第3章常用機構(gòu)

1、第第3章常用機構(gòu)章常用機構(gòu) 3. 1運動副及其分類運動副及其分類 3. 2平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu) 3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 3. 4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu) 3. 5螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)返回第第3章常用機構(gòu)章常用機構(gòu)原動機輸出的運動一般以勻速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運動為主，而生產(chǎn)實際原動機輸出的運動一般以勻速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運動為主，而生產(chǎn)實際中要求的運動形式千變?nèi)f化，為此人們在生產(chǎn)勞動中創(chuàng)造了平面連桿中要求的運動形式千變?nèi)f化，為此人們在生產(chǎn)勞動中創(chuàng)造了平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)等，以實現(xiàn)改造自機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)等，以實現(xiàn)改造自然的活動。通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)

2、達(dá)到如下目標(biāo)然的活動。通過本章學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到如下目標(biāo): 知識目標(biāo)知識目標(biāo)了解運動副及其分類了解運動副及其分類理解和掌握鉸鏈四桿結(jié)構(gòu)的類型和特性，以及曲柄的存在條件理解和掌握鉸鏈四桿結(jié)構(gòu)的類型和特性，以及曲柄的存在條件理解和掌握凸輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用理解和掌握凸輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用理解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理理解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理理解螺旋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理理解螺旋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理下一頁返回第第3章常用機構(gòu)章常用機構(gòu)能力目標(biāo)能力目標(biāo)能理解平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)和螺旋機構(gòu)的概念能理解平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)和螺旋機構(gòu)的概念能對常用機構(gòu)進(jìn)行運動分析、

3、結(jié)構(gòu)分析和計算能對常用機構(gòu)進(jìn)行運動分析、結(jié)構(gòu)分析和計算上一頁返回3. 1運動副及其分類運動副及其分類 機構(gòu)是由構(gòu)件組成，而機構(gòu)最主要的特征是各構(gòu)件之間具有確定的機構(gòu)是由構(gòu)件組成，而機構(gòu)最主要的特征是各構(gòu)件之間具有確定的相對運動。這就要求組成機構(gòu)的各構(gòu)件必須以一定的方式進(jìn)行連接，相對運動。這就要求組成機構(gòu)的各構(gòu)件必須以一定的方式進(jìn)行連接，各構(gòu)件之間仍能有一定的相對運動。這種使兩個構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)各構(gòu)件之間仍能有一定的相對運動。這種使兩個構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生某種相對運動的連接就稱為運動副。生某種相對運動的連接就稱為運動副。1.運動副的種類運動副的種類(1)高副。兩構(gòu)件構(gòu)成點、線接觸的運動副稱為高

4、副。高副。兩構(gòu)件構(gòu)成點、線接觸的運動副稱為高副。如圖如圖3一一1所示所示齒輪輪齒間的嚙合齒輪輪齒間的嚙合(2)低副。兩構(gòu)件組成面接觸的運動副稱為低副。低副。兩構(gòu)件組成面接觸的運動副稱為低副。如圖如圖3一一2 (a), 3一一2(b)所示，均為低副。所示，均為低副。平面低副按其相對運動形式分為轉(zhuǎn)動副和移動副。平面低副按其相對運動形式分為轉(zhuǎn)動副和移動副。1)動副。兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的運動副稱為轉(zhuǎn)動副。如圖動副。兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的運動副稱為轉(zhuǎn)動副。如圖3一一2(a)所示。所示。下一頁返回3. 1運動副及其分類運動副及其分類2)移動副。兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對移動的運動副稱為移動副。如圖移動

5、副。兩構(gòu)件間只能產(chǎn)生相對移動的運動副稱為移動副。如圖3一一2(b)所示滑塊與導(dǎo)向裝置的連接。所示滑塊與導(dǎo)向裝置的連接。 2.運動副的表示方法運動副的表示方法(l) k動副的畫法動副的畫法如圖如圖3一一3 (a) , (b) , (c)。其中帶斜線的為固定構(gòu)。其中帶斜線的為固定構(gòu)件件(又稱機架又稱機架)。(2)移動副的畫法移動副的畫法如圖如圖3-4 (a), (b), (c)。(3)高副的表示方法高副的表示方法如圖如圖3一一5 (a)和和(b)所示所示，即繪出其接觸處的廓線形，即繪出其接觸處的廓線形狀。圖狀。圖(a)為凸輪副，圖為凸輪副，圖(b)為齒輪副為齒輪副(也可用一對節(jié)圓代替也可用一對節(jié)圓

6、代替)。3.構(gòu)件的表示方法構(gòu)件的表示方法(1)參與形成兩個運動副的構(gòu)件，其表示方法參與形成兩個運動副的構(gòu)件，其表示方法見圖見圖3一一6。上一頁 下一頁返回3. 1運動副及其分類運動副及其分類(2)參與形成三個轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件，其表示方法參與形成三個轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件，其表示方法如圖如圖3一一7所示所示:圖圖(a)是用是用三角形表示，為了表明這是一個單一的構(gòu)件，故在三角形內(nèi)角上涂以三角形表示，為了表明這是一個單一的構(gòu)件，故在三角形內(nèi)角上涂以焊縫符號焊縫符號;圖圖(b)也是用三角形表示，只是將整個三角形畫上斜線以表也是用三角形表示，只是將整個三角形畫上斜線以表示是一個構(gòu)件示是一個構(gòu)件;如果同一構(gòu)件上的三個轉(zhuǎn)

7、動副位于一直線上，其畫法如果同一構(gòu)件上的三個轉(zhuǎn)動副位于一直線上，其畫法如圖如圖(c)所示。所示。其他常用零部件的表示方法可參看其他常用零部件的表示方法可參看GB 4460-1984“機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)運動簡圖”。上一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)是由多個構(gòu)件通過低副連接而成的機構(gòu)，若機構(gòu)中各構(gòu)件在連桿機構(gòu)是由多個構(gòu)件通過低副連接而成的機構(gòu)，若機構(gòu)中各構(gòu)件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動則構(gòu)成平面連桿機構(gòu)。它們常用來同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動則構(gòu)成平面連桿機構(gòu)。它們常用來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、擺動或移動等運動形式之間的相互轉(zhuǎn)換和動力傳遞。在連實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、擺動或移動等運動形式之間的相互轉(zhuǎn)換和

8、動力傳遞。在連桿機構(gòu)的原動件運動規(guī)律保持不變的情況下，通過改變各個構(gòu)件之間桿機構(gòu)的原動件運動規(guī)律保持不變的情況下，通過改變各個構(gòu)件之間的相對長度，就可以使連桿上點的軌跡曲線或從動件實現(xiàn)不同的運動的相對長度，就可以使連桿上點的軌跡曲線或從動件實現(xiàn)不同的運動規(guī)律要求。平面連桿機構(gòu)中最常見的是由規(guī)律要求。平面連桿機構(gòu)中最常見的是由4個構(gòu)件和個構(gòu)件和4個低副組成的四個低副組成的四桿機構(gòu)，分為鉸鏈四桿機構(gòu)桿機構(gòu)，分為鉸鏈四桿機構(gòu)(機構(gòu)的運動副都是轉(zhuǎn)動副一鉸鏈機構(gòu)的運動副都是轉(zhuǎn)動副一鉸鏈)和滑塊和滑塊四桿機構(gòu)四桿機構(gòu)(機構(gòu)含有一個或兩個移動副機構(gòu)含有一個或兩個移動副)兩類，它是組成多桿機構(gòu)的基兩類，它是組

