《机械知识第四版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械知识第四版（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械知识第四版,第五章 常用机构,参赛人：郑海生 孙春莲,各种机器都是由一系列机构组成的。 常用机构很多，本章仅对应用较广的铰链四杆机构、凸轮机构和间歇运动机构的组成、应用及基本特性等作简要介绍。,概述,第五章 常用机构,52 凸轮机构,53 棘轮机构和槽轮机构,51 铰链四杆机构,第一节 铰链四杆机构,一、铰链四杆机构的组成及基本形式,图5-4 铰链四杆机构简图,1.铰链四杆机构中各构件的名称,机架：指机构中固定不动的构件。,机架,连杆,连架杆,连架杆,连架杆：指机构中与机架直接相连的构件。,连杆：指机构中不与机架直接相连的构件。,能够做整周转动的连杆架称为曲柄。 不能够做整周转动的连杆架称
2、为摇杆。,机架,连杆,曲柄,摇杆,知识拓展,铰链四杆机构的四个构件中，必须且仅能有一个构件作为机架。若机架过多，则机构会成为固定结构，不能运动；若没有机架，各构件相互间的运动又将无确定的对应关系，不能成为实用的机构。,铰链四杆机构 分为三种基本形式：曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构,2.铰链四杆机构的基本形式,铰链四杆机构中，曲柄存在的条件：最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其余两杆长度之和；,特别提示,在铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个为曲柄，而另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。当机构满足曲柄存在的杆长条件时，取最短的邻杆作为机架，即可形成曲柄摇杆机构,二、曲柄摇杆机构,机架,连杆,
3、曲柄,摇杆,图5-5 曲柄摇杆机构,曲柄摇杆机构是铰链四杆机构的最基本形式，其它形式的铰链四杆机构都可由曲柄摇杆机构转化得到。,飞剪,曲柄摇杆机构应用实例,汽车刮雨器,搅拌机,利用飞轮克服死点位置,曲柄摇杆机构应用实例,曲柄摇杆机构应用实例,雷达,碎石机,（1）急回特性,急回特性：由图中可以看出，转角1大于转角2（1=180+;180-）。当曲柄匀速转动时，转过1所用的时间必定大于转过2角所用的时间，即摇杆由右极限位置摆动到左极限位置所用的时间大于返回的时间。这表明摇杆往返角速度不等，由右向左摆动的速度慢，反方向摆动的速度快。铰链四杆机构的这种特性称为急回特性。,思考：如果曲柄转动的方向发生了
4、改变，摇杆的急回方向也会发生改变吗？,死点位置：在铰链四杆机构中，当连杆与从动件处于共线位置时，可能会出现机构卡死或运动不确定的现象，机构中的这种位置称为死点位置。,（2）止点位置,通常利用从动件本身或飞轮的运动惯性来通过死点位置。,曲柄摇杆机构的运动特性：,当曲柄为主动件并作匀速转动时，摇杆作变速往复摆动且有急回特性；当摇杆为主动件驱动曲柄作整周转动时，机构会出现两个止点位置。,三、双曲柄机构,运动特性：主动曲柄作匀速转动，从动曲柄作变速运动，且有急回特性。,在铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄时，则称为双曲柄机构。若将曲柄摇杆机构中的最短杆固定为机架时，根据转动副运动的可逆性原理，与机架
5、相连的两连架杆均可作整周转动，即形成双曲柄机构。常见的双曲柄机构形式有：不等长双曲柄机构；平行双曲柄机构；反向双曲柄机构。,不等长双曲柄机构应用实例,惯 性 筛,主动曲柄（蓝色杆）作匀速转动，从动曲柄作变速运动并通过附加连杆带动筛子做变速往复直线运动，以使物料获得较好的筛分效果。,平行双曲柄机构,运动特性：两曲柄旋转方向相同，角速度也相等。,四杆件构成反向双曲柄机构。两曲柄转向相反，角速度也不同。牵动主动曲柄AB，能使两扇车门同时开启或关闭。,反向双曲柄机构 实例：公共汽车车门启闭机构,反向双曲柄机构,对以长边为机架的平行双曲柄机构，在四杆共线时，可能因运动不确定性转化为反向双曲柄机构,增设辅
6、助曲柄可消除机构发生运动不确定现象。,平行双曲柄机构运动不确定性,四、双摇杆机构,将曲柄摇杆机构中的最短杆的对杆固定为机架时，即形成双摇杆机构；若铰链四杆机构中，最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和，不论哪一杆为机架，均为双摇杆机构。,两个连架杆均为摇杆的机构称为双摇杆机构,双摇杆机构应用实例,左侧所示为起重吊车结构及工作过程，通过两摇杆的摆动来带动重物平行移动。,双摇杆机构应用实例飞机起落架机构,主动摇杆通过连杆带动从动摇杆动作，实现起落架的收放。当主摇杆与连杆共线时，机构处于止点位置（如上图示），可防止起落架自行收回。,手柄与连杆连为一体，扳动手柄可夹紧或松开工件。当连杆与摇杆共线
