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1、课题二 学习机械基础,学习任务一 认识常用机构 学习任务二 认识传动机构 学习任务三 认识基础零件,返回,学习任务一 认识常用机构,机构主要用以传递运动和动力或改变运动形式、运动轨迹等。如图 所示， 门座起重机作业过程中货物的水平移动主要通过变幅机构实现， 那么门座起重机的变幅机构为机械中哪类常用机构呢？ 其又如何实现货物水平移动呢？ 本任务主要学习以下几种常用机构： 平面连杆机构、凸轮机构及其他常用机构。 .平面连杆机构 平面连杆机构是所有机构全部用低副连接而成的平面机构， 又称平面低副机构。低副是面接触， 压强低、磨损小； 两构件接触表面为圆柱面和平面， 制造比较简单， 易获得高精度； 此
2、外， 这类机构容易实现常见的转动、移动及其转换。,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,因而平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛使用。其缺点是低副中的间隙会引起运动误差， 连杆机构不易精确地实现复杂的运动规律， 构件惯性力难以平衡， 不宜高速运行。 平面连杆机构中， 最常见的是由 个构件组成的四杆机构。门座起重机的变幅机构就是四连杆机构（臂架、象鼻梁、拉杆及机架） 组成， 如图 所示通过臂架围绕其下铰点的转动从而实现俯仰动作， 最终带动起吊的货物实现水平移动， 即变幅。 （） 铰链四杆机构 各构件之间均以转动副相连的四杆机构称为铰链四杆机构， 如图 所示。,上一页,下一页,返回,学习任务一
3、 认识常用机构,其中， 为机架， 与机架相连的杆、 称为连架杆。连架杆相对于机架能作整周回转的称为曲柄， 只能在一定角度（） 范围内作往复摇摆的称为摇杆。不与机架相连的杆 称为连杆。 根据铰链四杆机构中两连架杆运动形式的不同， 铰链四杆机构有三种基本形式： 曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。见表。 （） 平面连杆机构的结构和维护 平面连杆机构是面接触的低副机构， 低副中的间隙会引起运动误差， 所以要注意保证良好的润滑以减少摩擦、磨损。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,要定期检查运动副的润滑和磨损情况， 以避免运动副严重磨损后间隙增大， 进而导致运动精度丧失、承载能力下降。
4、维护机构的主要工作有清洁、检查、测试调整间隙、紧固紧固件、更换易损件、加润滑剂等。 .凸轮机构 凸轮机构为机械常用机构、应用广泛， 如图 所示的内燃机内部结构图， 活塞在活塞缸内的伸缩运动及图 所示的缝纫机的紧线机构中从动紧线爪的往复运动都是通过凸轮机构实现的。图 所示为一凸轮机构，通常有原动件凸轮、从动件 和机架 组成。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,由于凸轮与从动件组成的是高副， 所以是高副机构。凸轮机构可将凸轮的连续转动或移动转换为从动件的连续或不连续的移动或摆动。可以实现许多复杂的运动要求， 并且结构简单紧凑， 因而在各种机械， 特别是自动机械中被广泛地应用。 （）
5、凸轮机构的分类 凸轮机构按构件形状与运动形式分为不同类型。 按凸轮的形状分类： 盘形凸轮是凸轮的基本形式； 圆柱凸轮； 移动凸轮。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,按从动件形式分类， 如图 所示： 尖顶从动件， 适用于作用力不大和速度较低的场合， 如仪器仪表中的凸轮控制机构等； 滚子从动件， 因滚动摩擦， 磨损较小， 可传递较大动力， 故应用广泛； 平底从动件， 润滑较好， 适用于高速传动。 按从动件的运动形式分类： 直动从动件与摆动从动件。 按锁合方式分类： 力锁合与形锁合。 （） 凸轮机构的应用,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,凸轮机构的结构简单紧凑， 易于
