重要内容，它将连续的转动改变成执行元件所需要的其它运动形式，如直线运动、间歇运动等。常见的机构有平面四杆机构、凸轮机构棘轮机构、槽轮机构等。机器是由各种机构和传动组成的，掌握机构的组成和特点，是了解和正确使用机器的必备基础知识。,6-1构件、运动副与平面机构,一、运动副 按接触状态分为点、线接触的高副；面接触的低副。低副又分为曲面接触的转动副；平面接触的移动副。,6-1构件、运动副与平面机构,6-1构件、运动副与平面机构,6-1构件、运动副与平面机构,二、构件 构件可以是一个零件，更多的是多个零件的组合体。构件可分成 构件两端的运动副可以是转动副、移动副或高副
2、。,6-1构件、运动副与平面机构,6-1构件、运动副与平面机构,三、平面机构运动简图 只应用一些简单的苻号按一定的比例确定运动副和构件的相对位置，表示机构各构件间的运动关系的图形称平面机构运动简图。,6-1构件、运动副与平面机构,画图的步骤是：找出原动件传动构件执形构件机架确定运动副的 类型选比例尺用直线或曲线连接运动副。,6-1构件、运动副与平面机构,例62：1.电动机 2.小皮带轮3.皮带 4.大皮带轮5.轴 6.小7.大齿轮 8.离合器9.曲轴 10.制动器11.连杆 12.滑块13.机架,6-2 平面连杆机构,一、铰链四杆机构的型式 由铰链连接而成的四杆机构称为铰链四杆机构。分固定不动
3、的机架和两个与机架相连接的连架杆；不与机架相连接的杆件为连杆。能绕机架作整周转动的连架杆称为曲柄；只能绕机架作某个角度范围内摆动的连架杆称为摇杆。,铰链四杆机构分三种不同型式：1.曲柄摇杆机构 两个连架杆分别为曲柄和摇杆的铰链四杆机构。,6-2 平面连杆机构,6-2 平面连杆机构,6-2 平面连杆机构,2.双曲柄机构 两个连架杆都为曲柄的铰链四杆机构。如果两个连架杆的长度相等，称为平行双双曲柄机构。,6-2 平面连杆机构,3.双摇杆机构 两个连架杆都为摇杆的铰链四杆机构。,6-2 平面连杆机构,二、铰链四杆机构类型的判定 将最短杆与其中最长杆的长度之和与其它两杆长度之和比较判定：1.最短杆与最
4、长杆的长度之和小于其它两杆长度之和，则机构可能存在曲柄。,6-2 平面连杆机构,此时，如果取最短杆的相邻杆为机架，则机构为曲柄摇杆机构；如果取最短杆为机架，则机构为双曲柄机构；如果取最短杆的对边杆件为机架，则机构为双摇杆机构。2.最短杆与最长杆的长度之和大于其它两杆长度之和，则机构不可能存在曲柄。此机构只能为双摇杆机构。例 62 图中各杆件长度 分别AB=800mm,BC=1300mm,CD=1000mm,AD=1200mm,取各杆件 为机架，可得何种机构？,6-2 平面连杆机构,三、含有一个移动副的四杆机构 1.曲柄滑块机构 把转动转化成移动，如冲压机。,2.摇杆滑块机构,6-2 平面连杆机
5、构,3.曲柄摇块机构,4.导杆机构,6-2 平面连杆机构,四、平面四杆机构的运动特性 1.急回特性 从图6-28中分析，摇杆的行程往返一样，但曲柄转过的圆心角不相等。曲柄作等角速运动，转过的圆心角大，所需要的时间长；反之，所需要的时间短。在相同的行程中，时间长的转动速度必然慢，反之必然快，使摇杆出现快速返回，称为回程的急回特性。,6-2 平面连杆机构,2.压力角 如图629所示，C点的绝对速度与受力方向的压力角为压力角，压力角与传动角互成90度，传动角的大小由连杆和摇杆的夹角组成，在运动中容易观察，所以常用传动角来控制压力角的大小。,6-2 平面连杆机构,3.死点 死点形成前提是在曲柄摇杆机构
