第章 常用机构.doc

.第6章 常用机构6-1 平面连杆机构教学目的与要求：1、了解运动副的含义，铰链四杆机构的组成和三种基本型式的运动特性与应用。2、熟悉三种常见的四连杆运动的基本型式的特点。熟悉高低副接触的运动特点和四杆机构的组成条件3、能够根据曲柄存在条件及取不同构件作为机架来判断出不同的四杆机构。教学重点与难点：1、重点：四杆机构曲柄存在条件的判别及四杆型式的确定。2、难点：高低运动副的区分和四杆机构基本型式的判断。教学手段与方式：讲授法、归纳法教学过程：引入：平面连杆机构的各个构件是用销轴、滑道等方式连接起来的，各个构件之间的相对运动均在同一平面或互相平行的平面内。新课传授：一、运动副1.运动副：两构件之间直接接触并能产生一定形式相对运动的可动联接。根据接触情况可分为高副和低副。(a)转动副 (b) 移动副 (c) 螺旋副 （1）低副：两构件间作面接触的运动副。根据运动特征分为转动、副移动副和螺旋副。（2）高副：两构件间作点或线接触的运动副。按接触形式不同分为滚轮接触、凸轮接触和齿轮接触。2.运动副的应用特点（1）低副特点：单位面积压力小，传力性能好，滑动摩擦，摩擦阻力大，效率低。不能传递较复杂的运动。（2）高副特点：单位面积压力大，两构件接触处容易磨损，制造和维修困难，能传递较复杂的运动。二、铰链四杆机构1、 鉸链四杆机构的组成由四个构件通过铰链联接而成的机构称为铰链四杆机构。机构中固定不动的杆件称为机架，与机架用转动副相连接的杆件称为连架杆，不与机架直接连接的杆件称为连杆，凡是能作整周回转的连架杆称之为曲柄，只能在小于360的范围内作往复摆动的连架杆称之为摇杆。2、 铰链四杆机构的的基本类型（1）铰链四杆机构类型的判别。铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。铰链四杆机构曲柄存在的条件为：1 连架杆与机架中必有一个是最短杆；2 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。上述两条件必须同时满足，否则机构中无曲柄存在。根据曲柄条件，还可作如下推论：1）若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和，则可能有以下几种情况：a以最短杆的相邻杆作机架时，为曲柄摇杆机构；b以最短杆为机架时，为双曲柄机构；c以最短杆的相对杆为机架时，为双摇杆机构。2）若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则不论以哪一杆为机架，均为双摇杆机构。（2）曲柄摇杆机构若铰链四杆机构中的两个连架杆，一个是曲柄而另一个是摇杆，则该机构称为曲柄摇杆机构。（3）双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作360整周回转，则这种机构称为双曲柄机构。a、两曲柄相等、同向在双曲柄机构中，若两个曲柄的长度相等，机架与连架杆的长度相等，这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构。平行双曲柄机构的两曲柄旋转方向相同，且角速度也相等。b、两曲柄相等、反向当双曲柄机构对边都相等，但互不平行，则称其为反向双曲柄机构。反向双曲柄的旋转方向相反，且角速度也不相等。c、两曲柄不相等双曲柄机构中，当两曲柄长度不相等时，主动曲柄作等速转动，从动曲柄随之作变速转动，即从动曲柄在每一周中的角速度有时大于有时小于主动曲柄的角速度。（4）双摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆都在小于360的角度内作摆动，这种机构称为双摇杆机构。五、平面四杆机构急回特性（1）急回特性曲柄AB作等速转动，而摇杆CD空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性。摇杆CD的两个极限位置间的夹角称为摇秆的最大摆角，主动曲柄在摇杆处于两个极限位置时所夹的锐角称为极位夹角。急回特性系数K：从动件空回行程平均速度V2与从动件工作行程平均速度V1的比值。K值的大小反映了机构的急回特性，K值愈大，回程速度愈快。 KV2V1 (C2C1t2) (C1C2t1)（180十） (180一)由上式可知，K与有关，当0时，K1，说明该机构无急回特性；当0时，Kl，则机构具有急回特性。