常用运动机构汇总

第1章通常使用平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构和变速、平移机构等机构。1.1平面连杆机构1.2凸轮机构1.3间歇运动机构1.4变速机构和整流机构1.5常用机构的观察和分析，1.1.1运动学对，所谓运动对是直接接触两个元件，可以产生一定相对运动的接头。根据体育副中两个组件的接触形态，体育副可以分为低对和高对。1.那对是在两个元件之间进行面接触的运动对。两个零部件的相对运动可以分为：(1)在接触点仅允许相反旋转的旋转辅助零部件的运动。(2)移动两个子元件仅允许在接触中进行相对移动。(3)接点允许仅旋转和移动两个螺旋元件的复合运动，低对接触表面通常为平面或圆柱面，易于制造和维修，负载时单位面积压力小，耐久性强，力传导性好。但是，低对是滑动摩擦，摩擦大，效率低。2.高低是两个元件之间有圆点或线接触的运动对。高对由于点或线的接触，单位面积压力大，零件接触容易磨损，制造和维护困难，高对可以传递更复杂的运动，相对灵活，易于实施预定的运动规律。低对，高对，1.1.2铰链4杆机构的基本类型及其应用，运动对平面4杆机构称为铰链4杆机构时旋转对。图中所示的铰链4杆机构中，杆4是固定的，称为机架。与机架连接的负载1和负载3称为连接杆，与机架不直接连接的负载2称为连接杆。如果杆1(或杆3)可以围绕铰链a(或铰链d)连续旋转，则此杆称为曲柄。如果一周内不能连续旋转，只能前后移动一个角度，则此杆称为操纵杆。铰链4杆机构、铰链4杆机构、机架和连杆始终存在，可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。1.曲柄摇杆机构铰链4杆机构中的两个连接杆之一是曲柄，另一个是摇杆机构，则该机构称为曲柄摇杆机构。曲柄AB作为活动零件，曲柄AB连续恒定速度旋转时，从动摇杆CD在一定角度内来回摆动。这允许曲柄摇杆机构将活动零件的整体旋转运动转换为从动件的往复摆动。剪切机用原动机驱动曲柄，用连杆推进摇臂往复运动，展开剪切工作。1.1.2铰链4杆机构的基本类型及其应用，在曲柄摇杆机构中，当操纵杆为活动部件时，可以通过连杆将操纵杆的往复摆动转换为曲柄的连续旋转运动。广泛应用于生产。缝纫机的踏板机构。踏板(相当于操纵杆)往复摆动时，通过连杆以连续运动方式驱动曲轴(相当于曲柄)，从而实现缝纫机缝纫的工作。2.在双曲柄机构铰链4杆机构中，如果两个连接拉杆都是曲柄，则该机构称为双曲柄机构。两个曲柄都可以是活动零件。惯性体中，ABCD作为双曲柄机构运行时驱动曲柄AB，以一定速度旋转，通过连杆BC驱动驱动驱动曲柄CD，通过周期性变速运动，e点连接使体成为变速往复运动。惯性体利用驱动曲柄的变速旋转，给体施加一定的加速度，体面的材料因惯性前后抖动完成体面材料。曲柄摇杆机构、剪刀机、缝纫机提拉球、1.1.2铰链4杆机构的基本类型和应用，在双曲柄机构中，两个曲柄的长度不相等时，活动曲柄以恒定速度旋转，驱动曲柄以恒定速度旋转。也就是说，驱动曲柄的角速度大于活动曲柄的角速度，有时小于活动曲柄的角速度。双曲柄机构有平行双曲柄机构和反向双曲柄机构。双曲柄机构，惯性体，(1)两个曲柄的长度相等且平行时，称为平行双曲柄机构。