9、成多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。礎(chǔ)，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu) 3. 2. 1鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)當(dāng)四桿機構(gòu)中的運動副都是轉(zhuǎn)動副時就構(gòu)成鉸鏈四桿機構(gòu)，當(dāng)四桿機構(gòu)中的運動副都是轉(zhuǎn)動副時就構(gòu)成鉸鏈四桿機構(gòu)，如圖如圖3一一8所示。在轉(zhuǎn)動副中，根據(jù)兩個構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系，將它分為整所示。在轉(zhuǎn)動副中，根據(jù)兩個構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系，將它分為整轉(zhuǎn)副轉(zhuǎn)副(一個構(gòu)件相對于另一個構(gòu)件能做整圓周轉(zhuǎn)動一個構(gòu)件相對于另一個構(gòu)件能做整圓周轉(zhuǎn)動)和擺轉(zhuǎn)副和擺轉(zhuǎn)副(一個構(gòu)件一個構(gòu)件相對于另一個構(gòu)件只能做小于相對于另一個構(gòu)件只能做小于3600的擺動的擺動)兩種。根據(jù)兩個構(gòu)件中是兩種。根

10、據(jù)兩個構(gòu)件中是否有一個構(gòu)件與固定機架連接的情況，將它分為固定鉸鏈否有一個構(gòu)件與固定機架連接的情況，將它分為固定鉸鏈(一個構(gòu)件一個構(gòu)件與機架連接與機架連接)和活動鉸鏈和活動鉸鏈(兩個構(gòu)件都是活動的兩個構(gòu)件都是活動的)兩種。機構(gòu)中固定不動兩種。機構(gòu)中固定不動的構(gòu)件稱為機架的構(gòu)件稱為機架;兩端都是以活動鉸鏈與其他構(gòu)件連接的構(gòu)件稱為連兩端都是以活動鉸鏈與其他構(gòu)件連接的構(gòu)件稱為連桿，它在機構(gòu)運動時做平面復(fù)雜運動桿，它在機構(gòu)運動時做平面復(fù)雜運動;有一端是以固定鉸鏈與機架連有一端是以固定鉸鏈與機架連接的構(gòu)件稱為連架桿。如果連架桿與機架連接的固定鉸鏈?zhǔn)钦D(zhuǎn)副，接的構(gòu)件稱為連架桿。如果連架桿與機架連接的固定鉸鏈

11、是整轉(zhuǎn)副，則該連架桿稱為曲柄則該連架桿稱為曲柄;如果連架桿與機架連接的固定鉸鏈?zhǔn)菙[轉(zhuǎn)副，如果連架桿與機架連接的固定鉸鏈?zhǔn)菙[轉(zhuǎn)副，則該連架桿稱為搖桿。根據(jù)鉸鏈四桿機構(gòu)中有無曲柄可分為曲柄搖桿則該連架桿稱為搖桿。根據(jù)鉸鏈四桿機構(gòu)中有無曲柄可分為曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)等機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)等3種基本形式。種基本形式。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)1.曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)兩個連架桿中，一個是曲柄、一個是搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為曲柄兩個連架桿中，一個是曲柄、一個是搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為曲柄搖桿機構(gòu)。通常曲柄作為主動件，可以將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為搖桿搖桿機

12、構(gòu)。通常曲柄作為主動件，可以將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為搖桿的往復(fù)擺動，同時連桿做平面復(fù)雜運動。的往復(fù)擺動，同時連桿做平面復(fù)雜運動。圖圖3 -9所示所示為雷達(dá)天線俯仰為雷達(dá)天線俯仰機構(gòu)，是典型的曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用實例。圖中構(gòu)件機構(gòu)，是典型的曲柄搖桿機構(gòu)的應(yīng)用實例。圖中構(gòu)件1為曲柄，當(dāng)其為曲柄，當(dāng)其連續(xù)轉(zhuǎn)動時，通過連桿連續(xù)轉(zhuǎn)動時，通過連桿2帶動搖桿帶動搖桿3在一定角度內(nèi)反復(fù)擺動，固定在搖在一定角度內(nèi)反復(fù)擺動，固定在搖桿桿3上的雷達(dá)天線裝置做俯仰運動，進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。上的雷達(dá)天線裝置做俯仰運動，進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。圖圖3一一10是食品設(shè)備中的物料攪拌機構(gòu)，當(dāng)曲柄是食品設(shè)備中的物料攪拌機構(gòu)，當(dāng)曲柄1旋轉(zhuǎn)時，利用連

13、桿旋轉(zhuǎn)時，利用連桿2上上E點的軌跡可以實現(xiàn)物料攪拌的要求。點的軌跡可以實現(xiàn)物料攪拌的要求。在鉸鏈四桿機構(gòu)中，搖桿有時也可以作主動件。在鉸鏈四桿機構(gòu)中，搖桿有時也可以作主動件。如圖如圖3一一11所示所示的縫的縫紉機踏板機構(gòu)，當(dāng)踏板紉機踏板機構(gòu)，當(dāng)踏板(搖桿搖桿)1做往復(fù)擺動時，通過連桿做往復(fù)擺動時，通過連桿2帶動曲軸帶動曲軸(曲曲柄柄)3做連續(xù)整周轉(zhuǎn)動，再通過皮帶傳動驅(qū)動縫紉機頭的機構(gòu)工作。做連續(xù)整周轉(zhuǎn)動，再通過皮帶傳動驅(qū)動縫紉機頭的機構(gòu)工作。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)2.雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙曲柄機構(gòu)。兩個連架桿都是曲柄的鉸鏈四桿

14、機構(gòu)，稱為雙曲柄機構(gòu)。圖圖3一一12 (a)所示的慣性篩傳動機構(gòu)就是個雙曲柄機構(gòu)所示的慣性篩傳動機構(gòu)就是個雙曲柄機構(gòu)ABCD添加了一個連桿添加了一個連桿CE和滑塊和滑塊E所組成的。當(dāng)主動曲柄所組成的。當(dāng)主動曲柄AB轉(zhuǎn)動時通過連桿轉(zhuǎn)動時通過連桿BC、從動曲柄、從動曲柄CD和連桿和連桿CE，帶動滑塊，帶動滑塊E(篩篩)做水平往復(fù)移動。做水平往復(fù)移動。在雙曲柄機構(gòu)中，如果兩個曲柄的長度相等，且機架與連桿的長度也在雙曲柄機構(gòu)中，如果兩個曲柄的長度相等，且機架與連桿的長度也相等，則為平行雙曲柄機構(gòu)。當(dāng)機架與連桿平行時也稱為正平行四邊相等，則為平行雙曲柄機構(gòu)。當(dāng)機架與連桿平行時也稱為正平行四邊形機構(gòu)。如圖

15、形機構(gòu)。如圖3一一12 (b)所示的天平機構(gòu)中的所示的天平機構(gòu)中的ABCD就是一個正平行四就是一個正平行四邊形機構(gòu)的應(yīng)用，主動曲柄邊形機構(gòu)的應(yīng)用，主動曲柄AB，從動曲柄，從動曲柄CD做同速同向轉(zhuǎn)動，連桿做同速同向轉(zhuǎn)動，連桿BC則做平移運動，使天平盤則做平移運動，使天平盤1和和2始終保持水平位置。始終保持水平位置。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)如圖如圖3一一12(c)所示的平行雙曲柄機構(gòu)中，機架所示的平行雙曲柄機構(gòu)中，機架AD與連桿與連桿BC不平行，不平行，曲柄曲柄AB與與CD做反向轉(zhuǎn)動，稱為逆平行四邊形機構(gòu)。應(yīng)用于車門啟動做反向轉(zhuǎn)動，稱為逆平行四邊形機構(gòu)。應(yīng)用于車門啟動機

