第7章常用機構(gòu)

第7章常用機構(gòu)常用機構(gòu)有平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)和變速、變向機構(gòu)等。71機構(gòu)的組成72平面連桿73凸輪機構(gòu)74螺旋機構(gòu)75間歇運動機構(gòu)71機構(gòu)的組成機構(gòu)的概念（what）？機器、零件、構(gòu)件、機構(gòu)運動副自由度／約束711概述機器：根據(jù)使用要求而設(shè)計的一種執(zhí)行機械運動的裝置，用來轉(zhuǎn)換或傳遞能量、物料與信息，以代替或減輕人們的體力勞動和腦力勞動。機器的特征

1）功能組成：原動部分傳動部分執(zhí)行部分控制部分

2）結(jié)構(gòu)組成：由零件、構(gòu)件或機構(gòu)組成。構(gòu)件:每一個獨立影響機構(gòu)功能并且能單獨運動的單元體，一個構(gòu)件可以由一個或多個零件組成。零件：機器的制造單元，為組成機器的最小單元體。機構(gòu)：具有確定相對運動的構(gòu)件組合體，它能夠改變運動規(guī)律和轉(zhuǎn)換運動形式。如：上圖中活塞連桿機構(gòu)組成的曲柄滑塊機構(gòu)。712平面機構(gòu)及組成運動副：兩個構(gòu)件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接兩個相鄰構(gòu)件直接接觸兩者之間允許一定的相對運動每個構(gòu)件至少和另外一個構(gòu)件通過運動副聯(lián)接副元素：面、線、點1212ttnntnntabcd自由度與約束自由度：構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目，或確定構(gòu)件位置所需的獨立變量的數(shù)目。自由構(gòu)件空間：F=6自由構(gòu)件平面：F=3約束：運動副對構(gòu)件獨立運動所加的限制。運動副的分類按照運動副接觸形式低副高副轉(zhuǎn)動副移動副運動副螺紋副球面副轉(zhuǎn)動副

（或鉸鏈）

兩構(gòu)件只能在一個平面內(nèi)作相對轉(zhuǎn)動限制兩個自由度：（兩個移動）保留一個自由度（轉(zhuǎn)動）轉(zhuǎn)動副移動副

兩構(gòu)件只能沿某一方向線作相對移動的運動副稱為移動副。

限制兩個自由度：（一個移動，一個轉(zhuǎn)動）保留一個自由度（移動）移動副高副

兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。高副限制一個自由度：（一個移動）保留兩個自由度（一個移動，一個轉(zhuǎn)動）運動鏈運動鏈：兩個或兩個以上的構(gòu)件通過運動副聯(lián)接而構(gòu)成的系統(tǒng)

閉式運動鏈（閉鏈）運動鏈的各構(gòu)件構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)開式運動鏈（開鏈）運動鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉系統(tǒng)機構(gòu)機構(gòu)：在運動鏈中，如果將某一個構(gòu)件加以固定，而讓另一個或幾個構(gòu)件按給定運動規(guī)律相對固定構(gòu)件運動時，如果運動鏈中其余各活動構(gòu)件都有確定的相對運動，則此運動鏈稱為機構(gòu)。機構(gòu)是具有確定運動的運動鏈。機構(gòu)的組成機架原動件從動件機架：機構(gòu)中相對不動的構(gòu)件原動件：驅(qū)動力（或力矩）所作用的構(gòu)件?！斎霕?gòu)件從動件：隨著原動構(gòu)件的運動而運動的構(gòu)件?！敵鰳?gòu)件713機構(gòu)運動簡圖

