機械原理第四章常用機構(gòu)

1、第五章 常用機構(gòu)楊拴強楊拴強福建江夏學(xué)院工業(yè)工程系福建江夏學(xué)院工業(yè)工程系福建江夏學(xué)院福建江夏學(xué)院楊拴強楊拴強楊拴強制 作*本章主要內(nèi)容w 5.1平面連桿機構(gòu)平面連桿機構(gòu)w 5.2凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)w 5.3棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)w 5.4輪槽機構(gòu)輪槽機構(gòu)w 5.5典型機構(gòu)動畫演示典型機構(gòu)動畫演示楊拴強制 作*本章重點知識w 平面四桿機構(gòu)的演化機構(gòu)平面四桿機構(gòu)的演化機構(gòu)w 曲柄存在的條件曲柄存在的條件w 曲柄連桿機構(gòu)的特性曲柄連桿機構(gòu)的特性w 凸輪機構(gòu)的特點凸輪機構(gòu)的特點w 棘輪機構(gòu)的組成與原理棘輪機構(gòu)的組成與原理w 輪槽機構(gòu)的組成與原理輪槽機構(gòu)的組成與原理楊拴強制 作*5.1平面連桿機構(gòu)1234楊拴強

2、制 作*楊拴強制 作*w 何為曲柄搖桿機構(gòu)？何為曲柄搖桿機構(gòu)？ 既有曲柄又有搖桿的機構(gòu)。如下動畫中，兩個連既有曲柄又有搖桿的機構(gòu)。如下動畫中，兩個連架桿中一個是曲柄，一個是搖桿。架桿中一個是曲柄，一個是搖桿。楊拴強制 作*)w 日常生活中常見的雷達(dá)、縫紉機等就是有曲柄日常生活中常見的雷達(dá)、縫紉機等就是有曲柄搖桿機構(gòu)構(gòu)成的。搖桿機構(gòu)構(gòu)成的。楊拴強制 作*)w 何為雙曲柄機構(gòu)？何為雙曲柄機構(gòu)？ 兩個連架桿都是曲柄的機構(gòu)。如下動畫兩個連架桿都是曲柄的機構(gòu)。如下動畫楊拴強制 作*)u何為雙搖桿機構(gòu)？ 在一個機構(gòu)中，兩個連架桿都是搖桿。如下動畫中所示。楊拴強制 作*設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)

3、計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云鉸鏈四桿機構(gòu)的演化鉸鏈四桿機構(gòu)的演化偏心曲柄滑塊機構(gòu)偏心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)雙滑塊機構(gòu) 正弦機構(gòu)正弦機構(gòu)s=l sin l楊拴強制 作*曲柄滑塊機構(gòu)的實例w 內(nèi)燃機實例內(nèi)燃機實例楊拴強制 作*曲柄滑塊機構(gòu)的實例w 往復(fù)式抽水機往復(fù)式抽水機楊拴強制 作*運動副轉(zhuǎn)化機構(gòu)的演化1234213413421234楊拴強制 作*123412341234曲柄搖桿雙曲柄雙搖桿楊拴強制 作*（2)曲柄存在的條件(GRASHOF)123412341234楊拴強制 作*w 急回特性急回特性在曲柄搖桿機

4、構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時，在曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時，搖桿位于兩個極限位置，簡稱極位。此兩處曲搖桿位于兩個極限位置，簡稱極位。此兩處曲柄之間的夾角柄之間的夾角 稱為極位夾角稱為極位夾角。楊拴強制 作*1、急回特性、急回特性w 當(dāng)曲柄以逆時針轉(zhuǎn)過180+時，搖桿從C1D位置擺到C2D。/ )180(1t1211tCCV )180/(21CC楊拴強制 作*楊拴強制 作*2.壓力角和傳動角壓力角和傳動角壓力角壓力角：從動件驅(qū)動力從動件驅(qū)動力F與力作用點絕對速與力作用點絕對速度之間所夾銳角。度之間所夾銳角。傳動角傳動角 ：壓力角的余角即連桿與從動件間壓力角的余角即連桿與從動件間所夾的

