机械原理_02常见基本机构形式与特性

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1、机械原理机械原理 机械原理机械原理 第二章 常见基本机构形式与特性第二章 常见基本机构形式与特性 常见基本机构形式与特性常见基本机构形式与特性 平面连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 其他常用类型和应用 常见基本机构形式与特性常见基本机构形式与特性 连杆机构连杆机构 凸轮机构凸轮机构 齿轮及轮系齿轮及轮系 其他常用机构其他常用机构 契贝谢夫四足机器人契贝谢夫四足机器人 平面连杆机构平面连杆机构 平面连杆机构平面连杆机构 连杆机构：连杆机构：(linkages) 若干刚性构件用低副联结所构成的机构。若干刚性构件用低副联结所构成的机构。 平面连杆机构的工作特性特性平面连杆机构的工作特性特性 曲柄摇杆机构

2、曲柄摇杆机构 (crank- rocker mechanism) 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 变机架演示变机架演示 双曲柄机构双曲柄机构 刮板泵刮板泵 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 双摇杆机构双摇杆机构 鹤式起重机鹤式起重机 摇头扇摇头扇 平面连杆机构的工作特性特性平面连杆机构的工作特性特性 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 摆动导杆机构摆动导杆机构 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 曲柄摇块机构曲柄摇块机构 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 移动导杆机

3、构移动导杆机构 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 平面连杆机构的工作特性特性平面连杆机构的工作特性特性 平面连杆机构的工作特性特性平面连杆机构的工作特性特性 特点：特点： 平面连杆机构能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律；平面连杆机构能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律； 低副机构传递动力较大，且易于加工，应用广泛。低副机构传递动力较大，且易于加工，应用广泛。 平面连杆机构难以精确实现人易预期的运动规律，设计方平面连杆机构难以精确实现人易预期的运动规律，设计方 法复杂；法复杂； 连杆机构中作变速运动的构件惯性力及惯性力矩难以完全连杆机构中作变速运动的构件惯性力及惯性力矩难以完全 平衡。

4、平衡。 连杆机构基本型式及特点连杆机构基本型式及特点 凸轮机构凸轮机构 概述概述 基本构件基本构件 凸轮凸轮(cam) 推推杆杆(follower) 机架机架( frame) 凸轮机构凸轮机构 特特 点：点： 从动件可获得预期的运动规从动件可获得预期的运动规 律；结构简单；设计容易。律；结构简单；设计容易。 高副接触，容易磨损，高副接触，容易磨损， 适用低速场合。适用低速场合。 凸轮机构的分类：凸轮机构的分类：凸轮的类型凸轮的类型 盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮 圆柱凸轮圆柱凸轮 凸轮机构凸轮机构 凸轮机构凸轮机构 推 杆 形 状推 杆 形 状 尖端尖端 滚子滚子 平底平底 凸轮机构凸轮机构

5、 推杆运动形式推杆运动形式 移动从动件摆动从动件移动从动件摆动从动件 机械原理机械原理 推杆推杆 相对相对 凸轮凸轮 回转回转 中心中心 位置位置 对对 心心 偏偏 置置 凸轮机构的类型：直动推杆凸轮机构凸轮机构的类型：直动推杆凸轮机构 机械原理机械原理 保持从动件与凸轮高副接触的结构类型保持从动件与凸轮高副接触的结构类型 力封闭几何封闭力封闭几何封闭 机械原理机械原理 等宽凸轮等宽凸轮 共轭凸轮共轭凸轮 特殊的凸轮机构特殊的凸轮机构 等径凸轮等径凸轮 轮廓上两平行切线间的距离保持定值的平底从动件盘形凸轮轮廓上两平行切线间的距离保持定值的平底从动件盘形凸轮 轮廓上相反的两向径值之和为常数的滚子

6、从动件盘形凸轮轮廓上相反的两向径值之和为常数的滚子从动件盘形凸轮 相互固结的一对凸轮轮廓分别与同一从动件上相应的运动副元素接触相互固结的一对凸轮轮廓分别与同一从动件上相应的运动副元素接触 机械原理机械原理 凸轮机构凸轮机构命名命名根据类型根据类型 直动摆动直动摆动 对心偏置对心偏置 尖端滚子平底尖端滚子平底 盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮 直动对心直动对心 尖底推杆尖底推杆 盘状凸轮结构盘状凸轮结构 直动偏心直动偏心 平平底推底推杆杆 盘状凸轮机构盘状凸轮机构 摆动摆动尖底盘状凸轮机构尖底盘状凸轮机构 凸轮机构的类型：凸轮机构的类型： 凸轮机构凸轮机构 偏置移动尖端从动件盘形

7、凸轮机构摆动滚子从动件盘形凸轮机构偏置移动尖端从动件盘形凸轮机构摆动滚子从动件盘形凸轮机构 机械原理机械原理 齿轮机构齿轮机构Gear mechanism 概述概述 1. 特点：特点： 齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，应用广泛。齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，应用广泛。 传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的 直径、圆周速度和功率范围广。直径、圆周速度和功率范围广。 2. 分类分类 平面齿轮机构：平行轴传动平面齿轮机构：平行轴传动 直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮 齿轮机构齿轮机构 平面齿轮机构：平行轴传动平面齿轮机构：平行轴传动 斜齿

