工程技術(shù)基礎(chǔ) 第2章 機(jī)械傳動與液壓傳動-1

第二章

機(jī)械傳動與液壓傳動第一節(jié)機(jī)械傳動第二節(jié)液壓傳動在傳動裝置中以機(jī)械傳動的應(yīng)用最廣泛。機(jī)械傳動的作用：

1.傳遞動力傳動裝置的主要作用是將驅(qū)動力傳遞給工作部分以使機(jī)器做功。

2.改變運(yùn)動速度和方向

機(jī)器為了更好的完成工作任務(wù)，工作部分的運(yùn)動速度往往在一定范圍內(nèi)變動，運(yùn)動方向也是變化的，這種頻繁的變速或換向必須由變速裝置和傳動機(jī)構(gòu)來完成。第一節(jié)機(jī)械傳動

3.改變運(yùn)動形式機(jī)器工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方式是多樣的，可產(chǎn)生轉(zhuǎn)動、直線運(yùn)動、擺動、間歇運(yùn)動或沿任一軌跡運(yùn)動。這些不同的運(yùn)動方式的完成主要由傳動部分的不同機(jī)構(gòu)來決定。機(jī)器設(shè)備中常用的機(jī)械傳動形式有：螺旋傳動、帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動和蝸桿傳動等。

一、機(jī)械傳動功率和機(jī)械效率

在機(jī)械傳動中，既有運(yùn)動的傳遞，又有動力的傳遞，反映動力傳遞的參數(shù)是傳動功率和機(jī)械效率。

（一）功和功率

1.功物體在力F的作用下移動了一段距離S，則說明力對物體做了功。功的大小等于力和物體沿作用力方向移動距離的乘積。以W表示功，則：

W=FS力對物體做功W=FSW=FScosα2.功率力在單位時(shí)間所做的功，叫做功率，用P表示：

或：當(dāng)機(jī)器的功率一定時(shí)，力和速度成反比，速度大，力就??；速度小，力就大。

對于機(jī)器中轉(zhuǎn)動的零件，如果半徑為R，轉(zhuǎn)速為n，則圓周上任一點(diǎn)的線速度為：設(shè)圓周上的切向力為F，則力F所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩（即作用在旋轉(zhuǎn)零件上的力矩）T=FR。根據(jù)P=Fv，可得或：

即轉(zhuǎn)距：當(dāng)機(jī)器功率一定時(shí)，轉(zhuǎn)距與轉(zhuǎn)速成反比，轉(zhuǎn)速大時(shí)轉(zhuǎn)距小，轉(zhuǎn)速小時(shí)轉(zhuǎn)距大。（二）機(jī)械效率

機(jī)器工作時(shí)，由于有摩擦等阻力存在，必然要消耗一部分功率，使機(jī)器的輸出功率P出小于輸入功率P入。功率損耗的大小，是衡量機(jī)器性能的一個重要指標(biāo)。常用機(jī)械效率η表示機(jī)器輸入功率被利用的程度。

機(jī)械效率η恒小于1。

在機(jī)械傳動中，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定，一般常見機(jī)構(gòu)和軸承的機(jī)械效率的大致數(shù)值為：一對齒輪傳動0.94~0.99平型膠帶傳動0.92~0.98(包括軸承損失)三角帶傳動0.90~0.94(包括軸承損失)一對滑輪軸承0.94~0.98一對滾動軸承0.99滑動絲杠0.30~0.60二、機(jī)器上常用的傳動機(jī)構(gòu)及其傳動關(guān)系

（一）螺旋傳動機(jī)構(gòu)螺旋傳動機(jī)構(gòu)：用內(nèi)、外螺紋組成的螺旋副來傳遞動力和運(yùn)動的裝置。主要用來將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動，其結(jié)構(gòu)主要由螺母、螺桿（或絲杠）組成。螺旋傳動

普通螺旋傳動機(jī)構(gòu)有以下幾種情況：

1.螺母不動，螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運(yùn)動此種結(jié)構(gòu)簡單，但占據(jù)空間大。（a）螺旋起重機(jī)（b）螺旋壓力機(jī)1.螺桿2.螺母3.機(jī)器4.溜板螺母移動的螺旋傳動

