机械原理第四章常用机构

第五章常用(chánɡyònɡ)机构杨拴强福建江夏学院(xuéyuàn)工业工程系精品资料第五章常见机构福建江夏学院杨拴强精品资料*本章主要(zhǔyào)内容5.1平面连杆机构5.2凸轮(tūlún)机构5.3棘轮机构5.4轮槽机构5.5典型机构动画演示精品资料*本章重点(zhòngdiǎn)知识平面四杆机构的演化机构曲柄存在的条件曲柄连杆机构的特性凸轮机构的特点棘轮(jílún)机构的组成与原理轮槽机构的组成与原理精品资料*5.1平面(píngmiàn)连杆机构平面(píngmiàn)连杆机构定义：所有构件均作平行于某一平面(píngmiàn)的运动，且构件之间只有低副连接。1、铰链四杆机构的组成机架——固定不动构件连架杆——与机架以运动副相连的杆曲柄——能做整周转动摇杆——摆动一定角度

连杆——不直接与机架相连的杆1234精品资料*一、铰链四杆机构(jīgòu)的基本形式（1）曲柄(qūbǐng)摇杆机构（crank-rocker)（2）双曲柄(qūbǐng)机构（double-crank)（3）双摇杆机构（double-rocker)精品资料*曲柄(qūbǐng)摇杆机构（crank-rocker)何为曲柄摇杆机构？既有曲柄又有摇杆的机构。如下动画中，两个(liǎnɡɡè)连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆。精品资料*曲柄(qūbǐng)摇杆机构（crank-rocker)日常生活中常见的雷达、缝纫机等就是有曲柄(qūbǐng)摇杆机构构成的。精品资料*双曲柄(qūbǐng)机构（double-crank)何为双曲柄(qūbǐng)机构？两个连架杆都是曲柄(qūbǐng)的机构。如下动画精品资料*双摇杆机构(jīgòu)（double-rocker)何为双摇杆机构？在一个机构中，两个(liǎnɡɡè)连架杆都是摇杆。如下动画中所示。精品资料*设计(shèjì)：潘存云设计(shèjì)：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云铰链四杆机构的演化偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构双滑块机构

正弦机构s=lsinφ↓∞

→∞φl精品资料*曲柄滑块机构(jīgòu)的实例内燃机实例(shílì)精品资料*曲柄滑块机构(jīgòu)的实例往复式抽水机精品资料*运动副转化(zhuǎnhuà)机构的演化曲柄(qūbǐng)滑块机构1234213413421234曲柄摇杆机构曲柄移动导杆机构精品资料*三、曲柄(qūbǐng)摇杆机构的演化（1）取不同构件为机架，曲柄摇杆机构(jīgòu)、双曲柄、双摇杆可以相互演化123412341234曲柄摇杆双曲柄双摇杆精品资料*（2)曲柄存在(cúnzài)的条件(GRASHOF)(a)最短杆+最长杆≤其他(qítā)两杆长度之和——格拉肖夫判别式以最短杆为机架时——必为双曲柄机构以最短杆的相邻杆为机架时——必为曲柄摇杆机构以最短杆的对面杆为机架时——必为双摇杆机构(b)不满足格拉肖夫判别式时，以任何杆为机架，皆为

双摇杆机构123412341234精品资料*三、平面四杆机构(jīgòu)的基本特性急回特性在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆(liánɡǎn)两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。此两处曲柄之间的夹角θ称为极位夹角。精品资料*1、急回特性当曲柄(qūbǐng)以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置摆到C2D。精品资料*精品资料*2.压力(yālì)角和传动角压力(yālì)角α：从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。传动角γ：压力(yālì)角的余角即连杆与从动件间所夹的锐角。切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑

F’↑→对传动有利。=Fsinγ=FsinαF精品资料*设计(shèjì)：潘存云αFγF’