16、構(gòu)，可以保證分別與曲柄機構(gòu)，可以保證分別與曲柄AB和和CD固定連接的兩扇車門同時開啟或固定連接的兩扇車門同時開啟或關(guān)閉。關(guān)閉。3.雙搖桿機構(gòu)雙搖桿機構(gòu)兩個連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙搖桿機構(gòu)。兩個連架桿都是搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)，稱為雙搖桿機構(gòu)。如圖如圖3一一13 (a)所示的可逆式座椅所示的可逆式座椅ABCD是一個雙搖桿機構(gòu)，由于搖桿是一個雙搖桿機構(gòu)，由于搖桿AB與搖桿與搖桿CD的隨同擺動，可以變更座椅墊背的隨同擺動，可以變更座椅墊背BC的方向。圖的方向。圖3一一13 (h)所示的鶴所示的鶴式起重機中式起重機中ABCD也是一個雙搖桿機構(gòu)，當(dāng)主動搖桿也是一個雙搖桿機構(gòu)，當(dāng)主動搖桿AB擺動時

17、，從擺動時，從動搖桿動搖桿CD也隨著擺動，從而使連桿延長線上的重物懸掛點也隨著擺動，從而使連桿延長線上的重物懸掛點E做近似水做近似水平直線運動。平直線運動。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu) 3.2.2滑塊四桿機構(gòu)及其演化滑塊四桿機構(gòu)及其演化鉸鏈四桿機構(gòu)可以通過改變其中某些桿的長度或結(jié)構(gòu)形式演化為滑塊鉸鏈四桿機構(gòu)可以通過改變其中某些桿的長度或結(jié)構(gòu)形式演化為滑塊四桿機構(gòu)，得到更加廣泛的應(yīng)用。四桿機構(gòu)，得到更加廣泛的應(yīng)用。1.曲柄滑塊機構(gòu)和雙滑塊四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)和雙滑塊四桿機構(gòu)如圖如圖3一一14 (a)所示，鉸鏈四桿機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動副所示，鉸鏈四桿機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動副C在以在以CD為半

18、徑的一為半徑的一段圓弧中往復(fù)移動，這時可以將轉(zhuǎn)動副段圓弧中往復(fù)移動，這時可以將轉(zhuǎn)動副D變成半徑是變成半徑是CD的圓弧槽的圓弧槽mm , CD桿變換成滑塊在槽桿變換成滑塊在槽mm中移動中移動(即用滑塊代替搖桿，圖即用滑塊代替搖桿，圖3一一14 (b)，如果將搖桿，如果將搖桿CD的長度無限增大的長度無限增大(即鉸鏈即鉸鏈D移到無窮遠(yuǎn)處移到無窮遠(yuǎn)處)，圓弧，圓弧槽槽mm變成直線槽，則得到如圖變成直線槽，則得到如圖3一一14(c)所示的曲柄滑塊機構(gòu)，圖中所示的曲柄滑塊機構(gòu)，圖中e表示小曲柄回轉(zhuǎn)中心到滑塊移動槽表示小曲柄回轉(zhuǎn)中心到滑塊移動槽mm的距離的距離(也稱偏心距也稱偏心距)。從中可。從中可以看出曲

19、柄滑塊機構(gòu)是由鉸鏈四桿機構(gòu)通過運動副及桿長變換后演化以看出曲柄滑塊機構(gòu)是由鉸鏈四桿機構(gòu)通過運動副及桿長變換后演化而來的。而來的。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)如圖如圖3一一15 (a)所示，如果偏心距所示，如果偏心距e=0，則可得到對心曲柄滑塊機構(gòu)。，則可得到對心曲柄滑塊機構(gòu)。b轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動副c擴大，得到圖擴大，得到圖3一一15 ()所示的等效機構(gòu)，連桿所示的等效機構(gòu)，連桿2變成沿圓弧變成沿圓弧槽槽nn移動的滑塊移動的滑塊;如果再將圓弧槽。的半徑增加到無窮大，圓弧槽演如果再將圓弧槽。的半徑增加到無窮大，圓弧槽演變成直線槽，連桿變成直線槽，連桿(滑塊滑塊2)沿著垂直方向移動，

20、連桿沿著垂直方向移動，連桿2與滑塊與滑塊3間的轉(zhuǎn)間的轉(zhuǎn)動副動副C變成移動副，滑塊變成移動副，滑塊3變成移動導(dǎo)向桿，演化成圖變成移動導(dǎo)向桿，演化成圖3一一15 (c)所示所示的雙滑塊四桿機構(gòu)。的雙滑塊四桿機構(gòu)。 2.偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)在對心曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)曲柄較短時，由于制造結(jié)構(gòu)的影響常將它在對心曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)曲柄較短時，由于制造結(jié)構(gòu)的影響常將它制成偏心輪形式。制成偏心輪形式。如圖如圖3一一16所示所示，當(dāng)將曲柄，當(dāng)將曲柄AB上轉(zhuǎn)動副上轉(zhuǎn)動副B的半徑擴的半徑擴大到超過曲柄大到超過曲柄AB的長度時，曲柄就演化成偏心輪的長度時，曲柄就演化成偏心輪(其轉(zhuǎn)動中心其轉(zhuǎn)動中心A與幾與幾何中心何中心B

21、不重合不重合)。偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛適用于要求曲柄。偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛適用于要求曲柄長度較短、沖擊載荷較大的機械中。因此，在機構(gòu)運動簡圖中，偏心長度較短、沖擊載荷較大的機械中。因此，在機構(gòu)運動簡圖中，偏心輪可以簡化成長度等于其轉(zhuǎn)動中心輪可以簡化成長度等于其轉(zhuǎn)動中心A到幾何中心到幾何中心B距離的桿件。距離的桿件。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)3.其他四桿機構(gòu)其他四桿機構(gòu)在曲柄滑塊機構(gòu)和雙滑塊四桿機構(gòu)中，取不同的構(gòu)件為機架可以得到在曲柄滑塊機構(gòu)和雙滑塊四桿機構(gòu)中，取不同的構(gòu)件為機架可以得到如轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、移動導(dǎo)桿機構(gòu)、雙如轉(zhuǎn)動

22、導(dǎo)桿機構(gòu)、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、移動導(dǎo)桿機構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)和正弦機構(gòu)等。轉(zhuǎn)塊機構(gòu)和正弦機構(gòu)等。圖圖3一一17是各種四桿機構(gòu)的應(yīng)用實例，其中是各種四桿機構(gòu)的應(yīng)用實例，其中圖圖3一一17 (a)為移動導(dǎo)桿機構(gòu)，用于手壓水機為移動導(dǎo)桿機構(gòu)，用于手壓水機;圖圖3一一17 (b)為曲柄搖為曲柄搖塊機構(gòu)，用于液壓泵塊機構(gòu)，用于液壓泵;圖圖3一一17(c)為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，用于牛頭刨床。為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，用于牛頭刨床。 3.2.3平面四桿機構(gòu)的急回特性和死點平面四桿機構(gòu)的急回特性和死點 1.急回特性急回特性如圖如圖3一一18所示所示，當(dāng)曲柄，當(dāng)曲柄AB為主動件做等速回轉(zhuǎn)時，搖桿為主動件做等速回轉(zhuǎn)時，搖桿CD

23、為從動為從動件做變速擺動，曲柄件做變速擺動，曲柄AB每回轉(zhuǎn)一周，出現(xiàn)兩次與連桿每回轉(zhuǎn)一周，出現(xiàn)兩次與連桿BC共線的位置，共線的位置，這時搖桿這時搖桿CD分別處在兩個極限位置分別處在兩個極限位置C1D和和C2D，曲柄所在兩個位置之，曲柄所在兩個位置之間的夾角間的夾角稱為極位夾角。稱為極位夾角。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)當(dāng)曲柄當(dāng)曲柄AB以角速度以角速度從從AB1到到AB1順時針轉(zhuǎn)過順時針轉(zhuǎn)過a1 =1800+時，搖桿時，搖桿CD從從C1 D位置擺到位置擺到C2D,所花時間為，平均速度為所花時間為，平均速度為:，。當(dāng)曲柄以。，。當(dāng)曲柄以。從從AB,到到AB，轉(zhuǎn)過，轉(zhuǎn)過a2=

