中职机电类机械基础(主编林菊娥+北理工版)课件：第1章+常用机构及其功能介绍01201423891729625

1、第第1 1章常用机构及其功能介绍章常用机构及其功能介绍1.1 1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构1.2 1.2 凸轮机构凸轮机构1.3 1.3 变速机构变速机构1.4 1.4 步进运动机构步进运动机构1.1 1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构通过本章的学习，使学生了解常用机构的种类及其功能，并通过本章的学习，使学生了解常用机构的种类及其功能，并且能在实际中进行运用。且能在实际中进行运用。1.对铰链四杆机构及其衍生形式有所了解，并对相关概念、对铰链四杆机构及其衍生形式有所了解，并对相关概念、知识有基础的了解。知识有基础的了解。2.深入理解铰链四杆机构的性质，并对其原理进行深入学习，深入理解铰链四杆机

2、构的性质，并对其原理进行深入学习，能够独立画出简单的机构运动图。能够独立画出简单的机构运动图。3.在认知和理解的基础上能够在实践中体会简单机构的原理在认知和理解的基础上能够在实践中体会简单机构的原理及作用。及作用。下一页返回1.1 1.1 铰链四杆机构铰链四杆机构1.1.1 铰链四杆机构的概念及构成铰链四杆机构的概念及构成用四个转动副在构件间相连的平面四杆机构，称为图用四个转动副在构件间相连的平面四杆机构，称为图1-1(a)所示为一铰链四杆机构，由四根杆状的构件分别用铰链连接所示为一铰链四杆机构，由四根杆状的构件分别用铰链连接而成。图而成。图1-1(b)为铰链四杆机构的简图。平面铰链四杆机为铰

3、链四杆机构的简图。平面铰链四杆机构，或者简称为铰链四杆机构。构，或者简称为铰链四杆机构。 在铰链四杆机构中，起固定在铰链四杆机构中，起固定作用的构件称为机架作用的构件称为机架(又称为固定件、静件又称为固定件、静件);机构中与机架用机构中与机架用低副相连的构件称为连架杆低副相连的构件称为连架杆;不与机架相连的构件称为连杆。不与机架相连的构件称为连杆。图图1-1中，构件中，构件4为机架，构件为机架，构件2为连杆，构件为连杆，构件1和和3为连架为连架杆。连架杆按其运动特征可分成摇杆和曲柄两种。杆。连架杆按其运动特征可分成摇杆和曲柄两种。摇杆摇杆:同机架用转动副相连但只绕该转动副轴线摆动的构件。同机架

4、用转动副相连但只绕该转动副轴线摆动的构件。曲柄曲柄:同机架用转动副相连且绕该转动副轴线整圈旋转的构件。同机架用转动副相连且绕该转动副轴线整圈旋转的构件。上一页 下一页返回图图1-1铰链四杆机构铰链四杆机构 1,3-连架杆连架杆;2-连杆连杆;4-机架机架返回1.1 铰链四杆机构1.1.2 铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构的基本类型1.曲柄摇杆机构的特点及构成曲柄摇杆机构的特点及构成曲柄摇杆机构是具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。曲柄摇杆机构是具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。曲柄摇杆机构一般以曲柄为主动件作等速转动，摇杆为从动曲柄摇杆机构一般以曲柄为主动件作等速转动，摇杆为从动件作往

5、复摆动。在件作往复摆动。在图图1-2所示的曲柄摇杆机构中，假定曲柄所示的曲柄摇杆机构中，假定曲柄AB为主动件，并作逆时针等速转动。当曲柄为主动件，并作逆时针等速转动。当曲柄AB的的B端从端从B点点回转到回转到B点时，动件摇杆点时，动件摇杆CD上的上的C端从端从C点摆动到点摆动到C点，而当点，而当B端从端从 点回转到点回转到 点时，点时，C端从端从C点顺时针摆动到点顺时针摆动到q点。当点。当B端继续从端继续从B2点回转到点回转到B点时，点时，C端将从端将从q点逆时针摆回到点逆时针摆回到 点。点。上一页 下一页返回2B1C图图1-2 曲柄摇杆机构运动简图曲柄摇杆机构运动简图 返回1.1 铰链四杆机

6、构牛头刨床横向进给机构牛头刨床横向进给机构(图图1-3 )，其传动方式采用了曲柄摇，其传动方式采用了曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构工作时，齿轮杆机构。曲柄摇杆机构工作时，齿轮1带动齿轮带动齿轮2并与齿轮并与齿轮2同轴的销盘同轴的销盘3(相当于曲柄相当于曲柄)一起转动，连杆一起转动，连杆4使带有棘爪的摇使带有棘爪的摇杆杆5绕绕D点摆动，与此同时棘爪推动棘轮点摆动，与此同时棘爪推动棘轮6上的轮齿，使与棘上的轮齿，使与棘轮同轴的丝杠轮同轴的丝杠7转动，从而完成工作台的横向运动转动，从而完成工作台的横向运动。上一页 下一页返回图图1-3 牛头创床横向进给机构牛头创床横向进给机构 ( a)进给机构进给机构;