2.螺桿回轉(zhuǎn)，螺母作直線運(yùn)動此機(jī)構(gòu)占據(jù)空間尺寸小，適于長行程螺桿，常用于機(jī)床溜板、刀架移動裝置上。

3.螺桿不動，螺母回轉(zhuǎn)并作直線運(yùn)動此結(jié)構(gòu)兩端支承，結(jié)構(gòu)簡單，但螺桿剛度差，影響精度。螺母回轉(zhuǎn)并移動的螺旋傳動如用一個三角形K沿螺旋線運(yùn)動并使K平面始終通過圓柱體軸線Y-Y這樣就構(gòu)成了三角形螺紋。同樣改變平面圖形K，可得到矩形、梯形、鋸齒形、管螺紋。螺紋的形成螺紋的類型按牙型：三角形螺紋、管螺紋——聯(lián)接螺紋

矩形、梯形、鋸齒形螺紋——傳動螺紋按位置：內(nèi)螺紋——在圓柱孔的內(nèi)表面形成的螺紋

外螺紋——在圓柱孔的外表面形成的螺紋螺紋分類：粗牙與細(xì)牙普通螺紋的對比三角形螺紋：粗牙螺紋——用于緊固件。

細(xì)牙螺紋——同樣的公稱直徑下，螺距最小，自鎖性好，適于薄壁細(xì)小零件和沖擊變載等。右旋左旋

螺旋線的旋向：螺紋分右旋和左旋兩種。順時(shí)針旋入的螺紋為右旋螺紋；逆時(shí)針旋入的螺紋為左旋螺紋。

右旋螺紋為常用螺紋。

螺旋線的數(shù)目k：單線螺紋（k=1）——用于聯(lián)接雙線螺紋（k=2）三線螺紋（k=3）多線螺紋（k≥2）——用于傳動■外徑(大徑)d(D)——與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱面直徑，亦稱公稱直徑?！鰞?nèi)徑(小徑)d1(D1)——與外螺紋牙底相重合的假想圓柱面直徑。■中徑d2——在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱面的直徑，d2≈0.5(d+d1)螺紋的主要參數(shù)■螺距P—螺紋相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離■導(dǎo)程S—同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)之間的軸向距離■線數(shù)k—螺紋螺旋線數(shù)目，一般為便于制造k≤4

螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間關(guān)系：S=kP單線螺紋：S＝P多線螺紋：S＝k·P螺距=導(dǎo)程螺距導(dǎo)程

在單線螺旋中S＝P，多線螺旋中S＝kP

。k為螺旋線的數(shù)目?！雎菪铅住袕綀A柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面的夾角■牙型角α—

螺紋軸向平面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角普通螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿(或螺母)旋轉(zhuǎn)一周，螺母(或螺桿)移動一個導(dǎo)程S

。因此，螺母位移或螺桿的位移量L與螺旋傳動時(shí)的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為：L=

nst

式中：L—螺母或螺桿位移（mm）

n—螺桿或螺母的轉(zhuǎn)速（r/min）

s—螺紋的導(dǎo)程（mm）

t—時(shí)間（min）螺旋傳動是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動。不論是螺母位移還是螺桿位移，位移速度v和螺旋傳動時(shí)的轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為：

v=ns

式中：

v—螺母或螺桿的位移速度（毫米/分）

s—螺紋的導(dǎo)程（毫米）

n—螺桿或螺母的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）

螺旋傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，僅需內(nèi)、外羅紋組成螺旋副即可。降速比大，可實(shí)現(xiàn)微調(diào)和降速傳動。省力，在主動件上作用不大的轉(zhuǎn)距，在從動件上能獲得很大的推力，如千斤頂。能實(shí)現(xiàn)自鎖功能。在普通螺旋轉(zhuǎn)動中如不加外力，無論軸向加多大力，只要不損壞螺牙，都不會產(chǎn)生軸向移動，這種現(xiàn)象叫自鎖。工作連續(xù)、平穩(wěn)，無噪音。傳動效率低（普通螺旋傳動）。為了克服螺旋傳動效率低的缺點(diǎn)，采用滾動摩擦代替滑動摩擦的滾珠螺旋傳動。（a）外循環(huán)（b）內(nèi)循環(huán)1.螺母2.滾珠3.反向器4.絲杠