24、180。一。時，搖桿從。一。時，搖桿從C2D位置擺回到位置擺回到C1 D,所所花時間為花時間為t2，平均速度，平均速度v2由于由于a1 a2 ,所以所以t1 t2 , v1 v2 。這說明，當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)時，搖桿來回擺動的速度不同，其返回的速這說明，當(dāng)曲柄等速回轉(zhuǎn)時，搖桿來回擺動的速度不同，其返回的速度較大，機構(gòu)的這種性質(zhì)，稱為急回特性。行程速比系數(shù)常用度較大，機構(gòu)的這種性質(zhì)，稱為急回特性。行程速比系數(shù)常用K來表來表示。示。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)所以，除曲柄搖桿機構(gòu)外，所以，除曲柄搖桿機構(gòu)外，如圖如圖3一一19所示所示偏置曲柄滑塊機構(gòu)也都有偏置曲柄滑塊機構(gòu)也都有急

25、回特性。機構(gòu)有無急回特性，取決于該機構(gòu)極位夾角急回特性。機構(gòu)有無急回特性，取決于該機構(gòu)極位夾角是否大于零，是否大于零，越大，急回特性越顯著。越大，急回特性越顯著。2.死點死點如圖如圖3一一20所示所示，如果鉸鏈四桿機構(gòu)的原動件為構(gòu)件，如果鉸鏈四桿機構(gòu)的原動件為構(gòu)件CD，構(gòu)件，構(gòu)件AB為為從動件，則在圖中虛線所示機構(gòu)的兩個極限位置上，由于連桿從動件，則在圖中虛線所示機構(gòu)的兩個極限位置上，由于連桿BC與與從動件從動件AB共線，驅(qū)動力矩為零，連桿共線，驅(qū)動力矩為零，連桿BC不能推動從動件不能推動從動件AB做功，做功，整個機構(gòu)處于停頓狀態(tài)，我們將這種機構(gòu)的這個位置稱為死點。整個機構(gòu)處于停頓狀態(tài)，我們將

26、這種機構(gòu)的這個位置稱為死點。當(dāng)機構(gòu)在死點位置時，從動件的轉(zhuǎn)動方向不能確定，既可有正轉(zhuǎn)也可當(dāng)機構(gòu)在死點位置時，從動件的轉(zhuǎn)動方向不能確定，既可有正轉(zhuǎn)也可能反轉(zhuǎn)，還可能靜止。例如，在使用家用縫紉機時，踩動踏板通過連能反轉(zhuǎn)，還可能靜止。例如，在使用家用縫紉機時，踩動踏板通過連桿使曲軸轉(zhuǎn)動，常常會出現(xiàn)踩不動或倒車的現(xiàn)象，這都是因為踏板機桿使曲軸轉(zhuǎn)動，常常會出現(xiàn)踩不動或倒車的現(xiàn)象，這都是因為踏板機構(gòu)處于死點位置的緣故。構(gòu)處于死點位置的緣故。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)為了使機構(gòu)能夠順利地通過死點位置，保持正常工作，常采用以下幾為了使機構(gòu)能夠順利地通過死點位置，保持正常工作，常采用以

27、下幾種方法種方法:(l)利用從動曲柄本身的質(zhì)量或附加一轉(zhuǎn)動慣性較大的飛輪利用從動曲柄本身的質(zhì)量或附加一轉(zhuǎn)動慣性較大的飛輪(圖圖3一一21),依靠其慣性作用來導(dǎo)向通過死點位置。依靠其慣性作用來導(dǎo)向通過死點位置。(2)采用多組機構(gòu)錯列，采用多組機構(gòu)錯列，如圖如圖3 - 22所示所示兩組車輪的錯列裝置，兩組機兩組車輪的錯列裝置，兩組機構(gòu)的曲柄錯列成構(gòu)的曲柄錯列成900 。(3)增設(shè)輔助構(gòu)件，增設(shè)輔助構(gòu)件，如圖如圖3 - 23所示所示機車車輪聯(lián)動裝置，在機構(gòu)中增設(shè)機車車輪聯(lián)動裝置，在機構(gòu)中增設(shè)一個輔助曲柄一個輔助曲柄EF。有時，工程上也利用死點位置來實現(xiàn)一定的工作要求。有時，工程上也利用死點位置來實現(xiàn)

28、一定的工作要求。上一頁 下一頁返回3. 2 平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)如圖如圖3 - 24所示所示的飛機起落機構(gòu)，當(dāng)起落架放下時，的飛機起落機構(gòu)，當(dāng)起落架放下時，BC與與CD桿共線，桿共線，機構(gòu)處于死點位置，地面對機輪的作用力不會使機構(gòu)處于死點位置，地面對機輪的作用力不會使CD桿轉(zhuǎn)動，從而保桿轉(zhuǎn)動，從而保證飛機起落可靠。又證飛機起落可靠。又如圖如圖3一一25所示所示的夾緊機構(gòu)，當(dāng)夾緊工件后，的夾緊機構(gòu)，當(dāng)夾緊工件后，BC與與CD桿共線，機構(gòu)處于死點位置，即使工作反力再大也不能使機構(gòu)桿共線，機構(gòu)處于死點位置，即使工作反力再大也不能使機構(gòu)反轉(zhuǎn)，要松開工件，只有向上推動手柄才能實現(xiàn)，因此保證了夾緊可反

29、轉(zhuǎn)，要松開工件，只有向上推動手柄才能實現(xiàn)，因此保證了夾緊可靠?？?。上一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)前面介紹的低副機構(gòu)一般只能近似地實現(xiàn)給定的運動規(guī)律，而且設(shè)計前面介紹的低副機構(gòu)一般只能近似地實現(xiàn)給定的運動規(guī)律，而且設(shè)計較為困難和復(fù)雜，當(dāng)要求從動件必須嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)律運動時，常采較為困難和復(fù)雜，當(dāng)要求從動件必須嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)律運動時，常采用凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)。凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計較方便，利用不同的凸用凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)。凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計較方便，利用不同的凸輪廓線可以使從動件實現(xiàn)各種給定的運動規(guī)律，在機械自動化工程中輪廓線可以使從動件實現(xiàn)各種給定的運動規(guī)律，在機械自動化工程中應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。

30、 3. 3. 1凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型1.凸輪機構(gòu)的組成特性和應(yīng)用凸輪機構(gòu)的組成特性和應(yīng)用圖圖3 - 26所示所示為內(nèi)燃機的氣門機構(gòu)，當(dāng)具有曲線輪廓的凸輪為內(nèi)燃機的氣門機構(gòu)，當(dāng)具有曲線輪廓的凸輪1做等速回做等速回轉(zhuǎn)時，凸輪曲線輪廓通過與氣門轉(zhuǎn)時，凸輪曲線輪廓通過與氣門(從動件從動件)的平底接觸，迫使氣門相對的平底接觸，迫使氣門相對于氣門導(dǎo)管于氣門導(dǎo)管(機架機架)做往復(fù)直線運動，從而控制氣門有規(guī)律地開啟和閉做往復(fù)直線運動，從而控制氣門有規(guī)律地開啟和閉合。氣門的運動規(guī)律取決于凸輪曲線輪廓的形狀。合。氣門的運動規(guī)律取決于凸輪曲線輪廓的形狀。下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)由此可以

