機械基礎——第二節(jié)常用四桿機構;第三節(jié)凸輪機構

1、一、一、填空題填空題 （1 1）在鉸鏈四桿機構中，與機架用轉動副相連接的桿）在鉸鏈四桿機構中，與機架用轉動副相連接的桿 稱為稱為 。 (2) (2) 鉸鏈四桿機構基本類型有鉸鏈四桿機構基本類型有 、 以及以及 三種。三種。 （3 3）曲柄搖桿機構運動特是：）曲柄搖桿機構運動特是： 雙曲柄機構運動特性是：雙曲柄機構運動特性是： 。 雙搖桿機構運動特性是：雙搖桿機構運動特性是： 。 （4 4）平行四邊形機構屬于）平行四邊形機構屬于 機構，當曲柄與連機構，當曲柄與連 桿共線時，會出現(xiàn)桿共線時，會出現(xiàn) 。 兩個連架桿都可整周轉動兩個連架桿都可整周轉動 雙搖桿機構雙搖桿機構 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構 雙

2、曲柄機構雙曲柄機構 連架桿連架桿 一個連架桿可整周轉動，另一連架桿只能在一定范圍內(nèi)擺動。一個連架桿可整周轉動，另一連架桿只能在一定范圍內(nèi)擺動。 兩個連架桿都只能在一定范圍內(nèi)擺動兩個連架桿都只能在一定范圍內(nèi)擺動 雙曲柄雙曲柄 運動不確定現(xiàn)象運動不確定現(xiàn)象 復習題復習題 一、一、 填空題填空題 (5) (5) 鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件是：鉸鏈四桿機構曲柄存在的條件是： 1 1）連架桿和機架中必有一桿是最短桿；）連架桿和機架中必有一桿是最短桿； 2 2）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其它兩 桿長度之和。（稱為桿長條件）桿長度之和。（稱為桿長條件） 復習題復

3、習題 二、二、 選擇題選擇題 (1) (1) 平面連桿機構是由平面連桿機構是由 組成的機構。組成的機構。 (A) (A) 高副；高副； (B) (B) 高副和低副；高副和低副； (C) (C) 轉動副；轉動副； (D) (D) 低副。低副。 (2) (2) 平面連桿機構，構件的最少數(shù)量是平面連桿機構，構件的最少數(shù)量是 。 (A) (A) 二件；二件； (B) (B) 三件；三件； (C) (C) 四件；四件； (D) (D) 五件。五件。 (3) (3) 汽車刮雨器機構屬于汽車刮雨器機構屬于 。 （A A）曲柄搖桿機構；）曲柄搖桿機構； (B) (B) 雙曲柄機構；雙曲柄機構； (C) (C)

4、 雙搖桿機構雙搖桿機構 （4 4） 縫紉機踏板機構屬于縫紉機踏板機構屬于 。 （A A）曲柄搖桿機構；）曲柄搖桿機構； (B) (B) 雙曲柄機構；雙曲柄機構； (C) (C) 雙搖桿機構。雙搖桿機構。 （5 5） 公共汽車門啟閉機構屬于公共汽車門啟閉機構屬于 。 （A A）曲柄搖桿機構；）曲柄搖桿機構； (B) (B) 雙曲柄機構；雙曲柄機構； (C) (C) 雙搖桿機構。雙搖桿機構。 （6 6） 起重機變幅機構屬于起重機變幅機構屬于 。 （A A）曲柄搖桿機構；）曲柄搖桿機構； (B) (B) 雙曲柄機構；雙曲柄機構； (C) (C) 雙搖桿機構。雙搖桿機構。 復習題復習題 D C A A