與普通螺旋傳動相比，滾珠螺旋傳動具有以下特點(diǎn)：1.傳動效率高，摩擦損失小。滾珠螺旋傳動機(jī)械效率

η=0.90—0.95。2.磨損小，能較長時(shí)間保持原始精度，使用壽命長。3.由于摩擦阻力小，且摩擦力的大小幾乎與運(yùn)動速度無關(guān)，故起動轉(zhuǎn)矩接近于運(yùn)動轉(zhuǎn)矩，傳動靈敏、平穩(wěn)。4.給予適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，可消除螺桿與螺母螺紋間的間隙，因而有較高的傳動精度和軸向剛度。5.不能自鎖，傳動具有可逆性，故需采用防逆轉(zhuǎn)措施。6.制造工藝復(fù)雜，成本較高。由于滾珠螺旋傳動絲杠具有以上特點(diǎn)，在要求高效率、高精度的場合已廣泛應(yīng)用，如數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，重型機(jī)械的升降機(jī)構(gòu)，及自動控制裝置等。

（二）帶傳動機(jī)構(gòu)

帶傳動機(jī)構(gòu)：利用膠帶與帶輪之間的摩擦作用將主動帶輪的轉(zhuǎn)動傳到另一個被動帶輪上。根據(jù)傳動帶的截面形狀，帶傳動又分為平皮帶傳動、三角帶傳動、圓形帶傳動、齒形帶傳動。平皮帶傳動三角皮帶傳動齒形帶傳動平皮帶傳動的形式（b）三角帶傳動（c）同步齒形帶傳動帶傳動三角皮帶的結(jié)構(gòu)齒形帶及帶輪齒形帶的應(yīng)用實(shí)例三角帶傳動的主要優(yōu)點(diǎn)：傳動時(shí)，三角帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸，在同樣的受力情況下，比平皮帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，傳動能力強(qiáng)，允許的傳動比較大，結(jié)構(gòu)緊湊。同步齒形帶傳動的優(yōu)點(diǎn)：無滑動，能保證正確的傳動比，帶的厚度小，單位長度的質(zhì)量小，允許的線速度較高，帶的柔性好。但安裝時(shí)中心距的要求嚴(yán)格。（a）帶傳動在車床上的應(yīng)用及簡圖帶傳動的傳動比：

傳動比：傳動機(jī)構(gòu)中兩轉(zhuǎn)動構(gòu)件角速度或轉(zhuǎn)速的比值。如不考慮膠帶與帶輪之間的滑動對傳動的影響，

v1=

v2=

v帶

πd1·n1=πd2·n2

得：

式中：d1、d2—主、被動帶輪直徑（毫米）；

n1、n2—主、被動帶輪轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；

ｉ—傳動比，即被動輪轉(zhuǎn)速與主動輪轉(zhuǎn)速之比，或主動輪與被動輪直徑之比。

如考慮膠帶與帶輪之間的滑動，則傳動比為：

式中：ε—滑動系數(shù)，約為0.98。

帶傳動的優(yōu)點(diǎn)：傳動平穩(wěn)，噪聲小，可緩沖減振。結(jié)構(gòu)簡單，可長距離傳遞能量。當(dāng)機(jī)器發(fā)生過載時(shí)，傳動帶會發(fā)生打滑，對機(jī)器有超載保護(hù)作用。制造和安裝簡單，維護(hù)方便，不需潤滑。外形尺寸大，效率較低，不能保證準(zhǔn)確的傳動比。帶傳動以平帶傳動和三角帶傳動應(yīng)用最廣。圓形帶傳動只能傳遞較小的功率。齒形帶傳動優(yōu)點(diǎn)較多，是一種比較理想的帶傳動。（三）齒輪傳動機(jī)構(gòu)

齒輪傳動機(jī)構(gòu)：用齒輪的輪齒互相嚙合傳遞軸間的動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。是一種嚙合傳動，是機(jī)器中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。