31、看出，凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架由此可以看出，凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架3個構(gòu)件組成的。個構(gòu)件組成的。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作為原動件。當(dāng)它運動凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作為原動件。當(dāng)它運動時，通過其曲線輪廓或凹槽與從動件形成高副接觸，使從動件獲得預(yù)時，通過其曲線輪廓或凹槽與從動件形成高副接觸，使從動件獲得預(yù)期的運動規(guī)律。期的運動規(guī)律。2.凸輪機構(gòu)的類型凸輪機構(gòu)的類型凸輪機構(gòu)應(yīng)用廣泛，類型很多，通常按如下方法分類凸輪機構(gòu)應(yīng)用廣泛，類型很多，通常按如下方法分類(1)按凸輪的形狀和運動形式分按凸輪的形狀和運動形式分1)盤形凸輪。凸輪繞固定軸旋轉(zhuǎn)，其向徑盤形凸

32、輪。凸輪繞固定軸旋轉(zhuǎn)，其向徑(曲線上各點到回轉(zhuǎn)中心的曲線上各點到回轉(zhuǎn)中心的距離距離)在發(fā)生變化，是凸輪的基本形式，如圖在發(fā)生變化，是凸輪的基本形式，如圖3 - 26的凸輪的凸輪1。2)平行移動凸輪。這種凸輪外形通常是平板狀，平行移動凸輪。這種凸輪外形通常是平板狀，如圖如圖3一一27所示所示，可，可以著作回轉(zhuǎn)中心位于無窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪。它相對于機架作直線往復(fù)以著作回轉(zhuǎn)中心位于無窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪。它相對于機架作直線往復(fù)移動。移動。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)3)圓柱凸輪。凸輪是一個具有曲線凹槽的圓柱形構(gòu)件。它可以看成是圓柱凸輪。凸輪是一個具有曲線凹槽的圓柱形構(gòu)件。它可以看成是將移動凸

33、輪卷成圓柱體演化而成的，將移動凸輪卷成圓柱體演化而成的，如圖如圖3 - 28所示所示的自動車床進(jìn)刀的自動車床進(jìn)刀機構(gòu)中的凸輪機構(gòu)中的凸輪1。盤形凸輪和移動凸輪與其從動件之間的相對運動是平面運動，所以它盤形凸輪和移動凸輪與其從動件之間的相對運動是平面運動，所以它們屬于平面凸輪機構(gòu)。圓柱凸輪與從動件的相對運動為空間運動，故們屬于平面凸輪機構(gòu)。圓柱凸輪與從動件的相對運動為空間運動，故它屬于空間凸輪機構(gòu)。它屬于空間凸輪機構(gòu)。(2)按從動件的結(jié)構(gòu)形式分按從動件的結(jié)構(gòu)形式分1)尖頂從動件。尖頂從動件。如圖如圖3 -29 (a) , (d)所示，尖頂能與復(fù)雜的凸輪輪廓所示，尖頂能與復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，因

34、而能實現(xiàn)任意預(yù)期的運動規(guī)律，但尖頂極易磨損，故只保持接觸，因而能實現(xiàn)任意預(yù)期的運動規(guī)律，但尖頂極易磨損，故只適用于受力不大的低速場合。適用于受力不大的低速場合。2)滾子從動件。如圖滾子從動件。如圖3 -29 (b) , (e)所示，為了減輕尖頂磨損，在從所示，為了減輕尖頂磨損，在從動件的頂尖處安裝個滾子。滾子與凸輪輪廓之間為滾動，磨損較小，動件的頂尖處安裝個滾子。滾子與凸輪輪廓之間為滾動，磨損較小，可用來傳遞較大的動力，應(yīng)用最為廣泛。可用來傳遞較大的動力，應(yīng)用最為廣泛。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)3)平底從動件。如圖平底從動件。如圖3 - 29 ( c) ,(f)所示，這種從動件

35、與凸輪輪廓表面所示，這種從動件與凸輪輪廓表面接觸處的端面做成平底接觸處的端面做成平底(即為平面即為平面)，結(jié)構(gòu)簡單，與凸輪輪廓接觸面間，結(jié)構(gòu)簡單，與凸輪輪廓接觸面間易形成油膜，潤滑狀況好，磨損小。當(dāng)不考慮摩擦?xí)r，凸輪對從動件易形成油膜，潤滑狀況好，磨損小。當(dāng)不考慮摩擦?xí)r，凸輪對從動件的作用力始終垂直于平底，故受力平穩(wěn)，傳動效率高，常用于高速場的作用力始終垂直于平底，故受力平穩(wěn)，傳動效率高，常用于高速場合，但僅能與輪廓全部外凸的凸輪相互作用構(gòu)成凸輪機構(gòu)。合，但僅能與輪廓全部外凸的凸輪相互作用構(gòu)成凸輪機構(gòu)。另外，還可以按從動件的運動形式分為直動和擺動從動件，根據(jù)工作另外，還可以按從動件的運動形式分

36、為直動和擺動從動件，根據(jù)工作需要選用一種凸輪和一種從動件形式組成直動或擺動凸輪機構(gòu)。凸輪需要選用一種凸輪和一種從動件形式組成直動或擺動凸輪機構(gòu)。凸輪機構(gòu)在工作時必須保證從動件相關(guān)部位與凸輪輪廓曲線始終接觸，可機構(gòu)在工作時必須保證從動件相關(guān)部位與凸輪輪廓曲線始終接觸，可采用重力、彈簧力或特殊的幾何形狀來實現(xiàn)。采用重力、彈簧力或特殊的幾何形狀來實現(xiàn)。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 3.3.2凸輪機構(gòu)中從動件的常用運動規(guī)律凸輪機構(gòu)中從動件的常用運動規(guī)律1.凸輪機構(gòu)工作過程分析凸輪機構(gòu)工作過程分析圖圖3 - 30是對心尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，其中以凸輪輪廓最小是對心尖頂直動從動件盤形凸

37、輪機構(gòu)，其中以凸輪輪廓最小向徑向徑rb為半徑所作的圓稱為凸輪基圓。在圖示位置時，從動件處于上為半徑所作的圓稱為凸輪基圓。在圖示位置時，從動件處于上升的最低位置，其尖頂與凸輪在升的最低位置，其尖頂與凸輪在A點接觸。當(dāng)凸輪以等角速度點接觸。當(dāng)凸輪以等角速度順時順時針方向轉(zhuǎn)動時，凸輪向徑逐漸增大，將推動從動件按一定的運動規(guī)律針方向轉(zhuǎn)動時，凸輪向徑逐漸增大，將推動從動件按一定的運動規(guī)律運動，在凸輪轉(zhuǎn)過一個運動，在凸輪轉(zhuǎn)過一個0角度時，從動件尖頂運動到角度時，從動件尖頂運動到B點，此時尖頂點，此時尖頂與凸輪與凸輪B點接觸，點接觸，AB是從動件的最大位移，用是從動件的最大位移，用h表示，稱為從動件推表示，

38、稱為從動件推程程(或行程或行程)，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0稱為凸輪推程運動角稱為凸輪推程運動角;當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，凸輪與尖頂從時，凸輪與尖頂從B點移到點移到C點接觸，由于凸輪的向徑?jīng)]有變化，從點接觸，由于凸輪的向徑?jīng)]有變化，從動件在最大位移處動件在最大位移處B點停留不動，這個過程稱為從動件遠(yuǎn)停程，對應(yīng)點停留不動，這個過程稱為從動件遠(yuǎn)停程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角的凸輪轉(zhuǎn)角0稱為凸輪的遠(yuǎn)停程運動角稱為凸輪的遠(yuǎn)停程運動角;當(dāng)凸輪接著轉(zhuǎn)動時，凸輪與當(dāng)凸輪接著轉(zhuǎn)動時，凸輪與尖頂從尖頂從C點移到點移到D點接觸，凸輪向徑由最大變化到最小點接觸，凸輪向徑由最大變化到最小(基圓半徑基圓半徑rb )