平行双曲柄机构的两个曲柄具有相同的旋转方向，并且每个速度也相同(图a)。平行双曲柄机构被广泛使用，在机车联动装置中，车轮对应曲柄，确保每个车轮以相同的速度向相同的方向旋转。该机车联动装置添加了曲柄EF作为辅助元件，以防止并行双曲柄机构ABCD转换为反向双曲柄机构。1.1.2铰链4杆机构的基本类型及其应用，(2)双曲柄机构的相反面相同，但彼此不平行，则称为反向双曲柄机构。双曲柄的旋转方向相反，并且角速度不相等。在车门开关中，活动曲柄AB旋转时，通过连杆BC将驱动曲柄CD向相反方向旋转，以便两扇门同时打开和关闭。3.双摇杆机构铰链四杆机构中，如果两个支架都是摇杆，则该机制称为双摇杆机构。在双摇杆机构中，两个杆都可以用作活动零件。活动操纵杆在往复摆动时通过连杆驱动操纵杆驱动往复摆动。双摇杆机构在机械工程中也有很多应用。在汽车离合器操纵装置中，驾驶员踩踏踏板时，主动摇臂AB向右摆动，连杆BC驱动杆CD也向右摆动，对离合器有效果。机车驱动轮传动装置、车门开关结构、1.1.2铰链4杆机构的基本类型和应用、卡车自分离斗装置、液压缸活塞向右伸展时双摇杆AB和CD向右摆动，可以滑动自卸车的货物。起重机将双摇臂AB和CD组合起来，水平移动举起的重物，节省时间。从汽车离合器控制机构、起重机、自卸车机构、1.1.3铰链4杆机构曲柄存在条件、铰链4杆机构三种基本形式中可以看出，基本区别甚至是杠杆曲柄。连接拉杆是否可以曲柄取决于机构中每个杆的长度关系以及选定的组件是否为机架。要想使连接杆成为能够转动的曲柄，每个杆必须满足一定的长度条件，这是曲柄存在的条件。下图所示的曲柄摇杆机构。其中AB表示曲柄，BC表示连杆，CD表示操纵杆，AD表示机架，长度分别为a、b、c和d，AB与机架AD共线一周。您可以使用两个位置来寻找某些铰链4杆机构的几何关系。如果链接位于B1点，则形成B1C1D。根据三角形两边的和一定大于第三边的定理，考虑到b CD a环在B2点时B2C2D，路得(d-a) CB，即d CB a(d-a) BC，d BC a 4杆在同一条直线上，那么 1.1.3铰链4杆机构的曲柄存在条件，在曲柄摇杆机构中，要使连杆AB成为曲柄，必须是4杆中最短的杆，最短杆和最长杆长度之和必须小于剩馀2杆长度之和，考虑到更一般的情况，铰链4杆机构曲柄的存在条件可以概括如下： (1)托架和机架必须具有最短的杆。(2)最短杆和最长杆长度之和必须小于或等于剩馀两个杆长度之和。上述两个条件必须同时满足。否则，机构没有曲柄，也可以根据曲柄条件推断。(1)在铰链4杆机构中，如果最短杆长度和最长杆长度之和小于或等于剩馀2杆长度之和，则可能发生以下三种情况：如果最短杆的相邻杆为机架，则最短杆为曲柄，如果连接到机架的其他杆为摇杆，则机构为曲柄摇杆机构。以最短的杆为机架，相邻的两个杆都是曲柄，因此其机制是双曲柄机构。如果使用最短负载对方作为机架，则没有曲柄，所以该机构是双摇杆机制。(2)在铰链4杆机构中，如果最短负载长度和最长负载长度之和大于剩馀两杆长度之和，则无论哪种负载是机架，都是双摇杆机构。除了1.1.4铰链4杆机构的演变和应用，铰链4杆机构的上述三种形式外，其他形式的平面4杆机构被广泛使用。通过分析和研究这些平面四杆机构的运动特性，可以发现这些平面四杆机构是通过特定路径由铰链四杆机构演化而来的。