（2）死点以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。在从动曲柄与连杆共线的两个位置时，出现了机构的传动角0，压力角90的情况。此时连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为死点。死点对于转动机构是不利的，常利用惯性来通过死点，也可采用机构错排的方法避开死点。 但死点也有可利用的一面，当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱。小结：1、运动副的分类和特点。2、平面连杆机构的功能是将连续匀速的转动转化为非匀速的断续或其它运动型式，满足不同的工作环境要求。3、平面连杆机构主要由低副联接而成的四杆机构，根据组成条件，可以分为曲柄连杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，这主要取决于四杆机构中是否存在曲柄，并取何杆件作为机架来决定。6-2 凸轮机构教学目的与要求：1、理解凸轮机构的工作过程。2、掌握凸轮机构的分类与特点。3、了解凸轮机构的应用。教学重点与难点：1、重点：凸轮机构的分类与特点。2、难点：凸轮机构的应用。教学手段与方式：讲授法、归纳法教学过程：引入：凸轮机构广泛运用于各种自动机械、仪器和操控装置中。凸轮机构之所以得到十分广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂运动的要求，而且结构简单、紧凑。新课传授：一、凸轮机构的组成、特点1、凸轮机构的组成：凸轮机构由凸轮1、从动件2和机架3三个基本构件及锁合装置组成，是一种高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动，而从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。2、凸轮机构的优点：只要适当地设计凸轮轮廓，就可以使从动件实现预期的运动规律，结构简单、紧凑，易于设计。3、凸轮机构的缺点：凸轮与从动件是高副接触，易磨损，制造困难，适用于传力不大的控制机构。 二、凸轮机构的类型1、按凸轮的形状分1）盘形凸轮2）移动凸轮3）圆柱凸轮4）圆锥凸轮2、按从动杆件的运动方式分1）移动（直动）从动杆件凸轮机构2）摆动从动杆件凸轮机构3、按从动杆件的端部结构形式分1）尖顶式从动杆2）滚子式从动杆3）平底式从动杆三、凸轮机构的应用 1、内燃机配气机构。2、自动车床横刀架进给机构。3、车床仿形机构。 4、绕线机。5、自动车床横刀架进给机构。6、车床仿形机构。 三、凸轮机构的有关参数 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动 凸轮回转时，从动件作“升停降停”的运动循环。 基圆：以凸轮轮廓最小半径 rb所作的圆推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置；推程角：角0；回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置；回程角：角2；远停程角：角1 ；近停程角：角3； 小结：1、凸轮机构的类型及其应用特点2、凸轮机构的应用6-3 间歇运动机构教学目的与要求：1、熟悉棘轮机构和槽轮机构的组成。2、掌握棘轮机构、槽轮机构工作特点。3、了解棘轮机构、槽轮机构的应用。教学重点与难点：1、重点：棘轮机构和槽轮机构的运动特点。2、难点：棘轮机构、槽轮机构的应用。教学手段与方式：讲授法、归纳法教学过程：引入：将主动件的均匀转速转换为时转时停的周期性运动的机构，称为间隙运动机构。常用的间歇机构有棘轮机构和槽轮机构。新课传授：一、棘轮机构1、棘轮机构的组成：主要由棘轮、棘爪、止回棘爪和摇杆组成。棘轮机构的工作原理：含有棘轮和棘爪的步进运动机构称为棘轮机构。棘轮是具有齿形表面或摩擦表面的轮子，由棘爪推动作步进运动。棘爪是在两个构件之间的一种爪形中介构件，用以阻止上述两个构件在某一方向的相对运动。2、棘轮机构的类型1）单向式棘轮机构2）双向式棘轮机构3）双动式棘轮机构4）摩擦式棘轮机构5）防止逆转双向式棘轮机构二、槽轮机构的组成1、槽轮机构的组成