機構(gòu)運動簡圖的定義用簡單的線條和規(guī)定的符號代表構(gòu)件和運動副，并按比例定出各運動副的相對位置。這種能表達機構(gòu)運動情況的簡單圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。機構(gòu)運動簡圖的作用可以簡明地表達一部復雜機器的傳動原理。機構(gòu)運動簡圖能反映出機構(gòu)的運動特性。可以用來進行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動及動力分析?？梢栽谘芯扛鞣N不同的機械運動時起到舉一反三的效果。例如：活塞式內(nèi)燃機，空氣壓縮機和沖床，盡管它們的外形和功用各不相同，但它們的主要傳動機構(gòu)都是曲柄滑塊機構(gòu)，可以用同一種方法研究它們的運動。轉(zhuǎn)動副：移動副：齒輪副：構(gòu)件與運動副的表達方法GB4460凸輪副：2、構(gòu)件（桿）：構(gòu)件與運動副的表達方法GB4460繪制運動簡圖的步驟定出原動件和執(zhí)行部分確定運動副的種類和數(shù)目確定構(gòu)件數(shù)目選擇恰當?shù)囊晥D方向和原動件位置選擇合適的比例尺，用規(guī)定的符號表示出出各運動副的相對位置繪出基準線，標出運動副桿件編號試繪制內(nèi)燃機的機構(gòu)運動簡圖機構(gòu)簡圖繪制：鄂式破碎機713平面機構(gòu)自由度計算運動鏈的自由度：確定運動鏈中各構(gòu)件相對與其中某一構(gòu)件的位置所需要的獨立參變量的數(shù)目。n個活動構(gòu)件：自由度為3n。PL個低副：限制2PL個自由度PH個高副：限制PH個自由度F=3n-2PL-PH幾個例子F=3×3-2×4=1F=3×4-2×5=2幾個例子F=3×6-2×8-1=1幾個例子共31個自由度幾個例子幾個例子F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=1計算機構(gòu)自由度時應注意的問題（一）

問題1：復合鉸鏈兩個以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動副聯(lián)接所構(gòu)成的運動副。解決方案個構(gòu)件在同一處構(gòu)成復合鉸鏈，實際上構(gòu)成了-1個轉(zhuǎn)動副。F=3×5-2×7=1F=3×5-2×6=3解決方案計算機構(gòu)自由度時，假想滾子和安裝滾子的構(gòu)件固接為一個整體，成為一個構(gòu)件或在計算結(jié)果中去除局部自由度

問題2：局部自由度某些構(gòu)件具有的只影響自身局部運動而不影響其它構(gòu)件運動的自由度，經(jīng)常發(fā)生在將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦的場合。計算機構(gòu)自由度時應注意的問題（二）F=3n—2PL—PH=3*3—2*3—1=2F=3n—2PL—PH=3*2—2*2—1=1

問題3：虛約束在特定的幾何條件或結(jié)構(gòu)條件下，某些運動副所引入的約束可能與其它運動副所起的限制作用是一致的。這種不起獨立限制作用的重復約束稱為虛約束。計算機構(gòu)自由度時應注意的問題（三）場合一：兩個構(gòu)件之間形成多個運動副場合二：兩構(gòu)件上某兩點之間的距離在運動中保持不變場合三：機構(gòu)中存在不起作用的對稱部分場合一：兩個構(gòu)件之間形成多個運動副F=3×1-2×2=-1

解決方案計算機構(gòu)自由度時，不考慮虛約束的作用，認為兩個構(gòu)件之間只形成一個運動副

F

=3×1-2×1=1兩個構(gòu)件之間形成多個與導路重合或平行的移動副場合二：兩構(gòu)件上某兩點之間的距離在運動中保持不變ABCDAFBE點C、D距離在運動過程中始終不變F=3n—2PL—PH=3*4—2*6—0=0F=3n—2PL—PH=3*3—2*4—0=1場合三：機構(gòu)中存在不起作用的對稱部分為了傳遞較大功率，保持機構(gòu)受力平衡，在機構(gòu)中增加對稱部分F=3n—2PL—PH=3*5—2*5—4=1F=3n—2PL—PH=3*4—2*4—2=2

虛約束的引入，一般是為了改善機構(gòu)受力，增大傳遞功率或者其它特殊需求；計算機構(gòu)自由度時，不考慮虛約束的作用；虛約束的成立，要滿足一定的幾何條件或者結(jié)構(gòu)條件，如果這些條件被破壞，將轉(zhuǎn)化了實約束，影響機構(gòu)運動；虛約束問題小結(jié)