6、中，以摇杆作为主动构件，当摇杆在两极限位置，极位夹角成0或180时，曲柄的力臂为0。此时无论施加多大的作用力，曲柄都不可能转动，称之为死点位置。,6-2 平面连杆机构,解决死点位置的方法是加惯性轮，靠惯性的作用冲过死点，或者采用机构错位排列的方法。可以利用死点作有用的工作，如作夹具或飞机起落架。,6-3 凸轮机构,一、凸轮的组成与特点 1.组成 由凸轮、从动件和机架等三个构件组成。2.特点 将凸轮连续匀速转动转变成从动件断续非匀速的直线运动或摆动。具有构件数少，结构紧凑的特点，但点、线接触的压强大，不适于重载的工作条件。二、凸轮机构的类型 1.按凸轮的形状和从动件的端部结构分类：盘形凸轮：如常
7、见的补鞋机手摇轮为盘形双凸轮。移动凸轮：常用钥匙与锁心的弹子。圆柱凸轮：如图所示。,6-3 凸轮机构,6-3 凸轮机构,6-3 凸轮机构,6-3 凸轮机构,6-3 凸轮机构,2.按照从动件的形状分：尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件,6-3 凸轮机构,3.按照从动件的运动形式分 移动从动件 摆动从动件 二、凸轮机构的材料及结构 1.材料 凸轮 高副点线接触的压强大，要求耐磨损材料，凸轮和滚子选45、40Cr，外轮廓淬火热处理。从动杆 端部作淬火热处理。2.结构 凸轮按结构大小做成凸轮轴或凸轮与轴分别加工，然后再用键或销连接起来。,6-3 凸轮机构,6-3 凸轮机构,三、凸轮机构的运动分析 1.
8、从动件的运动曲线 从动件的位移曲线与盘形凸轮运动轮廓成一一对应关系。如图640所示。2.盘形凸轮 几个参数基圆半径，远、近休止角，回程角。,6-3 凸轮机构,3.从动件的基本运动规律 常用有等速运动规律，如图641所示；等加等减速运动规律，如图642所示。主要研究各种运动规律的加速度大小，因为加速度与从动件的质量乘积是冲击力，在从动件的质量一定的条件下，加速度越大，冲击力也越大。（1）等速运动规律,6-3 凸轮机构,（2）等加速等减速运动规律 四、平面凸轮轮廓曲线的绘制 如图643所示，已知从动件的位移曲线，盘形凸轮基圆半径，采用反转法的方法绘制。,6-3 凸轮机构,步骤：先选比例尺；作基圆半
9、径，把基圆半径和位移曲线作相应的等分；按反转法把从动件逆转；作相应的位移；所得到从动件尖端的点用光滑曲线连接，即为盘形凸轮轮廓曲线。,6-3 凸轮机构,五、凸轮机构的传力特性 压力角如图644 所示，从动件的压力角大小影响到从动件的传力特性，压力角越小，产生有效分力越大，所以将压力角控制在一定的范围内，如推程角小于30度。,6-4 间歇运动机构,一、棘轮机构与运动特点 1.组成 棘轮机构 棘爪、棘轮、机架等三构件。,6-4 间歇运动机构,6-4 间歇运动机构,2.运动特点（1）主动轮作连续的匀速转动，转化成间歇的断续的运动。转角准确、有级调节，棘轮的转角比较小，一般不大于45。摩擦式 可无级调节转角，运动平稳。外接式，尺寸大；内接式，结构紧凑。（2）噪音、冲击、磨损铰大。不适用于高速。（3）可用改变摇杆摆角或在棘轮上加遮板调节转角。（4）双向式棘爪调节棘轮转向。,6-4 间歇运动机构,二、主要参数 1.棘轮齿数 z 2.棘轮齿距 P 3.棘轮模数 m 4.棘轮齿面倾角三、棘轮机构的应用,6-4 间歇运动机构,四、槽轮机构的结构和运动特点 1.结构 拨销、槽轮、机架三构件。2.运动特点 槽轮作等角度的间歇转动。,。,6-4 间歇运动机构,五、槽轮机构的主要参数 1.槽数k 1-5 2.圆销数 z 1-6 3.运动系数,6-4 间歇运动机构,六、槽轮机构的应用,
