第5章常用機(jī)構(gòu)

1、第一節(jié)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副第一節(jié)構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副第二節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)第二節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)第三節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第四節(jié)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第五節(jié)螺旋結(jié)構(gòu)第五節(jié)螺旋結(jié)構(gòu)第五章第五章 常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副一、運(yùn)動(dòng)副和約束一、運(yùn)動(dòng)副和約束使兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副。限制構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的作用稱為約束。 平面機(jī)構(gòu)中，由于運(yùn)動(dòng)副將各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)限制在同一平面或相互 平行 的平面內(nèi)，故這種運(yùn)動(dòng)副也稱為平面運(yùn)動(dòng)副。平面運(yùn)動(dòng)副為低副和高副。運(yùn)動(dòng)副:約束:空間運(yùn)動(dòng)副（球面副、螺旋副）。(二) 高副二、構(gòu)件的分類二、構(gòu)件的分類機(jī) 架原動(dòng)件 以攪面機(jī)為例從動(dòng)件(

2、一) 低副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副兩構(gòu)件通過(guò)面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。平面低副按兩構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式的不同,還可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。(高副1、高副2、高副3)一、概述一、概述二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型一)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿，一桿為曲柄，另一桿為搖桿第二節(jié)平面連桿機(jī)第二節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)壓強(qiáng)低、磨損量少。制造方便。特點(diǎn)由于低副中存在著間隙，機(jī)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)誤差不易精確地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。缺點(diǎn)易實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)以及轉(zhuǎn)換。雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)抽油機(jī)縫紉機(jī)踏板(二) 雙曲柄機(jī)構(gòu) 在四桿機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)連架桿都是曲

3、柄。例如：慣性篩 、鏟斗機(jī)構(gòu) 、門等。 (三) 雙搖桿機(jī)構(gòu)三、三、 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別(一) 曲柄存在的條件設(shè)最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度為 ，最短構(gòu)件長(zhǎng)度為 ，其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度分別為 ，則曲柄存在條件為：1) 最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和。2) 連架桿與機(jī)架兩構(gòu)件中有一個(gè)是最短桿。 在四桿機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)連架桿都是搖桿。例如：鶴式起重機(jī) (二)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判別方法 (1) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和小于或等于其 余兩構(gòu)件長(zhǎng) 度之和時(shí)取不同構(gòu)件為機(jī)架，則得到不同的機(jī)構(gòu)。2) 若取最短構(gòu)件作為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。1) 若取

4、最短構(gòu)件為連架桿，則該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。3) 若取最短構(gòu)件作為連桿，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 當(dāng)機(jī)構(gòu)存在曲柄時(shí)，若最短桿為連架桿，則最短桿是曲柄； 當(dāng)最短桿為機(jī)架，則兩個(gè)連架桿均為曲柄。 (2) 當(dāng)最短構(gòu)件與最長(zhǎng)構(gòu)件長(zhǎng)度之和大于其余兩構(gòu)件長(zhǎng)度之和，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。例例5-15-1（考試要點(diǎn)）（考試要點(diǎn)）四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化(二) 定塊機(jī)構(gòu)(一) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) a 所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,若取不同構(gòu)件作為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)便演為定塊機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。 如果將構(gòu)件 3 ( 即滑塊 )作為機(jī)架時(shí)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)便演化為定塊機(jī)構(gòu)。3 321 1 (三) 搖塊機(jī)構(gòu)若取構(gòu)件

5、2 作為機(jī)架，則可得搖塊機(jī)構(gòu)。 如取構(gòu)件 1 作為機(jī)架，則曲柄滑塊機(jī)構(gòu)便演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。(四) 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)401006090五、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性五、四桿機(jī)構(gòu)的基本特性(一) 四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性1極位 從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)的兩個(gè)極限位置，稱為極位。2急回特性及行程速度變化系數(shù)。機(jī)構(gòu)的急回特性可以用行程速比系數(shù)K表示，即(二) 機(jī)構(gòu)的傳力特性1壓力角與傳動(dòng)角鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的壓力角與傳動(dòng)角 壓力角可作為判斷機(jī)構(gòu)傳力性能的標(biāo)志。在連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中為測(cè)量方便，常用壓力角的余角 來(lái)判斷傳力性能， 稱為傳動(dòng)角。因 = 故壓力角 越小， 越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好；反之，壓力角 越大， 越 小，機(jī)構(gòu)傳力性能越差