機械設(shè)計中如果需要采用虛約束，必須保證設(shè)計、加工、裝配精度，以確保滿足虛約束存在的條件。例1：計算大篩機構(gòu)自由度復合鉸鏈？局部自由度？虛約束？n=7P4=1P5=9F=3×7-2×9–1=2例2：

在此構(gòu)件組合中,在B處滾子與凸輪構(gòu)成高副，滾子引入一局部自由度，應除去；在F和F′兩處，豎桿與機架組成導路平行的移動副，引入一虛約束，應除去；因此，n=4、PL=5、PH=1，由1-1式得F=3n－2PL－PH=3×4－2×5－1=1例3在圖所示機構(gòu)中，構(gòu)件AB,EF,CD相互平行且相等，試計算該機構(gòu)的自由度。解：去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束，則,通過公式計算得14運動鏈成為機構(gòu)的條件1234幾個例子n=4PL=6 PH=0F=3n—2PL—PH=3*4—2*6—0=0自由度為0時，機構(gòu)無法運動。運動鏈成為機構(gòu)的條件運動鏈中取一個構(gòu)件相對固定作為機架；運動鏈相對于機架的自由度必須大于零；原動件數(shù)目等于運動鏈自由度數(shù)。練習1練習2本節(jié)重點小結(jié)一、構(gòu)件運動副運動鏈機構(gòu)機架原動件從動件二、機構(gòu)運動簡圖的繪制四、運動鏈成為機構(gòu)的條件：F>0,原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目三、平面運動鏈自由度計算方法和注意事項72平面連桿機構(gòu)721鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其應用當平面四桿機構(gòu)中的運動副都是轉(zhuǎn)動副時，稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。如圖所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，桿4是固定不動的，稱為機架。與機架相連的桿1和桿3稱為連架桿，不與機架直接相連的桿2，稱為連桿。如果桿1或桿3能繞鉸鏈A或鉸鏈D作整周的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，則此桿稱為曲柄。如果不能作整周的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而只能來回搖擺一個角度，則此桿就稱為搖桿。鉸鏈四桿機構(gòu)

鉸鏈四桿機構(gòu)中，機架和連桿總是存在的，因此可按曲柄存在情況，分為三種基本形式：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。

1．曲柄搖桿機構(gòu)在鉸鏈四桿機構(gòu)中的兩連架桿，如果一個為曲柄，另一個為搖桿，那么該機構(gòu)就稱為曲柄搖桿機構(gòu)。取曲柄AB為主動件，當曲柄AB作連續(xù)等速整周轉(zhuǎn)動時，從動搖桿CD將在一定角度內(nèi)作往復擺動。由此可見，曲柄搖桿機構(gòu)能將主動件的整周回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成從動件的往復擺動。剪刀機是通過原動機驅(qū)動曲柄轉(zhuǎn)動，通過連桿帶動搖桿往復運動，實現(xiàn)剪切工作。721鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其應用在曲柄搖桿機構(gòu)中，當搖桿為主動件時，可將搖桿的往復擺動經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。在生產(chǎn)中應用很廣泛。縫紉機的踏板機構(gòu)，當腳踏板（相當于搖桿）作往復擺動時，通過連桿帶動曲軸（相當于曲柄）作連續(xù)運動，使縫紉機實現(xiàn)縫紉工作。

2．雙曲柄機構(gòu)在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿均為曲柄，則該機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。兩曲柄可分別為主動件。慣性篩中，ABCD為雙曲柄機構(gòu)，工作時以曲柄AB為主動件，并作等速轉(zhuǎn)動，通過連桿BC帶動從動曲柄CD，作周期性的變速運動，再通過E點的聯(lián)接，使篩子作變速往復運動。慣性篩就是利用從動曲柄的變速轉(zhuǎn)動，使篩子具有一定的加速度，篩面上的物料由于慣性來回抖動，達到篩分物料的目的。曲柄搖桿機構(gòu)剪刀機縫紉機踏扳機構(gòu)721鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其應用