7、(b)运动简图运动简图1,2-齿轮齿轮;3-梢盘梢盘(曲柄曲柄);4-连杆连杆;5-摇杆摇杆;6-棘轮棘轮;7-丝杠丝杠返回1.1 铰链四杆机构曲柄摇杆机构在生产中的应用范围很广，曲柄摇杆机构在生产中的应用范围很广，图图1-4是一些实际是一些实际应用应用:(a)为雷达俯仰角度的摆动装置，为雷达俯仰角度的摆动装置，(b)为颗式破碎机。为颗式破碎机。它们在曲柄它们在曲柄AB连续回转的同时，摇杆连续回转的同时，摇杆CD可以往复摆动，完可以往复摆动，完成雷达天线的摆动俯仰、破碎矿石等动作。成雷达天线的摆动俯仰、破碎矿石等动作。在在图图1-5所示的脚踏砂轮机机构和所示的脚踏砂轮机机构和图图1-6所示的缝

8、纫机踏板所示的缝纫机踏板机构中，连杆机构中，连杆BC随着踏板作往复摆动，驱动曲轴随着踏板作往复摆动，驱动曲轴AB和带轮和带轮进行连续的回转。在曲柄摇杆机构中，当取摇杆为主动件时，进行连续的回转。在曲柄摇杆机构中，当取摇杆为主动件时，可以使摇杆的往复摆动转换成从动件曲柄的整周回转运动。可以使摇杆的往复摆动转换成从动件曲柄的整周回转运动。上一页 下一页返回图图1-4 曲柄摇杆机构的应用实例曲柄摇杆机构的应用实例返回图图1-5 脚踏砂轮机机构脚踏砂轮机机构返回图图1-6 缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构返回1.1 铰链四杆机构2.双曲柄机构的特点及构成双曲柄机构的特点及构成 一般而言，两连架杆均为曲柄的

9、铰链四杆机构，称为双曲柄一般而言，两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。如图机构。如图1一所示的惯性筛中的铰链四杆机构就是双曲柄一所示的惯性筛中的铰链四杆机构就是双曲柄机构。当主动曲柄机构。当主动曲柄AB绕点绕点A匀匀速回转转动速回转转动 时，通过连杆时，通过连杆BC带动从动曲柄带动从动曲柄CD绕绕D点变速回转一周并通过点变速回转一周并通过E点连接，使点连接，使筛子作变速往复直线运动进行筛选工作。筛子作变速往复直线运动进行筛选工作。上一页 下一页返回0180图图1-7 惯性筛机构惯性筛机构上一页 下一页返回1.1 铰链四杆机构如果在双曲柄机构中，两曲柄的长度相等，连杆与机架的长如果在

10、双曲柄机构中，两曲柄的长度相等，连杆与机架的长度也相等，那么可以称为平行双曲柄机构度也相等，那么可以称为平行双曲柄机构(图图1-8 )。在机械。在机械中平行双曲柄机构的应用也很广泛，如中平行双曲柄机构的应用也很广泛，如图图1-9所示的天平，所示的天平，它能保证天平盘它能保证天平盘1,2始终处于水平位置始终处于水平位置;图图1-10所示的机车所示的机车车轮联动装置也是平行双曲柄机的应用实例。车轮联动装置也是平行双曲柄机的应用实例。如果曲柄转向不同，称为反向平行双曲柄机构，可以简称为如果曲柄转向不同，称为反向平行双曲柄机构，可以简称为反向双曲柄机构，如反向双曲柄机构，如图图1-11所示。所示。图图

11、1-12为车门启闭机构，为车门启闭机构，它采用的就是反向双曲柄机构。它采用的就是反向双曲柄机构。上一页 下一页返回图图1-8 平行双曲柄机构平行双曲柄机构返回图图1-9 天平天平返回图图1-10 机车车轮联动装置机车车轮联动装置(a)车轮联动装置车轮联动装置;(b)联动装置机构简图联动装置机构简图返回图图1-11 反向双曲柄机构反向双曲柄机构返回图图1-12 车门启闭机构车门启闭机构返回1.1 铰链四杆机构3.双摇杆机构的特点及构成双摇杆机构的特点及构成双摇杆机构是具有两个摇杆的铰链四杆机构。双摇杆机构的双摇杆机构是具有两个摇杆的铰链四杆机构。双摇杆机构的应用实例也很多应用实例也很多:如如图图

12、1-13所示的鹤式港口起重机中月刀为所示的鹤式港口起重机中月刀为机架，机架，AB和和CD为摇杆，当摇杆为摇杆，当摇杆AB摆动时，通过连杆摆动时，通过连杆CE将将重物重物Q近似水平直线移动到虚线位置。近似水平直线移动到虚线位置。图图1-14所示的自卸载所示的自卸载重汽车翻斗机构中，重汽车翻斗机构中，AD为机架，当液压缸输人液压油时，为机架，当液压缸输人液压油时，活塞杆向右伸出，使活塞杆向右伸出，使AB和和CD向右摆动，从而使车斗倾斜卸向右摆动，从而使车斗倾斜卸下货物。下货物。上一页 下一页返回图图1-13 鹤式港口起重机鹤式港口起重机返回图图1-14 自卸翻斗机构自卸翻斗机构返回1.1 铰链四杆机构1.1.3 铰链四杆机构的性质铰链四杆机构的性质1.曲柄存在的条件曲柄存在的条件在铰链四杆机构中是否有作整圈旋转的构件，取决于各构件在铰链四杆机构中是否有作整圈旋转的构件，取决于各构件之间的长度关系，这就是所谓的曲柄存在条件。对曲柄存在之间的长度关系，这就是所谓的曲柄存在条件。对曲柄存在条件的分析条件的分析:在在图图1-15所示的曲柄摇杆机构中，假设曲柄所示的曲柄摇杆机构中，假