5、 B C 判斷鉸鏈四桿機構的類型：判斷鉸鏈四桿機構的類型： 雙曲柄機構雙曲柄機構 復習題復習題 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構 復習題復習題 判斷鉸鏈四桿機構的類型：判斷鉸鏈四桿機構的類型： 雙搖桿機構雙搖桿機構 復習題復習題 判斷鉸鏈四桿機構的類型：判斷鉸鏈四桿機構的類型： 雙搖桿機構雙搖桿機構 復習題復習題 判斷鉸鏈四桿機構的類型：判斷鉸鏈四桿機構的類型： 轉動副轉動副 移動副（滑塊四桿機構）；移動副（滑塊四桿機構）； 選取不同構件作為機架；選取不同構件作為機架； 演化方法：演化方法： 改變構件的長度；改變構件的長度； 三、鉸鏈四桿機構的演化機構三、鉸鏈四桿機構的演化機構 擴大轉動副。擴大轉動副

6、。 （一）曲柄滑塊機構（一）曲柄滑塊機構( (由曲柄、連桿、滑塊和機架組成）由曲柄、連桿、滑塊和機架組成） 可以看成由曲柄搖桿機構演化而來，一個轉動副轉化為移動副?？梢钥闯捎汕鷵u桿機構演化而來，一個轉動副轉化為移動副。 曲柄滑塊機構類型：曲柄滑塊機構類型： 對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構 偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構 曲柄存在條件：曲柄存在條件： 對心曲柄滑塊機構：對心曲柄滑塊機構：L L1 1LL2 2 行程行程S=2LS=2L1 1 偏置曲柄滑塊機構：偏置曲柄滑塊機構：L L1 1+eL+eL2 2 偏置曲柄滑塊機構具有急回特性偏置曲柄滑塊機構具有急回特性 雙滑塊機構雙滑塊機構 雙

7、滑塊機構雙滑塊機構 在曲柄滑塊機構（曲柄搖桿機構）中，若曲柄很短，可將轉動在曲柄滑塊機構（曲柄搖桿機構）中，若曲柄很短，可將轉動 副副B B的尺寸擴大到超過曲柄長度，則曲柄的尺寸擴大到超過曲柄長度，則曲柄ABAB就演化成幾何中心就演化成幾何中心B B與與 轉動中心轉動中心A A不重合的圓盤，該圓盤稱為不重合的圓盤，該圓盤稱為偏心輪偏心輪，含有偏心輪的機構，含有偏心輪的機構 稱為稱為偏心輪機構偏心輪機構。 （二）（二） 偏心輪機構偏心輪機構( (由偏心輪、連桿、滑塊和機架組成）由偏心輪、連桿、滑塊和機架組成） 偏心輪機構結構簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，且易于安裝整偏心輪機構結構簡單，偏心輪軸

8、頸的強度和剛度大，且易于安裝整 體式連桿，廣泛用于曲柄長度要求較短、沖擊在和較大的機械中。體式連桿，廣泛用于曲柄長度要求較短、沖擊在和較大的機械中。 顎顎 式式 破破 碎碎 機機 1 1、演化過程、演化過程 曲柄滑塊機構中，當將曲柄改為機架時，就演化成導桿機構。曲柄滑塊機構中，當將曲柄改為機架時，就演化成導桿機構。 （三）（三） 導桿機構導桿機構 2 2、導桿機構導桿機構類型類型 轉動導桿機構轉動導桿機構 區(qū)別：當曲柄長度大于機架長度時為轉動導桿機構；區(qū)別：當曲柄長度大于機架長度時為轉動導桿機構； 當曲柄長度小于機架長度時為擺動導桿機構。當曲柄長度小于機架長度時為擺動導桿機構。 擺動導桿機構擺

9、動導桿機構 3 3、應用、應用 牛頭刨床機構牛頭刨床機構 簡易刨床簡易刨床 （四）搖塊機構和定塊機構（四）搖塊機構和定塊機構 搖塊機構：搖塊機構：曲柄滑塊機構中，當將連桿改為機架時，曲柄滑塊機構中，當將連桿改為機架時， 就演化成搖塊機構。就演化成搖塊機構。 搖塊機構搖塊機構應用應用 泵 搖搖 塊塊 機機 構構 應應 用用 定塊機構：定塊機構：曲柄滑塊機構中，當將滑塊改為機架時，曲柄滑塊機構中，當將滑塊改為機架時， 就演化成定塊機構。就演化成定塊機構。 應用應用 定塊機構定塊機構 手動抽水機手動抽水機 曲柄搖曲柄搖 桿機構桿機構 曲柄滑曲柄滑 塊機構塊機構 對心對心 偏置偏置 曲柄滑曲柄滑 塊機