雙曲柄機構(gòu)中，當兩曲柄長度不相等時，主動曲柄作等速轉(zhuǎn)動，從動曲柄隨之作變速轉(zhuǎn)動，即從動曲柄在每一周中的角速度有時大于主動曲柄的角速度，有時小于主動曲柄的角速度。雙曲柄機構(gòu)中，常見的還有平行雙曲柄機構(gòu)和反向雙曲柄機構(gòu)。雙曲柄機構(gòu)慣性篩

（1）當兩曲柄的長度相等且平行時，稱為平行雙曲柄機構(gòu)。平行雙曲柄機構(gòu)的兩曲柄的旋轉(zhuǎn)方向相同，角速度也相等（圖a）。平行雙曲柄機構(gòu)應用很廣，機車聯(lián)動裝置中，車輪相當于曲柄，保證了各車輪同速同向轉(zhuǎn)動。此機車聯(lián)動裝置中還增設(shè)一個曲柄EF作輔助構(gòu)件，以防止平行雙曲柄機構(gòu)ABCD變成為反向雙曲柄機構(gòu)。721鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其應用2當雙曲柄機構(gòu)對邊都相等，但互不平行，則稱其為反向雙曲柄機構(gòu)。反向雙曲柄的旋轉(zhuǎn)方向相反，且角速度也不相等。車門啟閉機構(gòu)中，當主動曲柄AB轉(zhuǎn)動時，通過連桿BC使從動曲柄CD朝反向轉(zhuǎn)過，從而保證兩扇車門能同時開啟和關(guān)閉。

3．雙搖桿機構(gòu)在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿均為搖桿時，則該機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。在雙搖桿機構(gòu)中，兩桿均可作為主動件。主動搖桿往復擺動時，通過連桿帶動從動搖桿往復擺動。雙搖桿機構(gòu)在機械工程上應用也不少，汽車離合器操縱機構(gòu)中,當駕駛員踩下踏板時，主動搖桿AB往右擺動，由連桿BC帶動從動桿CD也向右擺動，從而對離合器產(chǎn)生作用。機車主動輪聯(lián)動裝置車門啟閉機構(gòu)721鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式及其應用載重車自卸翻斗裝置中，當液壓缸活塞向右伸出時，可帶動雙搖桿AB和CD向右擺動，從而使翻斗車內(nèi)的貨物滑下。起重機中，在雙搖桿AB和CD的配合下，起重機能將起吊的重物沿水平方向移動，以省時省功。汽車離合器操縱機構(gòu)起重機自卸翻斗機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的曲柄存在條件

從鉸鏈四桿機構(gòu)的三種基本形式可知，它們的根本區(qū)別在于連架桿是否為曲柄。而連架桿能否成為曲柄，則取決于機構(gòu)中各桿的長度關(guān)系和選擇哪個構(gòu)件為機架有關(guān)。即要使連架桿成為能整周轉(zhuǎn)動的曲柄，各桿必須滿足一定的長度條件，這就是所謂的曲柄存在的條件。下圖所示的曲柄搖桿機構(gòu)，其中AB為曲柄，BC為連桿，CD為搖桿，AD為機架，它們的長度分別用a、b、c、d來表示，在AB轉(zhuǎn)動一周中，曲柄AB與機架AD兩次共線。借助這兩個位置，可找出一些鉸鏈四桿機構(gòu)的幾何關(guān)系。

當連桿在B1點時，形成△B1C1D。根據(jù)三角形兩邊之和必大于第三邊的定理，得bc>da①

當連桿在B2點時，形成△B2C2D,得

d-ac>b即dc>ba②d-ab>c即db>ca③

考慮到四桿位于同一直線時，則①②③可寫成如下形式

bc≥da④dc≥ba⑤db≥ca⑥

將式④、⑤、⑥分別兩兩相加，則得c≥a,b≥a,d≥a，即AB桿為最短桿。曲柄搖桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的曲柄存在條件

