机械设计基础第二章 常用机构介绍

第二章常用(chánɡyònɡ)机构介绍第一节、平面连杆机构一、基本概念1、平面连杆机构—若干构件用低副联接，且所有构件间的相对运动均为平面运动的机构。2、所有构件都在同一平面内或平行平面内运动的机构称为平面机构，否则(fǒuzé)称为空间机构。二、特点：1、能实现多种运动形式。如：转动，摆动，移动，平面运动。精品资料2、运动副为低副：面接触：①承载能力大；②便于润滑；寿命长几何形状简单——便于加工，成本低。3、缺点：①只能近似实现给定(ɡěidìnɡ)的运动规律；②设计复杂；③只用于速度较低的场合。精品资料由转动副联接四个构件而形成的机构，称为铰链四杆机构，如图所示。图中固定不动的构件是机架；与机架相连的构件称为连架杆；不与机架直接(zhíjiē)相连的构件称为连杆。连架杆中，能作整周回转的称为曲柄，只能作往复摆动的称为摇杆。根据两连架杆中曲柄(或摇杆)的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

精品资料4—机架1，3—连架杆→定轴转动2—连杆(liánɡǎn)→平面运动整转副：二构件相对运动为整周转动。摆动副：二构件相对运动不为整周转动。曲柄：作整周转动的连架杆摇杆：非整周转动的连架杆

精品资料二、平面四杆机构的常用形式1、曲柄摇杆机构（构件(gòujiàn)4为机架、构件(gòujiàn)2为机架）2、双曲柄机构}全回转副四杆机构（构件(gòujiàn)1为机架）3、双摇杆机构（构件(gòujiàn)3为机架）4、曲柄滑块机构构件(gòujiàn)4为机架精品资料1、曲柄摇杆机构

两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构的作用是将曲柄的回转运动转换成摇杆的往复摆动。如雷达、汽车前窗刮雨器与搅拌机均为曲柄摇杆机构的应用。2、双曲柄机构

两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构

。如图所示的惯性筛。当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行(píngxíng)双曲柄机构（平行(píngxíng)四边形机构）。如图所示的机车车轮联动机构，就是平行(píngxíng)双曲柄机构的具体应用。它能保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。精品资料精品资料此外，还有反平行四边形机构。如公共汽车车门启闭机构。当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝相反方向转动，从而保证两扇车门同时(tóngshí)开启和关闭。3、双摇杆机构

两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构

。起重机、飞机起落架即为双摇杆机构的应用。识别：取最短构件为机架——双曲柄机构取最短构件任一相邻构件为机架——曲柄摇杆机构取最短构件对面的构件为机架——双摇杆机构精品资料精品资料精品资料▲铰链(jiǎoliàn)四杆机构存在一个曲柄的条件是：(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。(二)曲柄为最短杆。▲铰链(jiǎoliàn)四杆机构存在曲柄的条件是：(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。(二)机架或连架杆为最短杆。精品资料4、曲柄(qūbǐng)滑块机构二、平面四杆机构的内部演化:精品资料精品资料第二节凸轮(tūlún)机构一、凸轮(tūlún)机构的组成与分类：运动方式：将主动凸轮(tūlún)的连续转动或移动转换成为从动件的移动或摆动。分类：1、形状①盘形凸轮(tūlún)机构——平面凸轮(tūlún)机构②移动凸轮(tūlún)机构——平面凸轮(tūlún)机构③圆柱凸轮(tūlún)机构——空间凸轮(tūlún)机构2、运动形式精品资料按从动件的运动型式：①尖底从动件：用于低速；②滚子从动件：应用(yìngyòng)最普遍；③平底从动件：用于高速精品资料二、从动件的常用运动规律从动件的运动规律——从动件在工作过程中，其位移（角位移）、速度（角速度）和加速度（角加速度）随时间（或凸轮转角）变化的规律。凸轮轮廓曲线的形状(xíngzhuàn)是依据已选定了的从动件运动规律而设计的。从动件常用的运动规律：等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律和正弦加速度运动规律等。精品资料三、凸轮机构的特点及应用优点：1、能够实现精确的运动规律；2、设计较简单。缺点(quēdiǎn)：1、承载能力低，主要用于控制机构；2、凸轮轮廓加工困难。精品资料*第三节间歇运动(yùndòng)机构

概念：间歇运动机构——将原动件的连续(liánxù)运动转换成从动件作周期性停歇间隔的运动，实现这种运动转换的机构。一、棘轮机构工作原理：摆杆1左右摆动，当摆杆左摆时，棘爪4插入棘轮3的齿内推动棘轮转过某一角度。当摆杆右摆时，棘爪4滑过棘轮3，而棘轮静止不动，往复循环。制动爪5——防止棘轮反转这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。精品资料棘轮机构的特点及应用：有齿的棘轮机构运动可靠，从动(cóngdòng)棘轮容易实现有级调节，但是有噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重，常用于低速、轻载的间歇传动。起重机、绞盘常用棘轮机构使提升的重物能停在任何位置，以防止由于停电等原因造成事故。精品资料二、槽轮机构组成(zǔchénɡ)、工作原理1．组成(zǔchénɡ)：具有径向槽的槽轮，具有圆销的构件，机架2．工作原理：构件1→连续转动；构件2（槽轮）→时而转动，时而静止当构件1的圆销A尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。当构件1的圆销A开始进入槽轮径向槽的位置，锁住弧被松开，圆销驱使槽轮传动。当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。往复循环精品资料精品资料特点和应用：1、优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求(yāoqiú)恒定