10、構塊機構 導桿機構導桿機構以曲柄為機架以曲柄為機架 以連桿為機架以連桿為機架 以滑塊為機架以滑塊為機架 曲柄滑曲柄滑 塊機構塊機構 偏心輪機構偏心輪機構 曲柄搖曲柄搖 桿機構桿機構 搖塊機構搖塊機構 曲柄滑曲柄滑 塊機構塊機構 定塊機構定塊機構 曲柄滑曲柄滑 塊機構塊機構 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構 對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構 偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構 偏心輪機構偏心輪機構 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構導桿機構導桿機構以曲柄為機架以曲柄為機架 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構搖塊機構搖塊機構以連桿為機架以連桿為機架 曲

11、柄滑塊機構曲柄滑塊機構定塊機構定塊機構 以滑塊為機架以滑塊為機架 a a：曲柄滑塊機構：曲柄滑塊機構 b b：導桿機構：導桿機構c c：搖塊機構：搖塊機構d d：定塊機構：定塊機構 當要求某些機械的從動件按照預定的運動規(guī)當要求某些機械的從動件按照預定的運動規(guī) 律變化，采用凸輪機構可精確地實現(xiàn)所要求的運律變化，采用凸輪機構可精確地實現(xiàn)所要求的運 動，如內(nèi)燃機配氣機構。如果采用平面連桿機構，動，如內(nèi)燃機配氣機構。如果采用平面連桿機構， 一般只能近似地實現(xiàn)預定的運動規(guī)律，難以滿足一般只能近似地實現(xiàn)預定的運動規(guī)律，難以滿足 要求，而且設計較為困難和復雜。要求，而且設計較為困難和復雜。 第三節(jié)第三節(jié) 凸

12、輪機構凸輪機構 內(nèi)燃機動畫內(nèi)燃機動畫 一、發(fā)動機配氣機構的工作過程一、發(fā)動機配氣機構的工作過程 進氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣混合物進入氣缸。 壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，汽油與空氣混合物被壓縮。把機械能轉化成 內(nèi)能。 做功沖程：壓縮沖程結束時，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體。高溫 高壓氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功。四個沖程中只有做功沖程對外做功，其 他三個沖程都是靠做功沖程的慣性完成的。把內(nèi)能轉化成機械能。 排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。 內(nèi)燃機的機構主要包括連桿機構、齒輪機

13、構、凸輪機構。 一、發(fā)動機配氣機構的工作過程一、發(fā)動機配氣機構的工作過程 按照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火按照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火 次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使 新鮮可燃混合氣得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從新鮮可燃混合氣得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從 氣缸排出。氣缸排出。 一、發(fā)動機配氣機構的工作過程一、發(fā)動機配氣機構的工作過程 配氣機構的功用：配氣機構的功用： 通過凸輪機構實現(xiàn)通過凸輪機構實現(xiàn) 配氣機構的布置型式配氣機構的布置型式 目前國產(chǎn)的目前國產(chǎn)的 汽車發(fā)動機汽車發(fā)動機 都采用氣門都采用氣門

14、頂置式配氣頂置式配氣 機構。機構。 進排氣門阻進排氣門阻 力較大，發(fā)力較大，發(fā) 動機的動力動機的動力 性和高速性性和高速性 均較差，逐均較差，逐 漸被淘汰。漸被淘汰。 氣門頂置氣門頂置氣門側置氣門側置 根據(jù)氣門安裝位置不同，分 氣門側置式配氣機構 氣門頂置式配氣機構 凸輪軸的布置型式凸輪軸的布置型式 內(nèi)燃機配氣機構 1 1、應用：、應用： 當從動件的位移、當從動件的位移、 速度、加速度必須速度、加速度必須 嚴格按照預定規(guī)律嚴格按照預定規(guī)律 變化時，常用凸輪變化時，常用凸輪 機構。機構。 凸輪傳動是通過凸輪與從動件間的接觸來傳遞運動和動力，是凸輪傳動是通過凸輪與從動件間的接觸來傳遞運動和動力，是