6、设计， 只要适当地设计凸轮轮廓， 就可以使从动件实现特殊的或复杂的运动规律； 缺点是凸轮轮廓曲线的加工比较复杂， 且凸轮与从动件为点、线接触的高副机构， 易磨损， 不便润滑， 故传力不大。在自动机或半自动机中， 广泛应用着凸轮机构。 图 所示为凸轮机构可以使机构 实现预期运动规律的往复移动。利用图 所示的凸轮机构可以使构件 实现预期运动规律的往复摆动。而利用图 所示的所谓双凸轮机构不仅可以使构件 实现预期的运动要求， 而且可以使构件 上的 点按照所需要的轨迹运动。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,凸轮机构中凸轮轮廓与从动件构成的高副是点或线接触， 难以形成润滑油膜， 所以易磨损
7、。一般凸轮多用在传递动力不大的场所。 .其他常用机构 在机械中， 除前面介绍的平面连杆机构、凸轮机构外， 还经常会用到螺旋机构和间歇运动机构等类型繁多、功能各异的机构。主动件作连续运动， 从动件作周期性间歇运动的机构， 称为间歇运动机构。 （） 螺旋机构 螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成（一般把螺杆和螺母之一作成机架）， 其主要功用是将旋转运动变换为直线运动， 并同时传递运动和动力， 是机械设备和仪器仪表中广泛应用的一种传动机构。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,螺杆与螺母组成低副， 粗看似乎有转动和移动两个自由度， 但由于转动与移动之间存在必然联系， 故它仍只能视为一个自由度。
8、 按用途和受力情况， 螺旋机构又可分为以下几类： 传力螺旋： 以传递轴向力为主， 如起重螺旋或加压装置的螺旋。这种螺旋一般工作速度不高， 通常要求有自锁能力。如图 所示的螺旋起重机构。 传导螺旋： 以传递运动为主， 如机床的进给丝杠等。这种螺旋通常速度较高， 要求有较高的传动精度， 如图 所示。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,调整螺旋： 用于调整零件的相对位置， 如机床、仪器中的微调机构。如图 所示为虎钳钳口调节机构， 可改变虎钳钳口距离， 以夹紧或松开工件。 螺旋机构具有结构简单、工作连续平稳、传动比大、承载能力强、传递运动准确， 易实现自锁等优点， 故应用广泛。 螺旋机构
9、的缺点是摩擦损耗大、传动效率低。随着滚珠螺纹的出现， 这些缺点已得到很大的改善。 （） 棘轮机构 如图 所示的棘轮机构， 由棘轮、棘爪、摇杆、弹簧 及止动爪 组成。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,曲柄摇杆机构将曲柄的连续转动换成摇杆的往复摆动。当摇杆顺时针摆动时， 主动棘爪 啮入棘轮 的齿槽中， 从而推动棘轮顺时针转动； 当摇杆逆时针摆动时， 主动棘爪 插入棘轮 的齿间， 推动棘轮转过某一角度。此时， 棘轮在止退棘爪的止动下停歇不动， 弹簧的作用是将棘爪贴紧在棘轮上。在摇杆作往复摆动时， 棘轮作单向时动时停的间歇运动。因此， 棘轮机构是一种间歇运动机构。 机构可分为齿式棘轮机
10、构和摩擦式棘轮机构两大类。 齿式棘轮机构有外啮合与内啮合两种形式。按棘轮齿形分， 可分为锯齿形齿和矩形齿两种。矩形齿用于双向转动的棘轮机构。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,（） 槽轮机构 槽轮机构是利用圆销插入轮槽时拨动槽轮， 脱离轮槽槽轮停止转动的一种间歇运动机构。可分为外槽轮机构和内槽轮机构， 其结构分别如图 所示。 槽轮机构由带销的主动拨盘、具有径向槽的从动槽轮 和机架组成。拨盘 为主动件， 作连续匀速转动， 通过主动拨盘上的圆销与槽的啮入啮出， 推动从动槽轮作间歇转动。为防止从动槽轮在生产阻力下运动， 拨盘与槽轮之间设有锁止弧。锁止弧是以拨盘中心为圆心的圆弧， 只允许
11、拨盘带动槽轮转动， 不允许槽轮带动拨盘转动。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,槽轮机械结构简单， 转位方便， 工作可靠， 传动平稳性较好， 能准确控制槽轮转动的角度。但槽轮的转角大小受槽数 的限制， 不能调整， 且在槽轮转动的始、末位置存在冲击，因此， 槽轮机构一般应用于转速较低， 要求间歇地转动一定角度的自动机的转位或分度装置中。如图 所示的槽轮机构是用于六角车床刀架转位。刀架 装有 把刀具， 与刀架一体的是六槽外槽轮， 拨盘 回转一周， 槽轮转过， 使下一道工序所需的刀具转换到工作位置上。图 所示为自动机中的自动传送链装置， 拨盘 使六槽外槽轮 间歇传动，并通过齿轮传至链轮