F”当∠BCD≤90°时，

γ＝∠BCDABCDγmin出现(chūxiàn)的位置：当∠BCD>90°时，

γ＝180°-∠BCD此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。CDBAFγF”F’当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin为了保证机构良好的传力性能设计：潘存云C1B1l1l2l3l4DA机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。γ1γ2C2B2精品资料*死点特性(tèxìng)摇杆为主动件，且连杆(liánɡǎn)与曲柄两次共线时，有：γ＝0此时机构不能运动.Fγ＝0Fγ＝0避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;称此位置为：“死点”靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。精品资料*思考题在现实生活中，那里用到了平面四杆机构的这些特性(tèxìng)？这些特性(tèxìng)的好处和坏处是什么？精品资料5.2凸轮(tūlún)机构的应用和分类杨拴强福建江夏学院(xuéyuàn)工业工程系精品资料*KnowledgePoints凸轮机构的组成凸轮机构的分类(fēnlèi)凸轮机构的优点、缺点精品资料*凸轮(tūlún)机构的组成凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件凸轮机构一般(yībān)由凸轮、从动件和机架三个构件组成。精品资料*凸轮(tūlún)机构的分类按照凸轮的形状分类(fēnlèi)按照从动件的型式分类(fēnlèi)按照凸轮与从动件维持高副接触的方法分类(fēnlèi)精品资料*凸轮机构(jīgòu)的分类按照凸轮(tūlún)的形状分类盘形凸轮(tūlún)移动凸轮(tūlún)圆柱凸轮(tūlún)精品资料*盘形凸轮(tūlún)这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化向径的盘形零件(línɡjiàn)，如。当其绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮转轴的平面内运动。它是凸轮的最基本型式，结构简单，应用最广。精品资料*移动(yídòng)凸轮当盘形凸轮的转轴位于无穷(wúqióng)远处时，就演化成了图示的移动凸轮（或楔形凸轮）。凸轮呈板状，它相对于机架作直线移动。精品资料*圆柱(yuánzhù)凸轮如果将移动凸轮卷成圆柱体即演化成圆柱凸轮。图示为自动机床的进刀机构。在这种凸轮机构中凸轮与从动件之间的相对运动是空间(kōngjiān)运动，故属于空间(kōngjiān)凸轮机构。精品资料*凸轮(tūlún)机构的分类按照从动件的型式分类(fēnlèi)尖底从动件滚子从动件平底从动件精品资料*尖底从动件从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓(lúnkuò)保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。精品资料*滚子(ɡǔnzǐ)从动件为减小摩擦磨损，在从动件端部安装(ānzhuāng)一个滚轮，把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形式的从动件应用很广。精品资料*平底从动件从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处易形成油膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦(mócā)时，凸轮对从动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受力平稳传动效率高，常用于高速场合。精品资料*凸轮(tūlún)机构的分类按照凸轮(tūlún)与从动件维持高副接触的方法分类力锁合形锁合精品资料*力锁合所谓力锁合型，是指利用重力、弹簧(tánhuáng)力或其它外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。精品资料*形锁合所谓形锁合型，是指利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓(lúnkuò)始终保持接触。精品资料*凸轮(tūlún)机构的应用精品资料*凸轮(tūlún)机构的应用精品资料*凸轮机构(jīgòu)的优点结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多用性和灵活性，从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线的形状。对于(duìyú)几乎任意要求的从动件的运动规律，都可以毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。精品资料*凸轮(tūlún)机构的缺点凸轮轮廓线与从动件之间是点或线接触(jiēchù)的高副，易于磨损，故多用于传力不大的场合。精品资料*思考题现实生活中，那些地方用到了凸轮机构，他的目的(mùdì)是什么？凸轮机构的优点是什么？缺点是什么？精品资料5.3棘轮机构简介(jiǎnjiè)及应用杨拴强福建江夏学院(xuéyuàn)工业工程系精品资料*一、棘轮机构的组成(zǔchénɡ)及工作原理如图所示为单向式棘轮机构，其特点是摆杆单向摆动时，棘轮沿同一方向转过一个角度；而棘轮向另一个方向转动时，棘轮静止不动。常见的棘轮齿形为不对称梯形(tīxíng)。为了便于加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采用三角形的棘轮轮齿，图示棘轮齿形即为三角形。精品资料*在棘轮机构中，一般情况下棘爪(jízhuǎ)是原动件，当工作的棘爪(jízhuǎ)连续摆动时，棘轮作间歇转动。当棘轮停歇时，止动棘爪(jízhuǎ)可防止其逆转。只要棘轮的齿数Z足够多，则每次间歇转动的角度就可以很小；而且可根据工作要求调节棘轮转角的大小。

精品资料*1、带轮齿(lúnchǐ)的棘轮机构单动式棘轮(jílún)机构双动式棘轮机构二、棘轮机构的类型精品资料*端面(duānmiàn)棘轮机构精品资料*内啮式棘轮(jílún)机构内啮合(nièhé)棘轮机构精品资料*内啮合(nièhé)棘轮机构自行车飞轮(fēilún)的原理精品资料*可变向棘轮(jílún)机构精品资料*精品资料*2、摩擦式棘轮(jílún)机构偏心楔块式棘轮(jílún)机构滚子楔紧式棘轮机构精品资料*偏心楔块式棘轮(jílún)机构精品资料*滚子(ɡǔnzǐ)楔紧式棘轮机构精品资料*1.齿啮式棘轮机构(jīgòu)的特点2.摩擦式棘轮(jílún)机构的特点

摩擦式棘轮机构传递运动平稳，无噪音棘轮可实现无级调节，但易打滑，运动准确性差。齿啮式棘轮机构结构简单，棘轮转角可实现有级调节，但传动平稳性差。适合于转速不高，转角不大和小功率场合。小结精品资料*射沙自动线的浇铸(jiāozhù)机构棘轮机构——应用棘轮机构具有(jùyǒu)间歇运动特性精品资料*超越(chāoyuè)式棘轮机构棘轮机构——应用2、棘轮(jílún)机构具有快速超越运动特性精品资料5.4轮槽机构的原理(yuánlǐ)和应用杨拴强江夏学院(xuéyuàn)工业工程系精品资料*如图所示为外啮全槽轮机构。槽轮与主动(zhǔdòng)拨盘的轴线平行，其转向相反，最小槽数应大于3.论草机构(jīgòu)的组成与工作原理精品资料*内啮合(nièhé)槽轮机构外啮合(nièhé)槽轮机构球面槽轮机构轮槽机构的类型精品资料*外啮合(nièhé)轮槽机构精品资料*内啮合(nièhé)轮槽机构精品资料*球面(qiúmiàn)槽轮机构球面(qiúmiàn)槽轮机构精品资料*精品资料*槽轮机构结构简单，工作可靠，但槽轮转角不能调节(tiáojié)。