39、 ，上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)從動件按一定的運動規(guī)律返回到起始點，這個過程稱為從動件回程，從動件按一定的運動規(guī)律返回到起始點，這個過程稱為從動件回程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角s稱為凸輪回程運動角稱為凸輪回程運動角;當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)動時，凸輪與尖當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)動時，凸輪與尖頂從頂從D點又移到點又移到A點接觸，由于該段基圓弧上各點向徑大小不變，從點接觸，由于該段基圓弧上各點向徑大小不變，從動件在最低位置。從動件的位移沒有變化，這一過程稱為近停程，對動件在最低位置。從動件的位移沒有變化，這一過程稱為近停程，對應(yīng)轉(zhuǎn)角創(chuàng)稱為近停程運動角。此時凸輪轉(zhuǎn)過了一整周，若凸輪再繼續(xù)應(yīng)轉(zhuǎn)角創(chuàng)稱為近停程運動

40、角。此時凸輪轉(zhuǎn)過了一整周，若凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，從動件將重復(fù)上述升一停一降一停運動過程。轉(zhuǎn)動，從動件將重復(fù)上述升一停一降一停運動過程。以凸輪轉(zhuǎn)角以凸輪轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)、從動件的位移為橫坐標(biāo)、從動件的位移S為縱坐標(biāo)，可用曲線將從動為縱坐標(biāo)，可用曲線將從動件在一個運動循環(huán)中的工作位移變化規(guī)律表示出來，如圖件在一個運動循環(huán)中的工作位移變化規(guī)律表示出來，如圖3一一30所示，所示，該曲線稱為從動件的位移線圖該曲線稱為從動件的位移線圖(s一一圖圖)。由于凸輪通常做等速運動，。由于凸輪通常做等速運動，其轉(zhuǎn)角與時間成正比，因此該線圖的橫坐標(biāo)也代表時間其轉(zhuǎn)角與時間成正比，因此該線圖的橫坐標(biāo)也代表時間t。根據(jù)。根據(jù)s一一

41、圖，可以求出從動件的速度線圖圖，可以求出從動件的速度線圖(v一一圖圖)和從動件的加速度線圖和從動件的加速度線圖(a一一圖圖)，統(tǒng)稱為從動件的運動線圖，反映出從動件的運動規(guī)律。，統(tǒng)稱為從動件的運動線圖，反映出從動件的運動規(guī)律。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)2.從動件常用運動規(guī)律從動件常用運動規(guī)律由于凸輪輪廓曲線決定了從動件的位移線圖由于凸輪輪廓曲線決定了從動件的位移線圖(運動規(guī)律運動規(guī)律)，那么，凸輪，那么，凸輪輪廓曲線也要根據(jù)從動件的位移線圖輪廓曲線也要根據(jù)從動件的位移線圖(運動規(guī)律運動規(guī)律)來設(shè)計。因此，在用來設(shè)計。因此，在用圖解法設(shè)計凸輪時，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)機器的工作要求選擇從動件

42、的運動圖解法設(shè)計凸輪時，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)機器的工作要求選擇從動件的運動規(guī)律，做出位移線圖，從動件經(jīng)常利用推程完成做功，這里以推程為規(guī)律，做出位移線圖，從動件經(jīng)常利用推程完成做功，這里以推程為例，介紹從動件幾種常用的基本運動規(guī)律例，介紹從動件幾種常用的基本運動規(guī)律(1)等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律從動件作等速運動時，其位移、速度和加速度的運動線圖，從動件作等速運動時，其位移、速度和加速度的運動線圖，如圖如圖3一一31所示所示。在此階段，經(jīng)過時間。在此階段，經(jīng)過時間t0(凸輪轉(zhuǎn)角為凸輪轉(zhuǎn)角為0)，從動件完成升程，從動件完成升程h,所以從動件速度所以從動件速度 為常數(shù)，速度線圖為水平直線為常數(shù)，速度線圖為水

43、平直線;從動件的從動件的位移位移s= v0t，其位移線圖為一斜直線，故又稱直線運動規(guī)律。，其位移線圖為一斜直線，故又稱直線運動規(guī)律。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)當(dāng)從動件運動時其加速度始終為零，但在運動開始和運動終止位置的當(dāng)從動件運動時其加速度始終為零，但在運動開始和運動終止位置的瞬間，因有速度突變，故這一瞬間的加速度理淪上為由零突變?yōu)闊o窮瞬間，因有速度突變，故這一瞬間的加速度理淪上為由零突變?yōu)闊o窮大，導(dǎo)致從動件產(chǎn)生理淪上無窮大的慣性力大，導(dǎo)致從動件產(chǎn)生理淪上無窮大的慣性力(實際上由于材料的彈性實際上由于材料的彈性變形，慣性力不會達(dá)到無窮大變形，慣性力不會達(dá)到無窮大)，使機構(gòu)產(chǎn)生強

44、烈的剛性沖擊。因此，使機構(gòu)產(chǎn)生強烈的剛性沖擊。因此，等速運動規(guī)律只適用于低速和從動件質(zhì)量較輕的凸輪機構(gòu)中。在實際等速運動規(guī)律只適用于低速和從動件質(zhì)量較輕的凸輪機構(gòu)中。在實際應(yīng)用時，為避免剛性沖擊，常將從動件在運動開始和終止時的位移曲應(yīng)用時，為避免剛性沖擊，常將從動件在運動開始和終止時的位移曲線加以修正，使速度逐漸增加和逐漸降低，線加以修正，使速度逐漸增加和逐漸降低，如圖如圖3 - 32所示所示。(2)等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律這種運動規(guī)律通常令前半行程做等加速運動，后半行程做等減速運動，這種運動規(guī)律通常令前半行程做等加速運動，后半行程做等減速運動，其加速度和減速度的絕對值相等。其

45、加速度和減速度的絕對值相等。圖圖3一一33所示所示為從動件在推程運動為從動件在推程運動中做等加速等減速運動時的運動線圖。以前半個推程為例，圖為平行中做等加速等減速運動時的運動線圖。以前半個推程為例，圖為平行于橫坐標(biāo)軸的直線。從動件速度從動件做等加速運動時，其加速度線于橫坐標(biāo)軸的直線。從動件速度從動件做等加速運動時，其加速度線v = at，則速度線圖為斜直線，則速度線圖為斜直線上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)從動件的位移，其位移線圖為一拋物線。其作圖方法如下從動件的位移，其位移線圖為一拋物線。其作圖方法如下:在縱坐標(biāo)在縱坐標(biāo)上將行程上將行程h分成相等的兩部分。在橫坐標(biāo)軸上，將與行程分成

46、相等的兩部分。在橫坐標(biāo)軸上，將與行程h對應(yīng)的凸對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角中也分成相等的兩部分，再將每一部分分為若干等份輪轉(zhuǎn)角中也分成相等的兩部分，再將每一部分分為若干等份(圖中為圖中為4等份等份)，得到，得到1, 2, 3, 4各點，過這些分點分別作橫坐標(biāo)軸的垂線。同各點，過這些分點分別作橫坐標(biāo)軸的垂線。同時將縱坐標(biāo)軸上各部分也分為與橫坐標(biāo)軸相同的等份時將縱坐標(biāo)軸上各部分也分為與橫坐標(biāo)軸相同的等份(4等份等份)，得，得1, 2, 3, 4各點。連接各點。連接A1, A2, A3, A4與相應(yīng)的垂線分別交于與相應(yīng)的垂線分別交于1“, 2 ”, 3“, 4”各點，將這些交點連接成光滑曲線，即可得到推程各點，將