15、 一種常見的高副機構，結構簡單，只要設計出適當?shù)耐馆嗇喞€，一種常見的高副機構，結構簡單，只要設計出適當?shù)耐馆嗇喞€， 就可以使從動件實現(xiàn)任何預定的復雜運動規(guī)律。就可以使從動件實現(xiàn)任何預定的復雜運動規(guī)律。 二、凸輪機構的組成及特點二、凸輪機構的組成及特點 2 2、組成：、組成： 凸輪凸輪 一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，通過高副接觸。一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，通過高副接觸。 從動件：平動，擺動從動件：平動，擺動 機架機架 3 3、特點：、特點： 優(yōu)點：優(yōu)點：1)1)能夠?qū)崿F(xiàn)精確而復雜的運動規(guī)律；能夠?qū)崿F(xiàn)精確而復雜的運動規(guī)律； 2)2)設計較簡單。設計較簡單。 缺點：缺點：1)1)承載能力

16、低，主要用于控制機構；承載能力低，主要用于控制機構； 2)2)凸輪輪廓加工困難。凸輪輪廓加工困難。 送料機構送料機構 4 4、實例、實例 內(nèi)內(nèi) 燃燃 機機 配配 氣氣 機機 構構 5 5、作用：將凸輪的轉動或移動轉變?yōu)閺膭蛹囊苿踊驍[動、作用：將凸輪的轉動或移動轉變?yōu)閺膭蛹囊苿踊驍[動 （一（一) )按凸輪形狀分類按凸輪形狀分類 (1)(1)盤形凸輪盤形凸輪 (2)(2) 移動凸輪移動凸輪 三、凸輪機構的分類：三、凸輪機構的分類： (3)(3)、圓柱凸輪、圓柱凸輪 （二（二) )、按從動件的形式分、按從動件的形式分 尖頂式從動件凸輪機構尖頂式從動件凸輪機構 滾子式從動件滾子式從動件凸輪機構凸輪

17、機構 平底式從動件平底式從動件凸輪機構凸輪機構 1 1、尖頂式從動件、尖頂式從動件 優(yōu)點：優(yōu)點：從動件構造最簡單，從動件構造最簡單， 可實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律。可實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律。 缺點：缺點：尖頂易磨損。尖頂易磨損。 用途：用途：用于低速、輕載場合。用于低速、輕載場合。 2 2、滾子式從動件、滾子式從動件 優(yōu)點：優(yōu)點：阻力、磨損均較小。阻力、磨損均較小。 用途：用途：較大載荷較大載荷。 (3)(3)、平底式從動件、平底式從動件 優(yōu)點：優(yōu)點：可形成油膜，傳動效可形成油膜，傳動效 率較高，傳力性能較好。率較高，傳力性能較好。 缺點：缺點：不能應用在有內(nèi)凹輪不能應用在有內(nèi)凹輪 廓的凸輪機構廓的凸輪機

18、構 用途：用途：常用于高速凸輪機構。常用于高速凸輪機構。 （三）按從動件的運動形式分（三）按從動件的運動形式分 直動從動件凸輪機構直動從動件凸輪機構 擺動從動件擺動從動件凸輪機構凸輪機構 直動從動件直動從動件 偏置直動從動件偏置直動從動件 對心直動從動件對心直動從動件 偏置直動從動件偏置直動從動件 對心直動從動件對心直動從動件 擺動從動件擺動從動件 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構 對心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構 偏置曲柄滑塊機構偏置曲柄滑塊機構 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構 偏心輪機構偏心輪機構 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構導桿機構導桿機構以曲柄滑塊機構中的曲柄以曲柄滑塊機構中的曲柄1為機架為機架 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構搖塊機構搖塊機構以曲柄滑塊機構中的連桿以曲柄滑塊機構中的連桿2為機架為機架 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構定塊機構定塊機構以曲柄滑塊機構中的滑塊以