常见的回转、直线运动转换的机构

1、常见的回转、直线运动转换的机构1 曲柄连杆机构1.1 曲柄滑块机构定义在普通四杆机构中， 四个构件之间都是通过转动副连接， 这 样可 以实现曲线与曲线运动之间的转换。 而曲柄滑块机构是保存 曲柄杆、中 间杆和固定杆机架，将另一根杆退化为滑块，使 滑块与中间连杆用转 动副连接， 滑块与固定杆用移动副连接， 这 样就可以实现曲柄端的回转 运动与滑块端的直线运动相互转化。1.2 曲柄滑块机构的特点及应用1.2.1 优点 低副连接，运动副单位面积受力小，便于润滑，磨损小； 对于长距离的控制也可以实现； 构件之间的运动靠几何封闭来维系，比力封闭的可靠。1.2.2 缺点 结构设计较复杂，且对制造安装的敏感

2、性大； 高速时将引起很大的振动和动载荷。1.2.3 应用 曲柄滑块机构在机械中的应用很广泛， 例如， 内燃机通过活 塞往复运动将内能转换为曲柄转动的机械能； 压力机结构中通过 曲柄的连续转动， 经连杆带动滑块实现加压作用； 牛头刨床主运 动机构中，导杆绕 一点摆动，带动滑枕做往复运动，实现刨削； 抽水机结构中，摇动手柄时，在连杆的支承下，活塞杆在筒固 定滑块 内做上下运动，以到达抽水目的。另外，工程中的搓丝 机、自动送料装置 及自卸翻斗装置等机械中都用到曲柄滑块机 构。2 凸轮机构2.1 凸轮机构的组成和特点凸轮机构是由凸轮、 从动件和机架三个局部组成， 其中凸轮 是主 动件， 从动件的运动规

3、律由凸轮的轮廓决定。 凸轮是具有曲 线轮廓或沟 槽的构件， 假设从动件是移动构件， 那么这样的凸轮机 构便能实现回转运 动、直线运动的转换。凸轮机构特点是：可以用于对从动件任意运动规律要求的场合； 可以高速启动，动作准确可靠，结构简单紧凑； 凸轮和从动件以点或线接触， 单位面积上压力高， 难以保 持良 好的润滑，易磨损； 凸轮形状复杂，加工维修较困难。2.2 凸轮机构的分类及应用凸轮机构根据各构件相对运动的位置， 可分为平面凸轮机构 和空间 凸轮机构两大类， 根据从动件的运动形式， 凸轮机构可分 为移动从动凸 轮机构和摆动从动凸轮机构两大类，根据凸轮形 状，凸轮机构可分为盘形 凸轮机构、柱体凸

4、轮机构、椎体凸轮机 构和球体凸轮机构。凸轮机构主从 动件接触形式有尖顶、滚子、 平底三种，如果要改善主从动件受力形式可以采用偏置结构。内燃机的配气机构就是凸轮机构应用的典型实例， 当凸轮转 动时， 依靠凸轮的轮廓， 可以迫使从动件气阀杆向下移动翻开气 门借助弹簧 作用力关闭，这样就可以按预定时间翻开或关闭 气门，以完成内燃机的 配气动作。另外，车辆走行部的制动控制 元件、纺织机械中大量使用凸轮 机构，总之，在一个往复运动系 统中，凸轮是最好的应用在很多要求较 高往复运动中， 替代曲 柄滑块机构，因为可以实现设计中需要的速度变化3 齿轮齿条机构与滚珠丝杠机构目前，机床制造中， 齿轮齿条传动是使用

5、较为广泛的一种传 动形式， 它能实现齿轮的回转运动与齿条的直线运动间的转化， 这种形式的传动有 很多优点， 特别是在很多大型机床上， 利用这 种形式的传动， 很方便 的就得到高速直线运动， 而且根据车床各 方面的不同我们可以制作出各 种材质的齿条， 使得刚度和机械效 率大大提高。 但是在很多时候也存在 着各种各样的缺点， 因为这 种传动形式的平稳性是依赖齿条和齿轮精度， 如果精度不够高， 机床在加工其他零件时， 就会有一定的误差。 所以如 果想要消除 这类零件的误差， 或使其在机床中运转噪音减少， 就要不断 提高 对齿条和齿轮的精度要求， 并在材质上增加耐磨性和耐热性。 所 以， 在一些精度要

6、求比拟高的场合， 我们常常选用滚珠丝杠机构。滚珠丝杠采用滚珠螺旋传动，是一种直线与曲线运动相互转换的理想机构，主要由滚珠、螺杆、螺母及滚珠循环装置组成，其工作原理是：在螺杆和螺母的螺纹滚道中装一定数量的滚珠，当螺杆与螺母作回转运动时，滚珠在螺纹滚到内滚动， 并通过滚 珠循环装置的通道构成封闭循环， 从而实现螺杆与螺母间的滚动 摩擦。滚珠丝杠传动摩擦阻力小、传动效率 高、运动平稳、动作灵敏，但结构复杂，外形尺寸较大，对制造技术要求 高，因此成 本也高。目前主要应用于精密传动的数控机床以及自动控制装 置、升降机构、精密测量仪器等。丝杠传动具有速比大、行走慢、传动质量高、结构复杂等特 点，而 齿轮齿条传动速比小、行走快、传动质量差、结构简单。在长距离重负载直线运动上， 丝杠有可能强度不够，就会导致机 子出现震动、抖动等情 况，严重的，会导致丝杠弯曲