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1、闫芳制作闫芳制作内燃机气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮9第第1 1节节 机构分析基本知识机构分析基本知识 活塞下行，进气阀打开，燃气被吸入汽缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动 活塞上行，排气阀打开，排出废气工作过程：内燃机第第1 1节节 机构分析基本知识机构分析基本知识 1.1 1.1 1.1 1.1 机器、机构和机械机器、机构和机械机器、机构和机械机器、机构和机械 n 机器特征：1）它们是许多人为实体的组合；2）实体间具有确定的相对运动 ；3）在工作时能进行能量的转换（如
2、内燃机、发电机等）或做有效的机械功（如起重机、金属切削机床等）。机器：凡 同 时 具 有 上 述 三 个 特 征 的 机 械 ；机构：仅 有 前 两 个 特 征 的 称 为 机 构。 如连 杆 机 构、凸 轮 机 构、 间 歇 运 动 机 构 和 螺旋 机 构 等。 1.2 1.2 1.2 1.2 构件和零件构件和零件构件和零件构件和零件 n 机 构 中 的 运 动 单 元 称 为 构件。n组 成 机 器 的 不 可 拆卸 的 基 本 单 元 称 为 机 械 零 件，可见零 件 是 制 造 的 单 元 。 零件零件 构件构件 2.1 2.1 2.1 2.1 平面运动副及其分类平面运动副及其分类
3、平面运动副及其分类平面运动副及其分类 n 运动副定义：由于各构件之间具有确定的相对运动，这就要求组成机构的各构件之间既要相互联接(接触)在一起，又要有相对运动，两构件之间这种可动的联接(接触)。平面机构中的运动副称为平面运动副。两构件构成点线接触的运动副称为高副，两构件构成面接触的运动副称为低副。 第第2 2节节 平面机构的组成平面机构的组成 转动副 移动副 凸轮副 齿轮副机架 是机构中视作固定不动的构件，它用来支承其他活动构件。例如各种机床的床身是机架，它支承轴、齿轮等活动构件。原动件(主动件) 是直接接受原动机或最先接受原动机作用，有驱动力或力矩的构件，一般与机架相连。例如柴油机中的活塞。
4、机构通过原动件从外界输入运动和动力。从动件 是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。如柴油机中的连杆、曲轴、齿轮等都是从动件。当从动件输出运动或实现机构的功能时，便称其为执行件。 第第2 2节节 平面机构的组成平面机构的组成 2.2 2.2 2.2 2.2 构件的分类构件的分类构件的分类构件的分类 平面连杆机构由若干刚性构件用低副联结而成，也可称为平面低副机构。 z 平面连杆机构平面连杆机构插床中的平面六杆机构 3.1 3.1 3.1 3.1 平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式平面四杆机构的基本形式 第第3 3节节 平面连杆机构平面连杆机构 制造比较简单，
5、承载能力大； 可使从动件得到多种不同的运动规律； 实现轨迹设计；q 优点q 缺点为实现复杂运动规律或运动设计的平面连杆机构一般比较复杂，且多数只能近似满足设计要求；机构构件较多时，有较大的积累误差。z 平面四杆机构分类平面四杆机构分类根据机构中所含低副类型的不同，可分为全转动全转动副副的平面四杆机构和含有移动副含有移动副的平面四杆机构两大类。曲柄曲柄在连架杆中能绕固定轴线作整周回转的连杆 摇杆摇杆只能在某一角度范围内摆动的连杆 图 铰链四杆机构AD（杆4）为机架;AB（杆1）和CD（杆3）为连架杆;BC（杆2）为连杆 铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构、双曲柄机构双曲柄机构和双摇杆机构
6、双摇杆机构三种。 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构：具有一个曲柄和摇杆（曲柄为主动件，摇杆为从动件）图 脚踏砂轮机 图 搅拌机图（曲柄为从动件，摇杆为主动件） 双双曲柄机构曲柄机构：具有两个曲柄 如图所示的惯性筛机构中的ABCD为一双曲柄机构1-主动曲柄，2-连杆，3-从动曲柄，4-机架，5-杆，6-滑块 图 惯性筛机构 双双摇杆机构摇杆机构：两连架杆均为摇杆 鹤式起重机曲柄滑块机构：曲柄滑块机构：一连架为曲柄，另一连架杆相对于机架往复移动而成为滑块 图 曲柄滑块机构a）对心曲柄滑块机构 b）偏置曲柄滑块机构平面四杆机构的演变形式平面四杆机构的演变形式平面四杆机构的演变形式平面四杆机构的演变形式 导杆
7、机构：导杆机构：连架杆对滑块的运动起导向作用 图 导杆机构1- -机架2、4、5- -构件6- -插刀及刨刀 凸轮机构是高副机构，主要由凸轮凸轮、从动件从动件和机架机架组成，其结构运动简图如下图所示。z 凸轮机构凸轮机构第第3 3节节 凸轮机构凸轮机构q 分类 平面凸轮机构按其运动形式，分为：(如下图所示） 空间凸轮机构图 凸轮机构的运动简图a)平面凸轮机构 b)空间凸轮机构 c)移动凸轮机构1-凸轮2-从动件3-机架第第3 3节节 凸轮机构凸轮机构应用实例应用实例凸轮机构的应用凸轮机构的应用 图 内燃机配气凸轮机构（一）内燃机配气凸轮机构（一）内燃机配气凸轮机构 1凸轮 2弹簧 3导套 4气