5、銳角。所夾的銳角。切向分力切向分力: F= Fcos法向分力法向分力: : F”= Fcos F 對傳動有利對傳動有利。=Fsin=Fsin=Fsin=FsinF楊拴強制 作*設(shè)計：潘存云FF F”當(dāng)當(dāng)BCD90BCD90時，時， BCDBCDABCDminmin出現(xiàn)的位置：出現(xiàn)的位置：當(dāng)當(dāng)BCD90BCD90時，時， 1 8 01 8 0 - - BCDBCD此位置一定是：主動件與機架共線兩處之一。此位置一定是：主動件與機架共線兩處之一。CDBAFF”F當(dāng)當(dāng)BCDBCD最小或最大時，都有可能出現(xiàn)最小或最大時，都有可能出現(xiàn)minmin為了保證機構(gòu)良好的傳力性能設(shè)計：潘存云C1B1l1l2l3l

6、4DA機構(gòu)的傳動角一般在運動鏈機構(gòu)的傳動角一般在運動鏈最終一個從動件上度量。最終一個從動件上度量。1 12 2C2B2楊拴強制 作*死點特性死點特性w 搖桿為主動件，搖桿為主動件，且連桿與曲柄兩且連桿與曲柄兩次共線次共線時時，有：，有：0 0 此時此時機構(gòu)不能運動機構(gòu)不能運動. .F0 0F0 0避免措施：避免措施： 兩組機構(gòu)錯開排列，如火車輪機構(gòu)兩組機構(gòu)錯開排列，如火車輪機構(gòu); ;稱此位置為：稱此位置為： “死點死點”靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機、縫紉機等）?？匡w輪的慣性（如內(nèi)燃機、縫紉機等）。楊拴強制 作*思考題w 在現(xiàn)實生活中，那里用到了平面四桿機構(gòu)在現(xiàn)實生活中，那里用到了平面四桿機構(gòu)的這些特

7、性？的這些特性？w 這些特性的好處和壞處是什么？這些特性的好處和壞處是什么？5.2 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類楊拴強楊拴強福建江夏學(xué)院工業(yè)工程系福建江夏學(xué)院工業(yè)工程系楊拴強制 作*Knowledge Points w 凸輪機構(gòu)的組成凸輪機構(gòu)的組成w 凸輪機構(gòu)的分類凸輪機構(gòu)的分類w 凸輪機構(gòu)的優(yōu)點、缺點凸輪機構(gòu)的優(yōu)點、缺點楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的組成w 凸輪是具有曲線輪廓凸輪是具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件或凹槽的構(gòu)件w 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)一般一般由由凸輪凸輪、從動件從動件和和機架機架三個構(gòu)三個構(gòu)件組成件組成。楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的分類w 按照凸輪的形狀分類按照凸輪的形狀分類w 按照從動件的型式分類按照從動

8、件的型式分類w 按照凸輪與從動件維持高副接觸的方法按照凸輪與從動件維持高副接觸的方法分類分類楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的分類按照凸輪的形狀分類按照凸輪的形狀分類w 盤形凸輪盤形凸輪w 移動凸輪移動凸輪w 圓柱凸輪圓柱凸輪楊拴強制 作*盤形凸輪w 這種凸輪是一個繞固這種凸輪是一個繞固定軸轉(zhuǎn)動并且具有變定軸轉(zhuǎn)動并且具有變化向徑的盤形零件，化向徑的盤形零件，如。當(dāng)其繞固定軸轉(zhuǎn)如。當(dāng)其繞固定軸轉(zhuǎn)動時，可推動從動件動時，可推動從動件在垂直于凸輪轉(zhuǎn)軸的在垂直于凸輪轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)運動。它是凸平面內(nèi)運動。它是凸輪的最基本型式，結(jié)輪的最基本型式，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣。構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣。楊拴強制 作*移動凸輪w 當(dāng)盤形凸

9、輪的轉(zhuǎn)軸位當(dāng)盤形凸輪的轉(zhuǎn)軸位于無窮遠(yuǎn)處時，就演于無窮遠(yuǎn)處時，就演化成了圖示的移動凸化成了圖示的移動凸輪（或楔形凸輪）。輪（或楔形凸輪）。凸輪呈板狀，它相對凸輪呈板狀，它相對于機架作直線移動。于機架作直線移動。楊拴強制 作*圓柱凸輪w 如果將移動凸輪卷成如果將移動凸輪卷成圓柱體即演化成圓柱圓柱體即演化成圓柱凸輪。圖示為自動機凸輪。圖示為自動機床的進(jìn)刀機構(gòu)。在這床的進(jìn)刀機構(gòu)。在這種凸輪機構(gòu)中凸輪與種凸輪機構(gòu)中凸輪與從動件之間的相對運從動件之間的相對運動是空間運動，故屬動是空間運動，故屬于空間凸輪機構(gòu)。于空間凸輪機構(gòu)。楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的分類按照從動件的型式分類按照從動件的型式分類w尖底從動件尖