1.在偏心轮机构图a所示的曲柄摇杆机构中，如果负载1是曲柄，负载3是摇杆，并且旋转对的销b的半径逐渐扩展到曲柄的长度之外，则可以获得图b所示的机构。在这种情况下，曲柄演化成几何中心与旋转中心不匹配的圆盘，该圆盘称为偏心轮，这两个车轮中心之间的距离等于曲柄长度。曲柄是偏心轮的机制称为偏心轮机构。偏心轮机构通常用于曲柄销上有大冲击载荷或分流、冲孔、破碎机等曲柄短的机构。销扩展，1.1.4铰链4杆机构的演变和应用，2 .曲柄滑块机构图a中所示的曲柄摇杆机构，杆1是曲柄，杆3是摇杆，在机架中，对于弧槽，槽的曲率半径等于摇杆3的长度，摇杆3更改为弧滑块，如图b所示，即使将旋转对更改为移动对，相对运动的特性也是相同的。如果将圆弧槽的半径增加到无限，圆弧槽就会变成直槽，曲柄摇杆机构演化成偏转的曲柄滑块机构(图c)，图中p是从曲柄中心a到直槽中心线的垂直距离(偏心)。当时称为面心曲柄滑块机构，通常称为曲柄滑块机构(图d)。因此，可以认为曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。曲柄滑块机构广泛应用于机器。内燃机、搓纸机、自动进纸装置和压力机是曲柄滑块机构。在曲柄滑块机构中，如果曲柄是活动部件，则曲柄的连续旋转运动，通过链接从动轮滑块的往复直线运动，图中所示的压力机可以在曲柄是连续旋转运动的情况下通过连杆执行加压操作。相反，如果滑块是活动零件，则通过链接转换为从动轮曲柄的连续旋转运动。曲柄摇杆机构的演化、压力机、1.1.4铰链4杆机构的演化和应用，3 .如果将导杆机构曲柄滑块机构(图1a)的部件1用作机架，则演变为导杆机构(图1b)。导向机构可分为旋转导向机构和摆动导向机构。(1)旋转导向机构图1b示出了机架1是最短的杆，相邻拉杆2和导向4可以围绕机架连续旋转的导向机构(图2a)。图2b示出了零件1、2、3、4绕旋转导向机构、运行时导向4绕a点旋转、驱动零件5和6执行切削的插入机构。(2)摆动导向机构图1b所示的导向机构不是机架1最短的负载，而是相邻部件导向装置4只能绕机架摆动的摆动导向机构(图3a)。图3b示出了部件1、2、3、4构成摆动导向机构的刨花机制。工作时，导向件4绕a点摆动，驱动零件5和刨床6的往复运动，以执行过切。图1导向机构，旋转导向机构，摆动导向机构，1.1.4铰链4杆机构的演变和应用，4 .如果使用固定块机构曲柄滑块机构(图1)的零件3作为机架，则固定块机构(图2a)，在此机构中，滑块是固定的。图2b所示的泵应用了固定机制。摇动手柄1可使活塞杆4在固定滑块3(泵为静态部件)内上下前后移动，从而在杆2的支撑上拉动水。5 .如果使用摇杆机构曲柄滑块机构(图1)的组件2作为机架，则滑块将演变为相对于机架摆动的摇杆机构(图3a)。该机制常用于单摆内燃机或液压驱动装置。图3b中所示的自分离桶装置也应用了摇摇机制。杆1(汽车)可以围绕第2帧的b点摇晃。杆4(活塞杆)，液压缸3(摇块)可以围绕帧的c点摆动，当液压缸中的压力油推动活塞杆运动时，如果宗地围绕b点翻转，则会自动移除材料。图1曲柄滑块机构，图2固定机构，图3摆动机构，1.1.5平面4杆机构的运动特性，1 .