外嚙合齒輪傳動內(nèi)嚙合齒輪傳動齒輪與齒條傳動齒輪傳動機(jī)構(gòu)的類型齒輪機(jī)構(gòu)兩軸平行的齒輪機(jī)構(gòu)兩軸不平行的齒輪機(jī)構(gòu)圓柱齒輪機(jī)構(gòu)直齒斜齒人字齒兩軸相交的齒輪機(jī)構(gòu)兩軸交錯的齒輪機(jī)構(gòu)直齒曲齒交錯軸斜齒輪蝸輪蝸桿平面齒輪機(jī)構(gòu)空間齒輪機(jī)構(gòu)圓錐齒輪機(jī)構(gòu)斜齒外嚙合內(nèi)嚙合齒輪齒條

平行軸齒輪傳動，相交軸齒輪傳動，交錯軸齒輪傳動齒輪傳動的主要類型

按傳動軸相對位置

圓柱齒輪傳動圓錐齒輪傳動齒輪傳動

設(shè)主動齒輪的齒數(shù)為z1，轉(zhuǎn)速為n1，被動齒輪的齒數(shù)為z2，轉(zhuǎn)速為n2。在每一分鐘內(nèi)，主動輪轉(zhuǎn)過齒數(shù)為n1z1，從動輪轉(zhuǎn)過齒數(shù)為n2z2。顯然，每一分鐘內(nèi)主動輪與從動輪所轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等。則：n1·z1=n2·

z2

齒輪的傳動比為：

由此可知，齒輪傳動的傳動比等于主動齒輪與被動齒輪的齒數(shù)之比。齒輪轉(zhuǎn)速與其齒數(shù)成反比。Pp1p2

齒輪傳動的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：傳動效率高傳動比恒定結(jié)構(gòu)緊湊工作可靠、壽命長缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求較高傳動軸之間的距離不能過大使用維護(hù)費(fèi)用較高精度低時(shí)、噪音、振動較大齒輪輪系齒輪傳動機(jī)構(gòu)中僅由一對齒輪所組成的齒輪傳動是最簡單形式。實(shí)際上，在多數(shù)齒輪傳動中，只用一對齒輪傳動是不夠的，如起重機(jī)的提升系統(tǒng)，需將電機(jī)的高速轉(zhuǎn)動變?yōu)榫硗驳牡退俎D(zhuǎn)動；機(jī)床中要求將電機(jī)的轉(zhuǎn)速變?yōu)橹鬏S的多種轉(zhuǎn)速。為滿足機(jī)器工作的需要，在主動軸和從動軸之間采用一系列相互嚙合的齒輪系統(tǒng)來傳遞運(yùn)動。齒輪輪系：由一系列齒輪所組成的齒輪系統(tǒng)。齒輪減速器

根據(jù)輪系中各齒輪的軸線在空間位置是否固定，將基本輪系分為：定軸輪系：輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各齒輪幾何軸線的位置都是固定的。周轉(zhuǎn)輪系：輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動。周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、中心輪及轉(zhuǎn)臂組成。1.定軸輪系2.周轉(zhuǎn)輪系行星輪中心輪（太陽輪）轉(zhuǎn)臂2143定軸輪系舉例一對外嚙合圓柱齒輪傳動一對內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動定軸輪系行星輪中心論（太陽輪）轉(zhuǎn)臂（系桿）

周轉(zhuǎn)輪系的組成:行星輪、轉(zhuǎn)臂(系桿)、中心輪(太陽輪)

周轉(zhuǎn)輪系差動輪系：周轉(zhuǎn)輪系中沒有固定的中心輪行星輪系：有一個中心輪固定不動差動輪系行星輪系1、3—中心輪2－行星輪1、3—中心輪2－行星輪兩個中心輪都能轉(zhuǎn)動。周轉(zhuǎn)輪系中只有1個中心輪能轉(zhuǎn)動

差動輪系：系桿中心輪(主動)行星輪行星輪系桿中心輪(主動)行星輪系桿中心輪(主動)中心輪(固定)行星輪系：實(shí)用中，有的輪系由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組成，稱為混合輪系。周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系