8、圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮人字齿圆柱齿轮人字齿圆柱齿轮 齿轮机构齿轮机构 空间齿轮机构：交错轴传动空间齿轮机构：交错轴传动 斜齿齿轮蜗杆蜗轮斜齿齿轮蜗杆蜗轮 齿轮机构齿轮机构 空间齿轮机构：相交轴传动空间齿轮机构：相交轴传动 圆锥齿轮圆锥齿轮 齿轮机构齿轮机构 齿轮机构齿轮机构 轮系轮系 轮系轮系 钟表传动机构钟表传动机构滚齿机工作台传动机构滚齿机工作台传动机构 轮系轮系 轮系轮系 a) 慢速进给时啮合位置慢速进给时啮合位置b) 快速退回时啮合位置快速退回时啮合位置 车床尾架套筒进给机构车床尾架套筒进给机构 轮系轮系 间歇运动机构间歇运动机构 1、棘轮机构、棘轮机构 齿式棘轮机构齿式棘轮机构 摩擦式

9、棘轮机构摩擦式棘轮机构 实实例例： 牛头刨牛头刨床床工作工作台进给台进给机构机构 间歇运动机构间歇运动机构 2、槽轮机构、槽轮机构 实例：实例： 电影胶片抓片电影胶片抓片机构机构 蜂窝煤模蜂窝煤模盘转位盘转位机构机构 间歇运动机构间歇运动机构 3、凸轮间歇机构、凸轮间歇机构 间歇运动机构间歇运动机构 4、不完全齿轮机构、不完全齿轮机构 挠性传动机构挠性传动机构 带传动机构带传动机构 常用带的类型、特点及应用常用带的类型、特点及应用 挠性传动机构挠性传动机构 图图2-22 链轮机构链轮机构 挠性传动机构挠性传动机构 常用链条的类型、特点及应用常用链条的类型、特点及应用 挠性传动机构挠性传动机构

10、1 卷筒 卷筒2绳索滑轮组绳索滑轮组3 臂架 臂架 臂架式变幅机构结构简图臂架式变幅机构结构简图 挠性传动机构挠性传动机构 绳索滑轮传动机构绳索滑轮传动机构 常用摩擦机构常用摩擦机构 的类型、特点及应用的类型、特点及应用 摩擦传动机构摩擦传动机构 螺旋机构螺旋机构 广义机构广义机构 常用广义机构常用广义机构 的类型及运动方式的类型及运动方式 广义机构广义机构 常用广义机构常用广义机构:液压千斤顶液压千斤顶 组合机构组合机构 齿轮连杆机构凸轮连杆机构齿轮连杆机构凸轮连杆机构 附录 平面连杆机构的工作特性特性平面连杆机构的工作特性特性 平面四杆机构存在曲柄的条件平面四杆机构存在曲柄的条件 平面连杆

11、机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 AB杆成为曲柄的条件？杆成为曲柄的条件？ 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 极值出极值出现的现的条条件件 格拉霍夫格拉霍夫(Grashof )定理：定理： 铰链四杆机构满足铰链四杆机构满足杆杆长之长之和和条条件件，则最短杆两端，则最短杆两端 的转动副为的转动副为周转周转副副，最短杆对边构件两端的转动副为，最短杆对边构件两端的转动副为摆摆转转 副副。 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 杆杆长之长之和和条条件件: 最短杆和最长杆最短杆和最长杆 之和必小于或等于之和必小于或等于 其它两杆之和其它两杆之和 推推论论： 1、若铰链四杆机构满足

12、杆长条件：若铰链四杆机构满足杆长条件： 以最短杆为机架，则形成以最短杆为机架，则形成双曲柄机构双曲柄机构； 以最短杆的相邻构件为机架，则形成以最短杆的相邻构件为机架，则形成曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构； 以最短杆的对边构件为机架，则形成以最短杆的对边构件为机架，则形成双摇杆机构双摇杆机构。 2、若铰链四杆机构不满足杆长条件：、若铰链四杆机构不满足杆长条件： 所有机构均为所有机构均为双摇杆机构双摇杆机构。 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 四杆机构的急回特性四杆机构的急回特性(quick- return characteristics) 急位夹角急位夹角 急回特性急回特性 平面连杆机构的

13、工作特性平面连杆机构的工作特性 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 + = = = = 180 180 t t K 2 1 2 1 2m 1m 行行程程速速比比系系数数 1K 1K 180 + = 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 机构存在急回运动的条件：机构存在急回运动的条件： 0 1K 例例1：对心：对心曲柄滑块曲柄滑块机构机构 极位夹角：曲柄与连杆共线的两个位置夹的锐角极位夹角：曲柄与连杆共线的两个位置夹的锐角 例例2：偏置偏置曲柄滑块曲柄滑块机构机构 例例2：曲柄导杆曲柄导杆机构机构动动画画简简图图6-32 传力特性传力特性 压压

14、力力角角 ：从动件上所受的驱动力：从动件上所受的驱动力P与其力作用点与其力作用点 的绝对速度方向间所夹的锐角。的绝对速度方向间所夹的锐角。 传力特性好传力特性好 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 传动传动角角： 传力特性好传力特性好 40 = 90 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 当 当 90 时 时 = 当 当 90 时 时 = 180 曲柄与机架共线时存在曲柄与机架共线时存在 比较比较 、 确定确定 min min的位置：的位置： 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 机构的机构的死死点点位置位置： = 0 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 例例 题题 ： 曲曲 柄柄 滑滑 块块 机机 构构 的的 死死 点点 对心曲柄对心曲柄 滑块滑块 偏置曲柄偏置曲柄 滑块滑块 滑块滑块为为 主主动件动件 平面连杆机构的工作特性平面连杆机构的工作特性 夹具夹紧位置夹具夹紧位置 飞机起落架着陆位置飞机起落架着陆位置 判断死点：从动件与连杆共线的位置判断死点：从动件与连杆共线的位置 克服死点的方法克服死点的方法 加大惯性加大惯性 错位组合错位组合