在曲柄搖桿機構(gòu)中，要使連架桿AB為曲柄，它必須是四桿中的最短桿，且最短桿與最長桿長度之和應小于其余兩桿長度之和，考慮到更一般的情形，可將鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在條件概括為：1連架桿與機架中必有一個最短桿；2最短桿與最長桿長度之和必小于或等于其余兩桿長度之和。上述兩條件必須同時滿足，否則機構(gòu)中無曲柄存在，根據(jù)曲柄條件，還可作如下推論：

1若鉸鏈四桿機構(gòu)中最短桿長度與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，則可能有以下三種情況：①以最短桿的相鄰桿為機架，則最短桿為曲柄，而與機架相連的另一桿為搖桿，則該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。②以最短桿為機架，則其相鄰兩桿均為曲柄，故該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。③以最短桿相對桿為機架，則無曲柄存在，因此該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。

2若鉸鏈四桿機構(gòu)中最短桿長度與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則無論以哪一桿為機架，均為雙搖桿機構(gòu)。722鉸鏈四桿機構(gòu)的演化及其應用

除了鉸鏈四桿機構(gòu)的上述三種形式外，人們還廣泛采用其他形式的平面四桿機構(gòu)。分析、研究這些平面四桿機構(gòu)的運動特性可以發(fā)現(xiàn)：這些平面四桿機構(gòu)是由鉸鏈四桿機構(gòu)通過一定途徑演化而來的。

1．偏心輪機構(gòu)在圖a所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，桿1為曲柄，桿3為搖桿，若將轉(zhuǎn)動副的銷釘B的半徑逐漸擴大至超過曲柄的長度，便可得到如圖b所示的機構(gòu)，這時曲柄演變成一幾何中心不與回轉(zhuǎn)中心相重合的圓盤，此圓盤稱偏心輪，該兩輪中心之間的距離稱為偏心距，它等于曲柄長。曲柄為偏心輪的機構(gòu)稱偏心輪機構(gòu)。

偏心輪機構(gòu)一般多用于曲柄銷承受較大沖擊載荷或曲柄較短的機構(gòu)，如剪床、沖床以及破碎機等。銷釘擴大偏心輪的結(jié)構(gòu)形式722鉸鏈四桿機構(gòu)的演化及其應用2．曲柄滑塊機構(gòu)在圖a所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，桿1為曲柄，桿3為搖桿，若在機架上作一弧形槽，槽的曲率半徑等于搖桿3的長度，把搖桿3改成弧形滑塊，如圖b所示，這樣盡管把轉(zhuǎn)動副改成了移動副，但相對運動的性質(zhì)卻完全相同。如果將圓弧形槽的半徑增加到無窮大，則圓弧形槽變成了直槽，這樣曲柄搖桿機構(gòu)就演化成了偏置的曲柄滑塊機構(gòu)圖c，圖中P為曲柄中心A至直槽中心線的垂直距離，稱偏心距。當時，稱為對心曲柄滑塊機構(gòu)，常簡稱為曲柄滑塊機構(gòu)圖d。因此，可以認為曲柄滑塊機構(gòu)是由曲柄搖桿機構(gòu)演化而來的。

曲柄滑塊機構(gòu)在機械中應用十分廣泛。如內(nèi)燃機、搓絲機、自動送料裝置以及壓力機都是曲柄滑塊機構(gòu)。在曲柄滑塊機構(gòu)中，若曲柄為主動件，可將曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換為從動滑塊的往復直線運動，圖所示的壓力機，當曲柄連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動時，經(jīng)連桿帶動滑塊實現(xiàn)加壓工作；反之若滑塊為主動件，經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換為從動曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。曲柄搖桿機構(gòu)的演化壓力機722鉸鏈四桿機構(gòu)的演化及其應用3．導桿機構(gòu)若將曲柄滑塊機構(gòu)（圖1a）中的構(gòu)件1作為機架，就演化成導桿機構(gòu)（圖1b）。導桿機構(gòu)可分轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)和擺動導桿機構(gòu)。