6、。壓力角(或傳動(dòng)角)的大小反映了機(jī)構(gòu)對(duì)驅(qū)動(dòng)力的有效利用程度。2止點(diǎn)位置機(jī)構(gòu)的止點(diǎn)所謂止點(diǎn)位置就是指從動(dòng)件的壓力角 時(shí)機(jī)構(gòu)所處的位置。 機(jī)構(gòu)的止點(diǎn)位置并非總是起消極作用。工程實(shí)際中，也常利用止點(diǎn)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的工作要求。六、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)六、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(一)四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1按給定連桿兩個(gè)位置設(shè)四 桿機(jī)構(gòu)1)選取比例尺 3)在上任取一點(diǎn) A，在上任取一點(diǎn) D ，連接和，即得到各構(gòu)件長(zhǎng)度為2)由設(shè)計(jì)條件，作中垂線和中垂線； 已知連桿的兩個(gè)置 及其長(zhǎng)度 設(shè)鉸鏈鉸四桿機(jī)構(gòu)。第三節(jié)第三節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)一、概述一、概述(一) 凸輪機(jī)構(gòu)的組成和特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)通常是由原動(dòng)件凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成。凸

7、輪機(jī)構(gòu)便于準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。易磨損，高精度凸輪制造困難。(二) 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類1按凸輪形狀分類盤形凸輪圓柱凸輪（例1、例2、例3）移動(dòng)凸輪(靠模加工)2按從動(dòng)件末端形狀分類1 ) 尖頂從動(dòng)件 2) 滾子從動(dòng)件3) 平底從動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件3按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分類轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪4按凸輪運(yùn)動(dòng)形式分類5按使從動(dòng)件與凸輪保持接觸的鎖合方式分類1) 力鎖合2) 形鎖合二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律(一) 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程及有關(guān)名稱(1) 推程(2) 遠(yuǎn)休止角(3) 回程(4) 近休止角(二) 位移線圖(三) 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律2等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3簡(jiǎn)諧運(yùn)

8、動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件推程或回程的運(yùn)動(dòng)速度為定值的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 從動(dòng)件在一個(gè)行程 中，前半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 當(dāng)一質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在該圓直徑上投影所形成的運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（一）尖頂對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的繪制。 1)選擇適當(dāng)?shù)谋壤?)按區(qū)間等分位移曲線橫坐標(biāo)軸三、用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓三、用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓3)作基圓，作各區(qū)間的相應(yīng)等分角線4)繪制凸輪輪廓曲線 四、凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題四、凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，必須保證凸輪工作輪廓滿足以下要求： 1)從動(dòng)件在所有位置都能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)

9、給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；2) 機(jī)構(gòu)傳力性能要好，不能自鎖；3)凸輪結(jié)構(gòu)尺寸要緊湊。(一) 滾子半徑的選擇(二) 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角直動(dòng)從動(dòng)件的推程 a30度40度。擺動(dòng)從動(dòng)件的推程 a40度50度。(三) 凸輪的基圓半徑基圓半徑的確定可按運(yùn)動(dòng)規(guī)律、許用壓力角由諾模圖求得。(四) 凸輪機(jī)構(gòu)的材料要求凸輪和滾子的工作表面硬度高、耐磨，對(duì)于經(jīng) 常受到?jīng)_擊的凸輪機(jī)構(gòu)還要求凸輪心部有較大的韌性。一、棘輪機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)一) 工作過(guò)程 第四節(jié)第四節(jié)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度是可以調(diào)節(jié)的。只適用于低速和轉(zhuǎn)角不大的場(chǎng)合。(二) 特點(diǎn)和應(yīng)用矩形齒的棘輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)(一) 工作過(guò)程(

10、二) 特點(diǎn)和應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)位方便。第五節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第五節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺旋機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和特點(diǎn)一、螺旋機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和特點(diǎn) 螺旋機(jī)構(gòu)在各種機(jī)械設(shè)備和儀器中得到廣泛的應(yīng)用，主要是用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€移動(dòng)。 螺旋機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能將較小的回轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)變成較大的軸向力，能達(dá)到較高的傳動(dòng)精度，并且工作平穩(wěn)，易于自鎖。缺點(diǎn)是摩擦損失大傳動(dòng)效率低。二、螺紋的形成、類型及主要參數(shù)二、螺紋的形成、類型及主要參數(shù)(一) 螺紋的類型根據(jù)螺紋截面形狀的不同，螺紋分為矩形、梯形、鋸齒形和三角形等。根據(jù)螺旋線旋繞方向的不同，螺紋可分為右旋和左旋。根據(jù)螺旋線數(shù)目的不同，螺紋又可分為單線和多線等幾種。(二) 螺紋的主要參數(shù)1) 大徑2) 小徑3) 中徑6) 螺距 P4) 牙型角5) 牙型斜角7) 導(dǎo)程 S8) 升角三、滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)的工作原理及類型三、滑動(dòng)螺