47、這些交點連接成光滑曲線，即可得到推程AB段的等加段的等加速運動的位移線圖速運動的位移線圖(拋物線拋物線)。后半行程的等減速運動規(guī)律位移線圖也。后半行程的等減速運動規(guī)律位移線圖也可用同樣的方法畫出，只是彎曲的方向相反?？捎猛瑯拥姆椒ó嫵觯皇菑澢姆较蛳喾?。由圖可見，從動件加速度分別在由圖可見，從動件加速度分別在A, B和和C位置也有突變，但其變化為位置也有突變，但其變化為有限值，由此而產(chǎn)生的慣性力變化也為有限值。這種由慣性力的有限有限值，由此而產(chǎn)生的慣性力變化也為有限值。這種由慣性力的有限變化對機構(gòu)所造成的沖擊、振動和噪聲要較剛性沖擊小稱之為柔性沖變化對機構(gòu)所造成的沖擊、振動和噪聲要較剛性沖擊

48、小稱之為柔性沖擊。因此，等加速、等減速運功規(guī)律也只適用于中速、輕載的場合。擊。因此，等加速、等減速運功規(guī)律也只適用于中速、輕載的場合。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)(3)擺線運動規(guī)律擺線運動規(guī)律當(dāng)半徑為當(dāng)半徑為R的圓沿縱坐標(biāo)軸做純滾動時，圓周上某定點的圓沿縱坐標(biāo)軸做純滾動時，圓周上某定點M的運動軌跡的運動軌跡為一擺線，該點在縱坐標(biāo)軸上投影的變化規(guī)律即構(gòu)成擺線運動規(guī)律。為一擺線，該點在縱坐標(biāo)軸上投影的變化規(guī)律即構(gòu)成擺線運動規(guī)律。如圖如圖3一一34所示所示，從動件按擺線運動規(guī)律運動時其行程，從動件按擺線運動規(guī)律運動時其行程h = 2r。位移。位移線圖作法如下線圖作法如下:畫出坐標(biāo)軸，以

49、行程畫出坐標(biāo)軸，以行程h和對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角和對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為兩邊作一矩形，并作矩為兩邊作一矩形，并作矩形對角線形對角線OQ;將代表中的線段分成若干等份，過等分點作橫坐標(biāo)軸垂將代表中的線段分成若干等份，過等分點作橫坐標(biāo)軸垂線線;以坐標(biāo)原點以坐標(biāo)原點0為圓心，以為圓心，以R=h/(2)為半徑作一圓，按中的等份數(shù)等為半徑作一圓，按中的等份數(shù)等分此圓周，將圓周上等分點向縱坐標(biāo)投影，并過各投影點作分此圓周，將圓周上等分點向縱坐標(biāo)投影，并過各投影點作OQ的平的平行線，這些平行線與上述各垂線對應(yīng)相交，將這些交點連成光滑曲線，行線，這些平行線與上述各垂線對應(yīng)相交，將這些交點連成光滑曲線，即為位移線圖。即為位移線

50、圖。上一頁 下一頁返回3. 3凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)由運動線圖可知當(dāng)從動件按擺線運動規(guī)律運動時，其加速度按正弦曲由運動線圖可知當(dāng)從動件按擺線運動規(guī)律運動時，其加速度按正弦曲線變故又稱為正弦加速度運動規(guī)律。從動件在行程的始點和終點處加線變故又稱為正弦加速度運動規(guī)律。從動件在行程的始點和終點處加速度皆為且加速度曲線均勻連續(xù)而無突變，因此在運動中既無剛性沖速度皆為且加速度曲線均勻連續(xù)而無突變，因此在運動中既無剛性沖擊，又無柔性沖常用于較高速度的凸輪機構(gòu)。擊，又無柔性沖常用于較高速度的凸輪機構(gòu)。上一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)在一些機器和儀表中，要求構(gòu)件做周期性的時動、時停運動，能實現(xiàn)在一些機器和儀

51、表中，要求構(gòu)件做周期性的時動、時停運動，能實現(xiàn)這類運動的機構(gòu)稱為間歇運動機構(gòu)。常用的間歇運動機構(gòu)有棘輪機構(gòu)這類運動的機構(gòu)稱為間歇運動機構(gòu)。常用的間歇運動機構(gòu)有棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)等。和槽輪機構(gòu)等。下一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu) 3. 4. 1棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)1.棘輪機構(gòu)的組成和工作原理棘輪機構(gòu)的組成和工作原理棘輪機構(gòu)是利用主動件做往復(fù)擺動，實現(xiàn)從動件間歇轉(zhuǎn)動。有外嚙合棘輪機構(gòu)是利用主動件做往復(fù)擺動，實現(xiàn)從動件間歇轉(zhuǎn)動。有外嚙合(如圖如圖3 -36所示所示)和內(nèi)嚙合兩種形式，和內(nèi)嚙合兩種形式，在圖在圖3一一35中中，棘輪機構(gòu)一般由，棘輪機構(gòu)一般由主動件、驅(qū)動棘爪、棘輪、止動爪以及機架等構(gòu)

52、件組成，主動件和棘主動件、驅(qū)動棘爪、棘輪、止動爪以及機架等構(gòu)件組成，主動件和棘輪可分別以輪可分別以O(shè)3點為中心轉(zhuǎn)動，為保證棘爪、止動爪工作可靠，常利用點為中心轉(zhuǎn)動，為保證棘爪、止動爪工作可靠，常利用彈簧使其緊壓齒面在圖中當(dāng)主動件逆時針擺動時，主動件上鉸接的棘彈簧使其緊壓齒面在圖中當(dāng)主動件逆時針擺動時，主動件上鉸接的棘爪插人棘輪的齒內(nèi)，推動棘輪同向轉(zhuǎn)動一定角度。當(dāng)主動件順時針擺爪插人棘輪的齒內(nèi)，推動棘輪同向轉(zhuǎn)動一定角度。當(dāng)主動件順時針擺動時，止動爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動，此時棘爪在棘輪的齒背上滑過并落動時，止動爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動，此時棘爪在棘輪的齒背上滑過并落人棘輪的另一齒內(nèi)，棘輪靜止不動。當(dāng)主動件連

53、續(xù)往復(fù)擺動時棘輪便人棘輪的另一齒內(nèi)，棘輪靜止不動。當(dāng)主動件連續(xù)往復(fù)擺動時棘輪便得到單向的間歇運動。得到單向的間歇運動。上一頁 下一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)2.棘輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用棘輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用根據(jù)棘輪機構(gòu)的棘爪和棘輪結(jié)構(gòu)，將其分為齒式根據(jù)棘輪機構(gòu)的棘爪和棘輪結(jié)構(gòu)，將其分為齒式(圖圖3一一35)和摩擦式和摩擦式(圖圖3 -36)兩大類。根據(jù)工作需要還有雙動式棘輪機構(gòu)兩大類。根據(jù)工作需要還有雙動式棘輪機構(gòu)(圖圖3一一37)和可和可變向棘輪機構(gòu)變向棘輪機構(gòu)(圖圖3一一38)。齒式棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，棘輪的轉(zhuǎn)角容易實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)。但這種機構(gòu)齒式棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，棘輪的轉(zhuǎn)角容易實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)