紧急旋转特性图是曲柄摇杆机构，以恒定速度旋转的曲柄AB是活动零件，在一周内有两次与链接BC共线位置ABl和AB2。从动机构摇杆CD分别位于左侧、右侧两个极限位置ClD和C2D上，每个角度称为摇杆摆动角度。活动曲柄和连杆共线时所夹的锐角称为极角。图1曲柄摇杆机构，曲柄以相同的速度转动，因此摇杆前后摆动的速度不同。其空转平均速度大于工作行政的平均速度，这是因为机构的快速。要表示此特征的相对程度，请将此值设置为从动件的移动速度比系数。k的大小表示急回的程度。k与相关。=0时，K=1表示机构没有紧急返回特性。0表示机构具有“快速”特性，越大，k值越大，“快速”特性越明显。和k的关系是，1.1.5平面4杆机构的运动特性，2 .死点位于曲柄摇杆机构中，如图所示。如果托梁是活动零件，并且托梁在两个极限位置，则连杆和曲柄共线，通过连杆添加到曲柄的力f对a点的力矩为零，因此不能推动曲柄旋转使整个机构静止。这个位置称为死点。平面四杆机构是否具有四点位置决定从动机构是否与连接共线。从动杆和连杆共线的所有位置都是死点。由于图1死点位置、机构传递运动中死点位置经常使机构从动件无法移动，或者出现运动不确定性，死点可能是有害的。图1中所示的缝纫机踏板机构(曲柄摇杆机构)在踏板CD驱动和往复摆动时，在两点处出现了四点位置，从而可能出现曲柄AB旋转或向后旋转的现象。为了确保机构的正常运行，在曲轴上安装飞轮，并利用其惯性作用使机构顺利通过死点位置。在工程中，有时也使用死点进行工作，例如，在图2所示的铰链4杆机构中，应用死点的特性钳制工件。通过控制柄1并应用外力f，使铰链的中心b、c、d位于同一条直线上，从而钳制工件2。此时，即使消除外力f，工件也稳定夹紧。如果需要松开工件，则必须向上拉钳柄1以松开夹紧工件。图2夹紧机构，1.2.1凸轮机构的特性和应用，凸轮机构由凸轮、从动机构和机架组成(图1)。凸轮是活动零件，从动件的运动规律由凸轮轮廓确定。凸轮机构是机械工程中广泛使用的高辅助机构。图1凸轮机构。凸轮机构常用于低速、轻载或机器人的控制机构。图2示出了凸轮1旋转时依赖凸轮轮廓的汽车内燃机的空气分配机制。也就是说，从动阀2可以通过用弹簧打开和关闭阀门，在指定的时间打开或关闭阀门，完成内燃机的空气分配动作。凸轮是具有曲线轮廓或槽的元件。通过控制从动机构运动规律，凸轮通常作为主机构以恒定速度旋转，在凸轮运动中，从动机构使用曲线轮廓(或凹槽)进行所需运动。凸轮机构的应用特征如下：(1)可以轻松准确地实施给定的运动规律。(2)简单、紧凑，设计容易。(3)凸轮机构可以高速启动，运动准确可靠。(4)凸轮和从动件通过高二次接触润滑不方便，容易磨损，为了延长使用寿命，传动动力不能太大。(5)凸轮轮廓曲线不易加工。结构从动机构蒸汽2度、图3自动车床走刀机构、1.2.2凸轮机构类型、凸轮机构从动机构形状可分为不同类型。1.按凸轮形状分割(1)最广泛地用作盘式凸轮凸轮的基本形式。但是从动件的笔划不能太大。否则，由于凸轮变化太大，对凸轮机构操作不好，因此通常适用于行程短的情况。(2)移动凸轮(板状凸轮)可以将旋转中心视为无限长的圆盘形凸轮，相对于机架进行直线往复运动。在图1中，用于汽车手柄的模具是使用可移动凸轮机构。移动凸轮机构在仿机械中应用更广。如果上述两个凸轮组成机构，则凸轮和从动件的