10、底從動件w滾子從動件滾子從動件w平底從動件平底從動件楊拴強制 作*尖底從動件w 從動件的尖端能夠與從動件的尖端能夠與任意復(fù)雜的凸輪輪廓任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從保持接觸，從而使從動件實現(xiàn)任意的運動動件實現(xiàn)任意的運動規(guī)律。規(guī)律。楊拴強制 作*滾子從動件w 為減小摩擦磨損，在為減小摩擦磨損，在從動件端部安裝一個從動件端部安裝一個滾輪，把從動件與凸?jié)L輪，把從動件與凸輪之間的滑動摩擦變輪之間的滑動摩擦變成滾動摩擦，因此摩成滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用來擦磨損較小，可用來傳遞較大的動力，故傳遞較大的動力，故這種形式的從動件應(yīng)這種形式的從動件應(yīng)用很廣。用很廣。楊拴強制 作*平底從動件w 從動

11、件與凸輪輪廓之從動件與凸輪輪廓之間為線接觸，接觸處間為線接觸，接觸處易形成油膜，潤滑狀易形成油膜，潤滑狀況好。此外，在不計況好。此外，在不計摩擦?xí)r，凸輪對從動摩擦?xí)r，凸輪對從動件的作用力始終垂直件的作用力始終垂直于從動件的平底，受于從動件的平底，受力平穩(wěn)傳動效率高，力平穩(wěn)傳動效率高，常用于高速場合。常用于高速場合。楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的分類按照凸輪與從動件維持高副接觸的方法按照凸輪與從動件維持高副接觸的方法分類分類w力鎖合力鎖合w形鎖合形鎖合楊拴強制 作*力鎖合w 所謂力鎖合型，是指所謂力鎖合型，是指利用重力、彈簧力或利用重力、彈簧力或其它外力使從動件與其它外力使從動件與凸輪輪廓始終保持接凸

12、輪輪廓始終保持接觸。觸。楊拴強制 作*形鎖合w 所謂形鎖合型，是指所謂形鎖合型，是指利用高副元素本身的利用高副元素本身的幾何形狀使從動件與幾何形狀使從動件與凸輪輪廓始終保持接凸輪輪廓始終保持接觸。觸。楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的應(yīng)用楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的應(yīng)用楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的優(yōu)點w 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占據(jù)空間較?。痪哂卸嘟Y(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占據(jù)空間較?。痪哂卸嘤眯院挽`活性，從動件的運動規(guī)律取決于用性和靈活性，從動件的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線的形狀。對于幾乎任意要求凸輪輪廓曲線的形狀。對于幾乎任意要求的從動件的運動規(guī)律，都可以毫無困難地的從動件的運動規(guī)律，都可以毫無困難地設(shè)計出凸輪廓線來實現(xiàn)。設(shè)

13、計出凸輪廓線來實現(xiàn)。楊拴強制 作*凸輪機構(gòu)的缺點w 凸輪輪廓線與從動件之間是點或線接觸的凸輪輪廓線與從動件之間是點或線接觸的高副，易于磨損，故多用于傳力不大的場高副，易于磨損，故多用于傳力不大的場合。合。楊拴強制 作*思考題w 現(xiàn)實生活中，那些地方用到了凸輪機構(gòu)，現(xiàn)實生活中，那些地方用到了凸輪機構(gòu)，他的目的是什么？他的目的是什么？w 凸輪機構(gòu)的優(yōu)點是什么？缺點是什么？凸輪機構(gòu)的優(yōu)點是什么？缺點是什么？5.3棘輪機構(gòu)簡介及應(yīng)用棘輪機構(gòu)簡介及應(yīng)用楊拴強楊拴強福建江夏學(xué)院工業(yè)工程系福建江夏學(xué)院工業(yè)工程系楊拴強制 作*一、棘輪機構(gòu)的組成及工作原理一、棘輪機構(gòu)的組成及工作原理w 如圖所示為單向式棘輪機構(gòu)