（1）轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)圖1b所示導桿機構(gòu)，當時，機架1為最短桿，它的相鄰桿2與導桿4均能繞機架作連續(xù)轉(zhuǎn)動，故稱為轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)（圖2a）；圖2b所示為插床機構(gòu)，其中構(gòu)件1、2、3、4組成轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)，工作時，導桿4繞A點回轉(zhuǎn)，帶動構(gòu)件5及插刀6往復運動，實現(xiàn)切削。（2）擺動導桿機構(gòu)圖1b所示導桿機構(gòu)，當時，機架1不是最短桿，它的相鄰構(gòu)件導桿4只能繞機架擺動，故稱為擺動導桿機構(gòu)（圖3a）。圖3b所示為刨床機構(gòu)，其中構(gòu)件1、2、3、4組成擺動導桿機構(gòu)，工作時，導桿4繞A點擺動，帶動構(gòu)件5及刨刀6往復運動，實現(xiàn)刨削。圖1導桿機構(gòu)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)擺動導桿機構(gòu)722鉸鏈四桿機構(gòu)的演化及其應用4．定塊機構(gòu)若將曲柄滑塊機構(gòu)（圖1）中的構(gòu)件3作為機架，就演化成定塊機構(gòu)（圖2a，此機構(gòu)中滑塊固定不動。圖2b所示的抽水機，就應用了定塊機構(gòu)。當搖動手柄1時，在桿2的支撐下，活塞桿4即在固定滑塊3（唧筒作為靜件）內(nèi)上下往復移動，以達到抽水的目的。5．搖塊機構(gòu)若將曲柄滑塊機構(gòu)（圖1）中的構(gòu)件2作為機架，就演化成搖塊機構(gòu)（圖3a，此機構(gòu)中滑塊相對機架搖動。這種機構(gòu)常應用于擺缸式內(nèi)燃機或液壓驅(qū)動裝置。圖3b所示的自卸翻斗裝置，也應用了搖塊機構(gòu)。桿1（車廂）可繞車架2上的B點擺動。桿4（活塞桿），液壓缸3（搖塊）可繞車架上C點擺動，當液壓缸中的壓力油推動活塞桿運動時，迫使車廂繞B點翻轉(zhuǎn)，物料便自動卸下。圖1曲柄滑塊機構(gòu)圖2定塊機構(gòu)圖3搖塊機構(gòu)723平面四桿機構(gòu)的運動特性1．急回特性圖所示為曲柄搖桿機構(gòu)，設(shè)等速轉(zhuǎn)動的曲柄AB為主動件，它在回轉(zhuǎn)一周的過程中，與連桿BC有兩次共線位置ABl和AB2，此時從動件搖桿CD分別位于左、右兩個極限位置ClD和C2D，其夾角稱為搖桿的擺角。主動曲柄與連桿在兩共線位置時所夾的銳角稱為極位夾角。

圖1曲柄搖桿機構(gòu)

當曲柄等速轉(zhuǎn)動時，搖桿來回擺動的速度是不同的，其空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，這種性質(zhì)為機構(gòu)的急回特性。為了表達這個特征的相對程度，設(shè)該值稱為從動件的行程速比系數(shù)。

的大小表示急回的程度。由上式可知，與θ有關(guān)，當θ=0時，=1，說明該機構(gòu)無急回特性；當θ>0，則機構(gòu)具有急回特性，θ越大，值越大，急回特性越明顯。θ與的關(guān)系為723平面四桿機構(gòu)的運動特性2．死點在曲柄搖桿機構(gòu)中，如圖所示，若取搖桿為主動件，當搖桿在兩極限位置時，連桿與曲柄共線，通過連桿加于曲柄的力F經(jīng)過鉸鏈中心A，該力對A點的力矩為零，故不能推動曲柄轉(zhuǎn)動，從而使整個機構(gòu)處于靜止狀態(tài)。這種位置稱為死點。平面四桿機構(gòu)是否存在死點位置，決定于從動件是否與連桿共線。凡是從動件與連桿共線的位置都是死點。