8、门挺杆 3.1 3.1 3.1 3.1 凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点第第3 3节节 凸轮机构凸轮机构 图 凸轮绕线机构1-凸轮 2-从动轴叉 3-绕线轴（二）凸轮绕线机构（二）凸轮绕线机构 （三）自动送料机构（三）自动送料机构 图 自动送料机构 3.1 3.1 3.1 3.1 凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点 由上述例子可以看出，凸轮是一个具有一定形状的曲线轮廓或凹槽的构件，当凸轮运动时，通过其轮廓或凹槽与从动件接触，使从动件实现预定的运动。从动件的运动规律完全取决于凸轮轮廓的形状。q 优点结构
9、简单、紧凑，工作可靠q 缺点 由于凸轮与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损 3.1 3.1 3.1 3.1 凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点凸轮机构的应用及特点 盘形凸轮盘形凸轮 移动凸轮移动凸轮 圆圆柱凸轮柱凸轮（1）按凸轮的形状）按凸轮的形状（2）从动件端部形状分类）从动件端部形状分类 尖顶从动件尖顶从动件 滚子从动件滚子从动件 平底从动件平底从动件 3.2 3.2 3.2 3.2 凸轮的分类凸轮的分类凸轮的分类凸轮的分类 从动件的运动规律即是从动件的位移s、速度v和加速度a随时间变化的规律。实例实例现以对心移动尖顶从动件盘形凸轮机构为例，说明凸轮与从动件的运
10、动关系。如下图：a为凸轮机构 b为从动件位移曲线 3.3 3.3 3.3 3.3 凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系图 凸轮与从动杆的运动关系： 基圆半径：匀角速：升距：推程角：远休止角：回程角：近休止角（一）等速运动规律当凸轮一等角速度 转动时，从动件在推程或回程中的速度为常数。图 等速运动线图3.4 常用从动件运动规律常用从动件运动规律（二）等加速等减速运规律 图 等加速等减速运动线图（三）简谐运动规律 图 简谐运动线图 a)推程 b)回程n凸轮通常45钢或40Cr制造，淬硬到5258HR
11、C。有时可用15钢或20Cr渗碳并淬硬至5662HRC，或用氮化处理的钢材，以增加轮廓的耐磨性。轻载的凸轮可用铸铁、45钢调质或塑料制造。要求抗腐蚀时可选用有色金属合金。n滚子的制造和更换都比较方便，其材料和热处理与凸轮相同时，滚子先磨损。故可用与凸轮相同的材料和热处理，或用碳素工具钢T8淬硬到5559HRC，或用合适的滚动轴承作滚子。3.5 凸轮的材料和热处理凸轮的材料和热处理n凸轮与轴的固定方式有键联接式、销联接、锥套螺母联接式等。3.6 凸轮与轴的固定凸轮与轴的固定 （一）棘轮机构（一）棘轮机构q 棘轮机构的结构及工作原理将主动件的连续运动变为从动件时动时停的运动，可采用间歇运动机构。常
12、见的有棘轮机构、槽轮机构等。间歇运动机构在自动机和轻工机械中应用很广。第第4 4节节 间歇运动机构间歇运动机构 图 齿式棘轮机构1-摇杆 2-棘爪3-棘轮 4-制动爪5-机架 6-弹簧当摇杆作连的往复摆动时，棘轮将作单项间歇转动。4.1 棘轮机构棘轮机构 图 外棘轮机构其他类型棘轮机构 图 内棘轮机构 图 双向式棘轮机构a)矩形齿双向 棘轮机构b)回转棘爪双向 棘轮机构q 棘轮机构的应用及特点应用实例 1棘轮 2卷筒 3棘爪 图 棘轮制动器 棘轮机构的特点是机构简单，改变转角大小比较方便，还可以实现超越运动；但他传递动力不大，且传动平稳性差，因此只适用于转速不高、转角不大的低速传动，常用来实现
13、机械的间歇送进、分度、制动和超越等运动。总结总结q工作过程工作过程由带有圆柱销由带有圆柱销A A的的主动拨主动拨盘盘、从动槽轮从动槽轮及及机架机架构构成。拨盘以等角速度做成。拨盘以等角速度做连续回转，操轮作间歇连续回转，操轮作间歇运动。运动。图 外啮合槽轮机构4.2 槽轮机构槽轮机构q 槽轮机构的特点和应用分类外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构 图图 空间啮合槽轮机构空间啮合槽轮机构1-1-圆柱销圆柱销 2-2-拨盘拨盘 3-3-槽轮槽轮 图图 内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构图 电影放映机卷片机构结构简单、工作可靠、机结构简单、工作可靠、机械效率高，能较平稳、间械效率高，能较平稳、间歇地进行转位。但是因圆歇地进行转位。但是因圆柱销突然进入与脱离径向柱销突然进入与脱离径向槽，传动存在柔性冲击，槽，传动存在柔性冲击，不适用于高速场合。此外不适用于高速场合。此外槽轮的转角不可调节，故槽轮的转角不可调节，故只能用于定转角的间歇运只能用于定转角的间歇运动机构中。动机构中。特点特点应用应用实例实例