54、。但這種機構(gòu)在回程時，棘爪在棘輪齒背上滑過有噪聲在回程時，棘爪在棘輪齒背上滑過有噪聲;在運動開始和終止時，速在運動開始和終止時，速度驟變而產(chǎn)生沖擊，傳動平穩(wěn)性較差，棘輪度驟變而產(chǎn)生沖擊，傳動平穩(wěn)性較差，棘輪1 h.易磨損，故常用于低易磨損，故常用于低速、輕載等場合實現(xiàn)間歇運動。摩擦式棘輪機構(gòu)傳遞運動較平穩(wěn)、無速、輕載等場合實現(xiàn)間歇運動。摩擦式棘輪機構(gòu)傳遞運動較平穩(wěn)、無噪聲、棘輪的轉(zhuǎn)角可作無級調(diào)節(jié)，但運動準(zhǔn)確性差、不宜用于運動精噪聲、棘輪的轉(zhuǎn)角可作無級調(diào)節(jié)，但運動準(zhǔn)確性差、不宜用于運動精度要求高的場合。棘輪機構(gòu)常用于送進(jìn)、制動度要求高的場合。棘輪機構(gòu)常用于送進(jìn)、制動(圖圖3一一39 (a)和超越

55、和超越(圖圖3一一39(b)等工作中。等工作中。上一頁 下一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)3.4.2槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)1.槽輪機構(gòu)的組成和工作原理槽輪機構(gòu)的組成和工作原理如圖如圖3 - 40所示所示，槽輪機構(gòu)是由帶有圓柱銷，槽輪機構(gòu)是由帶有圓柱銷A的主動撥盤和具有徑向的主動撥盤和具有徑向槽的從動槽輪及機架組成。當(dāng)主動撥盤順時針做等速連續(xù)回轉(zhuǎn)時，其槽的從動槽輪及機架組成。當(dāng)主動撥盤順時針做等速連續(xù)回轉(zhuǎn)時，其上圓柱銷上圓柱銷A未進(jìn)人槽輪的徑向槽時，槽輪的內(nèi)凹鎖止弧未進(jìn)人槽輪的徑向槽時，槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤外凸被撥盤外凸鎖止弧鎖止弧a鎖住，則槽輪靜止不動。當(dāng)圓柱銷鎖住，則槽輪靜止不動。當(dāng)圓柱銷

56、A開始進(jìn)人槽輪的徑向槽開始進(jìn)人槽輪的徑向槽時，即圖時，即圖3一一40所示位置，所示位置，a弧和弧和弧脫開，圓柱銷弧脫開，圓柱銷A驅(qū)動槽輪沿逆時驅(qū)動槽輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓柱銷針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓柱銷A開始脫出槽輪徑向槽時，槽輪的另一內(nèi)凹鎖開始脫出槽輪徑向槽時，槽輪的另一內(nèi)凹鎖止弧止弧又被鎖住，致使槽輪又靜止不動，直到圓柱銷再次進(jìn)人槽輪的又被鎖住，致使槽輪又靜止不動，直到圓柱銷再次進(jìn)人槽輪的另一徑向槽，又重復(fù)以下運動循環(huán)，從而實現(xiàn)從動槽輪的單向間歇轉(zhuǎn)另一徑向槽，又重復(fù)以下運動循環(huán)，從而實現(xiàn)從動槽輪的單向間歇轉(zhuǎn)動。動。上一頁 下一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)2.槽輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用槽輪機構(gòu)的

57、類型和應(yīng)用槽輪機構(gòu)有平面槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)有平面槽輪機構(gòu)(主動撥盤軸線與槽輪軸線平行主動撥盤軸線與槽輪軸線平行)和空間槽輪和空間槽輪機構(gòu)機構(gòu)(主動撥盤軸線與槽輪軸線相交主動撥盤軸線與槽輪軸線相交)兩大類。平面槽輪機構(gòu)可分為外兩大類。平面槽輪機構(gòu)可分為外嚙合槽輪機構(gòu)和內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)。圖嚙合槽輪機構(gòu)和內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)。圖3 - 40為外嚙合槽輪機構(gòu)，其主為外嚙合槽輪機構(gòu)，其主動撥盤和從動槽輪的轉(zhuǎn)向相反。內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)，其主動撥盤和從動動撥盤和從動槽輪的轉(zhuǎn)向相反。內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)，其主動撥盤和從動槽輪的轉(zhuǎn)向相同。槽輪的轉(zhuǎn)向相同。圖圖3一一41所示所示為空間槽輪機構(gòu)，從動槽輪呈半球形，槽和鎖止弧均分為空間槽

58、輪機構(gòu)，從動槽輪呈半球形，槽和鎖止弧均分布在球面上主動件的軸線、銷布在球面上主動件的軸線、銷A的軸線都與槽輪的回轉(zhuǎn)軸線匯交于槽的軸線都與槽輪的回轉(zhuǎn)軸線匯交于槽輪球心輪球心0，故又稱為球面槽輪機構(gòu)。當(dāng)主動件連續(xù)回轉(zhuǎn)時，槽輪做間，故又稱為球面槽輪機構(gòu)。當(dāng)主動件連續(xù)回轉(zhuǎn)時，槽輪做間歇轉(zhuǎn)動。歇轉(zhuǎn)動。上一頁 下一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但在運動過程中的加速度變化較大，槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但在運動過程中的加速度變化較大，沖擊較嚴(yán)重，同時在每一個運動循環(huán)中，槽輪轉(zhuǎn)角與其徑向槽數(shù)和撥沖擊較嚴(yán)重，同時在每一個運動循環(huán)中，槽輪轉(zhuǎn)角與其徑向槽數(shù)和撥盤上的圓柱銷數(shù)有關(guān)，

59、每次轉(zhuǎn)角一定，無法任意調(diào)節(jié)。所以，槽輪機盤上的圓柱銷數(shù)有關(guān)，每次轉(zhuǎn)角一定，無法任意調(diào)節(jié)。所以，槽輪機構(gòu)不適用于高速傳動，一般用于轉(zhuǎn)速不很高、轉(zhuǎn)角不需要調(diào)節(jié)的自動構(gòu)不適用于高速傳動，一般用于轉(zhuǎn)速不很高、轉(zhuǎn)角不需要調(diào)節(jié)的自動機械和儀器儀表中。機械和儀器儀表中。圖圖3 - 42是槽輪機構(gòu)在電影放映機中用作送片的是槽輪機構(gòu)在電影放映機中用作送片的應(yīng)用實例。應(yīng)用實例。3.槽輪機構(gòu)的運動特性槽輪機構(gòu)的運動特性槽輪機構(gòu)工作時的間歇運動情況與機構(gòu)中槽輪的槽數(shù)和撥盤的圓柱銷槽輪機構(gòu)工作時的間歇運動情況與機構(gòu)中槽輪的槽數(shù)和撥盤的圓柱銷數(shù)量配置有關(guān)。在圖數(shù)量配置有關(guān)。在圖3 - 40的外嚙合槽輪機構(gòu)中，圓柱銷開始進(jìn)

60、人徑的外嚙合槽輪機構(gòu)中，圓柱銷開始進(jìn)人徑向槽或脫出徑向槽的瞬間，徑向槽的中心線應(yīng)切于圓柱銷中心運動的向槽或脫出徑向槽的瞬間，徑向槽的中心線應(yīng)切于圓柱銷中心運動的圓周。設(shè)圓周。設(shè):為槽輪上均勻分布的徑向槽數(shù)目，那么，當(dāng)槽輪轉(zhuǎn)為槽輪上均勻分布的徑向槽數(shù)目，那么，當(dāng)槽輪轉(zhuǎn)過過 :角度時撥盤所轉(zhuǎn)過的角度為角度時撥盤所轉(zhuǎn)過的角度為上一頁 下一頁返回3.4間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)在槽輪機構(gòu)中，撥盤回轉(zhuǎn)一周稱為一個運動周期時間為在槽輪機構(gòu)中，撥盤回轉(zhuǎn)一周稱為一個運動周期時間為t。在一個運。在一個運動周期中，槽輪的運動時間動周期中，槽輪的運動時間t2與撥盤的運動時間與撥盤的運動時間t之比，稱為運動系數(shù)，之比，