圖1死點位置

對機構(gòu)傳遞運動來說，死點是有害的，因為死點位置常使機構(gòu)從動件無法運動或出現(xiàn)運動不確定現(xiàn)象。如圖1所示的縫紉機踏板機構(gòu)（曲柄搖桿機構(gòu)），當踏板CD為主動件并作往復擺動時，機構(gòu)在兩處有可能出現(xiàn)死點位置，致使曲柄AB不轉(zhuǎn)或出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了保證機構(gòu)正常運轉(zhuǎn)，可在曲柄軸上裝飛輪，利用其慣性作用使機構(gòu)順利地通過死點位置。在工程上，有時也利用死點進行工作，如圖2所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，就是應用死點的性質(zhì)來夾緊工件的一個實例。當夾具通過手柄1，施加外力F使鉸鏈的中心B、C、D處于同一條直線上時，工件2被夾緊，此時如將外力F去掉，也仍能可靠地夾緊工件，當需要松開工件時，則必須向上扳動手柄1，才能松開夾緊的工件。圖2夾緊機構(gòu)73凸輪機構(gòu)731凸輪機構(gòu)的組成、特點和分類

凸輪機構(gòu)由凸輪、從動件和機架組成（圖1）。凸輪是主動件，從動件的運動規(guī)律由凸輪輪廓決定。凸輪機構(gòu)是機械工程中廣泛應用的一種高副機構(gòu)。

圖1凸輪機構(gòu)

凸輪機構(gòu)常用于低速、輕載的自動機或自動機的控制機構(gòu)。圖2所示為汽車內(nèi)燃機的配氣機構(gòu)，當凸輪1轉(zhuǎn)動時，依靠凸輪的輪廓，可以迫使從動件氣閥2向下移動打開氣門借助彈簧的作用力關(guān)閉，這樣就可以按預定時間，打開或關(guān)閉氣門，以完成內(nèi)燃機的配氣動作。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。它能控制從動件運動規(guī)律，因此凸輪通常作主動件并作等速轉(zhuǎn)動，當凸輪運動時，借助它的曲線輪廓或凹槽，可使從動件作預期的運動。凸輪機構(gòu)的應用特點有：

1便于準確地實現(xiàn)給定的運動規(guī)律。（2）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于設(shè)計；

3凸輪機構(gòu)可以高速起動，動作準確可靠。

4凸輪與從動件為高副接觸，不便潤滑，容易磨損，為延長使用壽命，傳遞動力不宜過大。

5凸輪輪廓曲線不易加工。圖2汽車內(nèi)燃機配汽機構(gòu)圖3自動車床的走刀機構(gòu)731凸輪機構(gòu)的組成、特點和分類

凸輪機構(gòu)按凸輪的形狀與從動件形式可分為不同類型。

1．按凸輪形狀分（1）盤形凸輪凸輪的基本形式，應用最廣。但從動件的行程不能太大，否則凸輪變化過大，對凸輪機構(gòu)的工作不利，所以一般應用于行程較短的場合。（2）移動凸輪（板狀凸輪）可視為回轉(zhuǎn)中心趨向于無窮遠的盤形凸輪，它相對于機架作直線往復移動。圖1中用以車制手柄的靠模就是采用移動凸輪機構(gòu)。移動凸輪機構(gòu)在靠模仿形機械中應用較廣。

上述兩種凸輪組成機構(gòu)時，凸輪與從動件的相對運動是平面運動，因此，上述兩種凸輪機構(gòu)稱為平面凸輪機構(gòu)，其凸輪稱為平面凸輪。（3）圓柱凸輪在圓柱面上開有曲線凹槽，或在圓柱端面上制出曲線輪廓，可使從動件得到較大的行程。屬于空間凸輪機構(gòu)（圖2。圖1移動凸輪機構(gòu)圖2端面圓柱凸輪機構(gòu)