混合輪系既包含定軸輪系，又包含周轉(zhuǎn)輪系?；蛴蓭撞糠种苻D(zhuǎn)輪系組成，稱為混合輪系，又稱為復(fù)合輪系。

輪系的功用：通過輪系可使主動軸與從動軸之間的速度有較大的變化?？蛇B接相距較遠(yuǎn)的兩軸，以避免單級傳動時(shí)外形尺寸過大。通過若干齒輪適當(dāng)組合，從動軸可獲得幾種不同的傳動比。通過改變輪系中參加工作的輪數(shù)，可獲得從動軸不同旋向。實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成或分解。

輪系的應(yīng)用1.實(shí)現(xiàn)相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動2.實(shí)現(xiàn)變速變向傳動變速輪系機(jī)構(gòu)換向輪系機(jī)構(gòu)兩組輪系傳動比相同，但是結(jié)構(gòu)尺寸不同3.實(shí)現(xiàn)大速比和大功率傳動運(yùn)動輸入運(yùn)動輸出4.實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解如何表示一對平行軸齒輪的轉(zhuǎn)向？機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖投影方向齒輪回轉(zhuǎn)方向線速度方向用線速度方向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖投影方向如何表示一對圓錐齒輪的轉(zhuǎn)向？

向方影投齒輪回轉(zhuǎn)方向線速度方向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖投影線速度方向用線速度方向表示齒輪回轉(zhuǎn)方向圓錐齒輪傳動的轉(zhuǎn)向：同時(shí)指向或同時(shí)背離嚙合點(diǎn)。（四）鏈傳動機(jī)構(gòu)

鏈傳動機(jī)構(gòu)：通過鏈條與鏈輪輪齒連續(xù)不斷地嚙合來傳遞力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。由主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條組成。

鏈傳動的組成鏈傳動的主要類型

按工作特性分：起重鏈，牽引鏈，傳動鏈傳動鏈接形式分：套筒鏈；滾子鏈；齒形鏈；成型鏈重載彎板傳動鏈單排精密滾子鏈三排精密滾子鏈FU刮板型輸送鏈DS傾斜輸送鏈

水稻收割機(jī)鏈d2d1ph2b112345套筒滾子鏈的結(jié)構(gòu)1.滾子2.套筒3.銷軸4.內(nèi)鏈板5.外鏈板齒形鏈p

設(shè)主動鏈輪的齒數(shù)為z1，轉(zhuǎn)速為n1，從動鏈輪的齒數(shù)為z2，轉(zhuǎn)速為n2。在每一分鐘內(nèi)，主動輪轉(zhuǎn)過齒數(shù)為n1z1，從動輪轉(zhuǎn)過齒數(shù)為n2z2。顯然，每一分鐘內(nèi)主動輪與從動輪所轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等。即：

n1z1=n2z2

則傳動比：

鏈傳動的優(yōu)點(diǎn)：平均傳動比準(zhǔn)確，傳動效率高，可在惡劣條件下工作。缺點(diǎn)：瞬時(shí)傳動比為變值，傳動噪聲較大，無過載保護(hù)。主要用于要求平均傳動比準(zhǔn)確，且兩軸相距較遠(yuǎn)，工作條件惡劣（溫度高、灰塵大、淋水、淋油等），不宜采用皮帶傳動和齒輪傳動的場合。鏈傳動廣泛應(yīng)用于輕工、農(nóng)業(yè)、石化、起重運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)及機(jī)床、摩托車、自行車等機(jī)械傳動中。（五）蝸桿傳動機(jī)構(gòu)

蝸桿傳動：通過蝸桿與蝸輪間的嚙合傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械傳動。蝸桿傳動中蝸桿為主動件，蝸輪是被動件。做減速運(yùn)動。蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運(yùn)動和動力。兩軸線在空間相錯，既不平行又不相交，常見的是蝸桿與蝸輪的軸心線在空中互相垂直。需指出：只能是蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，反之則不可能。