7、，机构处于止点位置，可提高工件夹紧的可靠性。,双摇杆机构应用实例夹紧机构,双摇杆机构中，不论哪个摇杆做主动件，机构均有止点位置。在实际应用中，如需避免死点位置，应限制摇杆的摆动角度。,曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演变而来。左图的动画是演变过程的示意图。,五、曲柄滑块机构及其演化形式,曲柄滑块机构,曲柄滑块机构应用实例内燃机,内燃机应用曲柄滑块机构将活塞（相当于滑块）的往复直线运动转换为曲轴（相当于曲柄）的旋转运动。,冲压机应用曲柄滑块机构将曲轴（相当于曲柄）的旋转运动转换为冲压头（相当于滑块）的往复直线运动,曲柄滑块机构应用实例,滚轮养料机曲柄每转动一周，滑块就从料槽中推出一个工件。,取曲柄滑
8、块机构中的曲柄作机架，使原有连杆缩短于机架并转化为新的曲柄（原滑块转化为摇块）。,曲柄滑块机构的演化实例摆动导杆机构,取曲柄滑块机构中的连杆作机架（原滑块转化为摇块）,曲柄滑块机构的演化实例 摇块机构 移动导杆机构,取曲柄滑块机构中的滑块作机架（原导轨转化为移动导杆）,第二节 凸轮机构,一、凸轮机构的组成和特点,、凸轮机构的组成,凸轮从动件机架,、凸轮机构的特点,能使从动件获得较复杂且准确的预期运动规律。不能承受很大的负荷，常用于操纵机构。凸轮是一个具有特定轮廓的构件，精度要 求较高，制造困难。,一、凸轮机构的组成和特点,盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮,按凸轮形状分类,二、凸轮机构的分类和应用,
9、结构简单，应用广泛,凸轮相对于机架作往复直线移动,在圆柱端面作出曲线轮廓或在圆柱表面开出曲线凹槽,尖底式凸轮,按从动件形式分类,滚子式凸轮,平底式凸轮,二、凸轮机构的分类和应用,移动,摆动,靠模车削机构 自动进刀机构,二、凸轮机构的分类和应用,三、从动件常用的运动规律,如图所示，从动件的工作行程为h，其工作循环为升停降停。凸轮上，以其回转中心为圆心，以最小向径r0为半径所作的圆称为基圆。,在从动件运动的起始点、转折点和终了点都有速度的突变，使加速度趋于无限大，因此会引起惯性冲击，这种冲击对凸轮机构的工作影响很大，所以匀速运动规律一般只适用于低速或从动件重量较小的场合。,1、匀速运动规律,三、从
10、动件常用的运动规律,S,h,1,2,O,惯性冲击比等速运动小，适合于中、低速转动的凸轮及从动件质量不大的场合。,2、匀加速、匀减速运动规律,三、从动件常用的运动规律,S,h,1/2,O,1/2,2/2,2/2,1,2,匀加速 上升,匀减速 上升,匀加速 下降,匀减速 下降,第三节 棘轮机构和槽轮机构,棘轮机构和槽轮机构都属于间歇运动机构。间歇运动机构是指主动件作连续运动，从动件作间歇运动的运动机构。这种机构多用于机械中的进给、送料等装置。,组成,一、棘轮机构,止回爪,单击观看动画,、单动式棘轮机构,一、棘轮机构,、双动式棘轮机构,一、棘轮机构,3、可变向棘轮机构,一、棘轮机构,4、摩擦棘轮机构
11、,一、棘轮机构,棘轮机构除了实现间歇运动外，还能实现超越运动。如图所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。当脚蹬踏板时，经链轮1和链条2带动内圈具有棘齿的链轮3顺时针转动，再通过棘爪4的作用，使后轮轴5顺时针转动，从而驱使自行车前进。自行车前进时，如果令踏板不动，后轮轴5便会超越链轮3而转动，让棘爪4在棘轮齿背上滑过，从而实现不蹬踏板的自由滑行。,知识拓展,卷片机构 单圆销外啮合槽轮机构,二、槽轮机构,单销外啮合槽轮机构主动杆均速转动一周，槽轮间歇地转过一个槽口，且槽轮与主动杆转向相反。,双销外啮合槽轮机构主动杆均速转动一周，槽轮间歇地转过两个槽口，且槽轮与主动杆转向相反。,内啮合槽轮机构主动杆均速转动一周，槽轮间歇地转过一个槽口，且槽轮与主动杆转向相同。,其它间歇运动机构,知识拓展,拨盘每转一周, 圆销进入槽轮一次, 驱使槽轮(即刀架)转60, 从而将下一工序的刀具转换到工作位置,槽轮机构应用实例,刀架转位机构,课堂练习,可知：以40杆为机架（右上图），为双曲柄机构；以60杆（左下图）、70杆（左上图）为机架，为曲柄摇杆机构。以55杆（右下图）为机架，为双摇杆机构。,例：各杆尺寸如图，判断它们各属于四杆机构的那种形式？,解：最短杆40，最长杆70 407060+55 存在曲柄。,课堂练习,谢 谢 大 家 ！,