14、，其特點是擺如圖所示為單向式棘輪機構(gòu)，其特點是擺桿單向擺動時，棘輪沿同一方向轉(zhuǎn)過一個桿單向擺動時，棘輪沿同一方向轉(zhuǎn)過一個角度；而棘輪向另一個方向轉(zhuǎn)動時，棘輪角度；而棘輪向另一個方向轉(zhuǎn)動時，棘輪靜止不動。靜止不動。w 常見的棘輪齒形為不對稱梯形。為了便于常見的棘輪齒形為不對稱梯形。為了便于加工，當(dāng)棘輪機構(gòu)承受載荷不大時，可采加工，當(dāng)棘輪機構(gòu)承受載荷不大時，可采用三角形的棘輪輪齒，圖示棘輪齒形即為用三角形的棘輪輪齒，圖示棘輪齒形即為三角形。三角形。楊拴強制 作*在棘輪機構(gòu)中，一般情況下棘爪是原動件，當(dāng)工作的棘爪連續(xù)擺動時，棘輪作間歇轉(zhuǎn)動。當(dāng)棘輪停歇時，止動棘爪可防止其逆轉(zhuǎn)。只要棘輪的齒數(shù)Z足夠多，

15、則每次間歇轉(zhuǎn)動的角度就可以很??；而且可根據(jù)工作要求調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的大小。 楊拴強制 作*1、帶輪齒的棘輪機構(gòu)、帶輪齒的棘輪機構(gòu)單動式棘輪機構(gòu)單動式棘輪機構(gòu)雙動式棘輪機構(gòu)雙動式棘輪機構(gòu)二、棘輪機構(gòu)的類型二、棘輪機構(gòu)的類型楊拴強制 作*端面棘輪機構(gòu)楊拴強制 作*內(nèi)嚙式棘輪機構(gòu)內(nèi)嚙式棘輪機構(gòu)內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)楊拴強制 作*內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)自行車飛輪的原理自行車飛輪的原理楊拴強制 作*可變向棘輪機構(gòu)可變向棘輪機構(gòu)楊拴強制 作*楊拴強制 作*2、摩擦式棘輪機構(gòu)、摩擦式棘輪機構(gòu)偏心楔塊式棘輪機構(gòu)滾子楔緊式棘輪機構(gòu)楊拴強制 作*偏心楔塊式棘輪機構(gòu)偏心楔塊式棘輪機構(gòu)楊拴強制 作*滾子楔緊式棘輪機構(gòu)滾子楔緊式棘輪機構(gòu)楊

16、拴強制 作*1. .齒嚙式棘輪機構(gòu)的特點齒嚙式棘輪機構(gòu)的特點2. .摩擦式棘輪機構(gòu)的特點摩擦式棘輪機構(gòu)的特點 摩擦式棘輪機構(gòu)傳遞運動平穩(wěn)，無噪音棘輪可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，但易打滑，運動準(zhǔn)確性差。齒嚙式棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，棘輪轉(zhuǎn)角可實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)，但傳動平穩(wěn)性差。適合于轉(zhuǎn)速不高，轉(zhuǎn)角不大和小功率場合。小結(jié)小結(jié)楊拴強制 作*射沙自動線的澆鑄機構(gòu)射沙自動線的澆鑄機構(gòu)棘輪機構(gòu)具有間歇運動特性楊拴強制 作*超越式棘輪機構(gòu)超越式棘輪機構(gòu)2、棘輪機構(gòu)具有快速超越運動特性5.4輪槽機構(gòu)的原理和應(yīng)用楊拴強楊拴強江夏學(xué)院工業(yè)工程系江夏學(xué)院工業(yè)工程系楊拴強制 作*如圖所示為外嚙如圖所示為外嚙全槽輪機構(gòu)。槽全槽輪機構(gòu)。槽輪與主動撥盤的輪與主動撥盤的軸線平行，其轉(zhuǎn)軸線平行，其轉(zhuǎn)向相反，最小槽向相反，最小槽數(shù)應(yīng)大于數(shù)應(yīng)大于3.3.論草機構(gòu)的組成與工作原理論草機構(gòu)的組成與工作原理楊拴強制 作*內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)外嚙合槽輪機構(gòu)外嚙合槽輪機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)輪槽機構(gòu)的類型輪槽機構(gòu)的類型楊拴強制 作*外嚙合輪槽機構(gòu)楊拴強制 作*內(nèi)嚙合輪槽機構(gòu)楊拴強制 作*球面槽輪機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)楊拴強制 作*楊拴強制 作* 槽輪機構(gòu)結(jié)槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可構(gòu)簡單，工作可靠，但槽輪