蝸桿

蝸輪圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿錐蝸桿蝸桿傳動的類型

若蝸桿的螺紋線數(shù)為k，轉(zhuǎn)速為n1，

蝸輪齒數(shù)為z，轉(zhuǎn)數(shù)為n2。因蝸桿每轉(zhuǎn)過一周有k個齒經(jīng)過p點(diǎn)，故每分鐘有n1k個齒經(jīng)過p點(diǎn)；同樣，蝸輪每轉(zhuǎn)一周有z個齒經(jīng)過p點(diǎn)，故每分鐘有n2z個齒經(jīng)過p點(diǎn)。在嚙合過程中，這兩個數(shù)目必相等，即

n1k=n2z

故傳動比為：蝸桿傳動示意圖如何表示蝸桿蝸輪傳動的轉(zhuǎn)向？向方影投蝸桿回轉(zhuǎn)方向蝸輪回轉(zhuǎn)方向蝸桿上一點(diǎn)線速度方向機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖右旋蝸桿表示蝸桿、蝸輪回轉(zhuǎn)方向

蝸桿傳動的優(yōu)點(diǎn)：可獲得較大的降速比（因?yàn)閗比z小很多），傳動平穩(wěn)，無噪音，結(jié)構(gòu)緊湊，在一定條件下可以自鎖。

缺點(diǎn)：效率低，需良好的潤滑條件。蝸桿傳動廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車、冶金、礦山及起重設(shè)備等傳動系統(tǒng)中。

蝸桿傳動的特點(diǎn):1.傳動比大2.連續(xù)嚙合，傳動平穩(wěn)

3.具有自鎖性

4.效率較低5.發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。蝸輪蝸桿減速器

（六）平面連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)：由鉸鏈、滑道等方式將構(gòu)件相互連接而成，用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動變換和傳遞動力。按各構(gòu)件相對運(yùn)動的性質(zhì)不同，分為空間連桿機(jī)構(gòu)和平面連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)----各構(gòu)件間的相對運(yùn)動均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)。在機(jī)器中應(yīng)用很廣，如各種原動機(jī)、工作機(jī)和操作裝置中，特別是紡織、印刷等輕工機(jī)械中，都采用了不同的平面連桿機(jī)構(gòu)。在平面連桿機(jī)構(gòu)中，有一種由四個桿件相互用鉸鏈聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，簡稱四桿機(jī)構(gòu)。破碎機(jī)的破碎機(jī)構(gòu)采用四桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)輪子繞固定中心轉(zhuǎn)動時(shí)，通過輪子上的偏心銷B和連桿BC，使動腭板CD往復(fù)擺動。當(dāng)動腭板擺向左方時(shí)，它與固定腭板間的空間變大，使礦石下落；擺向右方時(shí)，礦石在兩板之間被軋碎。破碎機(jī)的破碎機(jī)構(gòu)

偏心輪連桿動腭板固定腭板

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：四根桿件由四個鉸鏈連接而成。鉸鏈?zhǔn)怯奢S和孔連接起來，允許相對轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于門的軸一樣。機(jī)架(或靜件)：相對靜止的構(gòu)件(AD)。連架桿：與機(jī)架直接相連的兩根桿件(AB和CD)。連桿：與機(jī)架相對、由兩根連桿連接的桿件(BC)。曲柄：能夠相對于機(jī)架作整周回轉(zhuǎn)的連架桿(AB)。搖桿：不能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿(CD)。

在分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動時(shí)，通常只畫出能表達(dá)其運(yùn)動特性的簡化圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件AD固定不動，稱為靜件或機(jī)架；桿件AB可繞A作整周轉(zhuǎn)動，稱為曲柄；桿件CD可繞軸D作往復(fù)擺動，稱為搖桿；曲柄和搖桿統(tǒng)稱為連架桿，連接兩連架桿的桿件BC稱為連桿。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖

連桿搖桿曲柄機(jī)架除了機(jī)架和連桿外，四桿機(jī)構(gòu)中其余兩桿可能分別為曲柄和搖桿，也可能都為曲柄或都為搖桿。若四桿機(jī)構(gòu)的兩連架桿之一為曲柄，另一連架桿為搖桿，則該四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是使用較為廣泛的一種四連桿機(jī)構(gòu)。在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動件時(shí)，可將曲柄整周連續(xù)轉(zhuǎn)動變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動。曲柄AB轉(zhuǎn)動時(shí)，連桿BC帶動帶有棘爪的搖桿CD繞D點(diǎn)往復(fù)擺動。與此同時(shí)，棘爪推動棘輪，使與棘輪連接在一起的絲杠作有規(guī)律的間歇運(yùn)動。牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)及簡圖當(dāng)搖桿為主動件時(shí)，可將搖桿的往復(fù)運(yùn)動變成曲柄的整周連續(xù)轉(zhuǎn)動。