12、， 从而得到传送链的间歇运动， 以满足自动流水线上装配作业的要求。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,（） 不完全齿轮机构 不完全齿轮机构是在一对齿轮传动中的主动齿轮上只保留 个或几个轮齿。不完全齿轮机构是由渐开线齿轮机构演变而成的与棘轮机构、槽轮机构一样， 同属于间歇运动机构。不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种， 如图 所示。 与其他间歇运动机构相比， 不完全齿轮机构的结构更为简单， 操作更为可靠， 且传递力大， 从动轮转动和停歇的次数、时间、转角大小等的变化范围均较大。缺点是工艺复杂， 从动轮运动的开始和结束的瞬时， 会造成较大冲击， 故多用于低速、轻载场合。,上一页,下一页
13、,返回,学习任务一 认识常用机构,.分度定位机构 实际生产中具有分度定位作用的机构很多， 正如前面介绍的棘轮机构及不完全齿轮机构都可用于分度定位。现简单介绍蜗形凸轮和圆柱凸轮带动滚子盘实现的分度定位机构。 （） 蜗形凸轮分度定位机构 蜗形凸轮分度定位机构如图 所示， 其主动件是蜗形凸轮， 从动件是滚子盘。滚子盘回转轴线与凸轮回转轴线呈直角相错， 中心距为。滚子盘上沿径向均布若干滚子。各滚子的轴线及凸轮的轴线在统一平面内。凸轮工作表面是与滚子工作表面（外圆柱面） 相共轭的曲面。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,由分度曲面（蜗形） 与定位曲面（环形） 两部分光滑相接。在无侧隙的理想
14、状态下， 始终有两个滚子与凸轮相啮合。当滚子与环形定位曲面啮合时， 滚子盘处于定位状态； 当滚子与蜗形分度曲面啮合时， 滚子盘处于分度过程。 一般， 凸轮作等速连续回转运动， 其回转方向不限。凸轮回转一周， 滚子盘实现一次分度和定位， 凸轮定位环面所占圆心角的大小， 决定定位状态的持续时间， 从而也决定分度过程的时间（当凸轮角速度为常数时）。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,凸轮也可以作断续回转运动， 此时， 滚子盘的分度与定位时间以及分度过程的运动规律， 不仅与凸轮的工作表面有关， 而且与凸轮断续回转的运动参数有关。 （） 圆柱凸轮分度定位机构 圆柱凸轮分度定位机构如图 所示
15、， 其主动件是圆柱凸轮， 从动件是滚子盘。滚子盘回转轴线与凸轮回转轴线呈直角相错， 中心距为。滚子盘上均布若干滚子， 各滚子的轴线与滚子盘轴线平行。 凸轮工作表面由分度曲面与定位环面两部分光滑相接。,上一页,下一页,返回,学习任务一 认识常用机构,分度曲面与滚子啮合的过程实现滚子盘分度转位， 在此过程中只有一个滚子与分度曲面相接触。当运转到定位环面与滚子相啮合时， 滚子盘静止不动即实现定位， 此时， 若在无侧隙的理想状态下， 有两个滚子分别与定位环的两侧面接触。若采用锥形滚子， 则可通过调整滚子盘的轴向位置来调整侧隙， 使侧隙达到最小或产生一定的预紧以提高定位精度。 分度曲面也可以设计成始终与
16、两个滚子接触的形状， 此时凸轮轴向尺寸较小。,上一页,返回,学习任务二 认识传动机构,.齿轮传动 齿轮传动是机械传动中最重要的一种传动形式， 各种机械设备几乎都离不开齿轮传动，包括汽车、飞机、发电设备等。齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。 （） 齿轮传动的类型 通常可按齿轮轴线的相对位置、齿轮啮合的情况、齿轮曲线的形状、齿轮传动的工作条件及齿面的硬度等进行分类。 齿轮传动根据齿廓形式不同， 有渐开线齿轮传动、摆线齿轮传动、圆弧齿轮传动等。,下一页,返回,学习任务二 认识传动机构,应用最为广泛的是渐开线齿轮传动， 其传动的速度和功率范围很大， 线速度可达 ， 功率可达 ， 传动效率高， 一对齿轮可达.； 传