在縫紉機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)中，踏板即為搖桿，曲軸即為曲柄。當(dāng)踏板作往復(fù)擺動時(shí)，通過連桿使曲軸做整周的連續(xù)轉(zhuǎn)動?？p紉機(jī)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)－－曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的一種演化形式。當(dāng)搖桿CD的長度趨向無窮大，連桿BC的長度又有限制時(shí)，搖桿就變成了沿直線導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的滑塊，成為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演化曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿3的長度增至無窮大時(shí)，鉸鏈C的運(yùn)動軌跡將變成直線，搖桿CD演化為直線運(yùn)動的滑塊，原來的運(yùn)動副變?yōu)橐苿痈?，就演化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，若曲柄AB為主動件，并作連續(xù)整周旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿BC可以帶動滑塊C作往復(fù)直線運(yùn)動；反之，若以滑塊C為主動件，則當(dāng)滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動時(shí)，也可通過連桿BC帶動曲柄AB作整周連續(xù)旋轉(zhuǎn)。壓力機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1.曲軸2.齒輪3.工件4.滑塊5.連桿1.活塞2.曲軸3.連桿

（七）凸輪機(jī)構(gòu)

機(jī)器的原動機(jī)或主動軸通常是連續(xù)的等速轉(zhuǎn)動，而機(jī)器上的某些工作機(jī)構(gòu)卻往往要求間歇地移動或擺動，在這種情況下，就可采用凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)的作用：將凸輪(主動件)的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為從動件的往復(fù)移動或擺動。

內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。

當(dāng)凸輪1按圖示方向轉(zhuǎn)動時(shí)，其輪廓迫使氣閥2往復(fù)移動,從而按預(yù)定的時(shí)間打開或關(guān)閉氣門，完成配氣動作。

1.凸輪2.氣閥內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)自動車床的進(jìn)刀凸輪

當(dāng)凸輪按順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí),推動擺桿擺動,再經(jīng)齒輪齒條,使刀架和刀具向左移動而完成送刀動作。凸輪由1、2、3、4

段曲線組成，作用是分別使刀具作快速接近、工作進(jìn)刀、快速退刀、停止等待四個循環(huán)動作。

1.工件2.刀具3.回轉(zhuǎn)刀架4.凸輪縫紉機(jī)的挑線機(jī)構(gòu)

主動件是帶凹槽的圓柱凸輪，從動件是繞定軸

O擺動的挑線桿，挑線桿在A處裝有滾子。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時(shí)，通過凹槽和滾子迫使挑線桿往復(fù)擺動，以完成挑線運(yùn)動。由此可知，凸輪機(jī)構(gòu)主要是由凸輪和從動件組合而成。

為實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動變換和適應(yīng)不同的工作條件，凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪的形狀和運(yùn)動特點(diǎn)，分為三大類：平板凸輪移動凸輪

圓柱凸輪

平板凸輪

(或稱盤狀凸輪）。是具有變化直徑的盤形構(gòu)件，從動件在垂直于凸輪回轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)運(yùn)動（直線往復(fù)運(yùn)動或擺動)。從動桿在回程中主要靠彈簧的作用而運(yùn)動，此時(shí)，若彈簧力不足，則從動桿的運(yùn)動將不確定。

移動凸輪：這種凸輪可視為回轉(zhuǎn)軸在無窮遠(yuǎn)處的平板凸輪。凸輪作直線運(yùn)動而推動從動桿作直線往復(fù)移動或擺動。圓柱凸輪：這種凸輪可看成將移動凸輪圍繞在圓柱體上而成。由于圓柱凸輪可以展開成移動凸輪,故其工作原理如同移動凸輪。平板凸輪移動凸輪圓柱凸輪平板凸輪和移動凸輪與其從動桿間的相對運(yùn)動是平面運(yùn)動，故屬于平面凸輪機(jī)構(gòu)