第5章常用机构

1、第一节构件和运动副第一节构件和运动副第二节平面连杆机构第二节平面连杆机构第三节凸轮机构第三节凸轮机构第四节间歇运动机构第四节间歇运动机构第五节螺旋结构第五节螺旋结构第五章第五章 常用机构常用机构第一节第一节 构件和运动副构件和运动副一、运动副和约束一、运动副和约束使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。限制构件独立运动的作用称为约束。 平面机构中，由于运动副将各构件的运动限制在同一平面或相互 平行 的平面内，故这种运动副也称为平面运动副。平面运动副为低副和高副。运动副:约束:空间运动副（球面副、螺旋副）。(二) 高副二、构件的分类二、构件的分类机 架原动件 以搅面机为例从动件(

2、一) 低副转动副移动副两构件通过面接触构成的运动副称为低副。平面低副按两构件间相对运动形式的不同,还可分为转动副和移动副。两构件通过点或线接触所构成的运动副称为高副。(高副1、高副2、高副3)一、概述一、概述二、铰链四杆机构的基本类型二、铰链四杆机构的基本类型一)曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆，一杆为曲柄，另一杆为摇杆第二节平面连杆机第二节平面连杆机构构平面连杆机构压强低、磨损量少。制造方便。特点由于低副中存在着间隙，机构将不可避免地产生运动误差不易精确地实现复杂的运动规律。缺点易实现常见的转动和移动以及转换。雷达天线机构抽油机缝纫机踏板(二) 双曲柄机构 在四杆机构中的两个连架杆都是曲

3、柄。例如：惯性筛 、铲斗机构 、门等。 (三) 双摇杆机构三、三、 铰链四杆机构基本类型的判别铰链四杆机构基本类型的判别(一) 曲柄存在的条件设最长构件长度为 ，最短构件长度为 ，其余两构件长度分别为 ，则曲柄存在条件为：1) 最短构件与最长构件长度之和小于或等于其余两构件长度之和。2) 连架杆与机架两构件中有一个是最短杆。 在四杆机构中的两个连架杆都是摇杆。例如：鹤式起重机 (二)铰链四杆机构基本类型的判别方法 (1) 在铰链四杆机构中，最短构件与最长构件长度之和小于或等于其 余两构件长 度之和时取不同构件为机架，则得到不同的机构。2) 若取最短构件作为机架，则该机构为双曲柄机构。1) 若取

4、最短构件为连架杆，则该机构为曲柄摇杆机构。3) 若取最短构件作为连杆，则该机构为双摇杆机构。 当机构存在曲柄时，若最短杆为连架杆，则最短杆是曲柄； 当最短杆为机架，则两个连架杆均为曲柄。 (2) 当最短构件与最长构件长度之和大于其余两构件长度之和，则该机构为双摇杆机构。例例5-15-1（考试要点）（考试要点）四、铰链四杆机构的演化四、铰链四杆机构的演化(二) 定块机构(一) 曲柄滑块机构 a 所示曲柄滑块机构中,若取不同构件作为机架时，该机构便演为定块机构、摇块机构和导杆机构等。 如果将构件 3 ( 即滑块 )作为机架时，曲柄滑块机构便演化为定块机构。3 321 1 (三) 摇块机构若取构件

5、2 作为机架，则可得摇块机构。 如取构件 1 作为机架，则曲柄滑块机构便演化为导杆机构。(四) 导杆机构401006090五、四杆机构的基本特性五、四杆机构的基本特性(一) 四杆机构的运动特性1极位 从动件作往复摆动或往复移动的两个极限位置，称为极位。2急回特性及行程速度变化系数。机构的急回特性可以用行程速比系数K表示，即(二) 机构的传力特性1压力角与传动角铰链四杆机构的压力角与传动角 压力角可作为判断机构传力性能的标志。在连杆机构设计中为测量方便，常用压力角的余角 来判断传力性能， 称为传动角。因 = 故压力角 越小， 越大，机构传力性能越好；反之，压力角 越大， 越 小，机构传力性能越差

6、。压力角(或传动角)的大小反映了机构对驱动力的有效利用程度。2止点位置机构的止点所谓止点位置就是指从动件的压力角 时机构所处的位置。 机构的止点位置并非总是起消极作用。工程实际中，也常利用止点位置来实现一定的工作要求。六、平面四杆机构的设计六、平面四杆机构的设计(一)四杆机构设计 1按给定连杆两个位置设四 杆机构1)选取比例尺 3)在上任取一点 A，在上任取一点 D ，连接和，即得到各构件长度为2)由设计条件，作中垂线和中垂线； 已知连杆的两个置 及其长度 设铰链铰四杆机构。第三节第三节凸轮机构凸轮机构一、概述一、概述(一) 凸轮机构的组成和特点凸轮机构通常是由原动件凸轮、从动件和机架组成。凸

7、轮机构便于准确地实现给定的运动规律。易磨损，高精度凸轮制造困难。(二) 凸轮机构的应用和分类1按凸轮形状分类盘形凸轮圆柱凸轮（例1、例2、例3）移动凸轮(靠模加工)2按从动件末端形状分类1 ) 尖顶从动件 2) 滚子从动件3) 平底从动件直动从动件摆动从动件3按从动件运动形式分类转动凸轮移动凸轮4按凸轮运动形式分类5按使从动件与凸轮保持接触的锁合方式分类1) 力锁合2) 形锁合二、从动件常用运动规律二、从动件常用运动规律(一) 凸轮机构运动过程及有关名称(1) 推程(2) 远休止角(3) 回程(4) 近休止角(二) 位移线图(三) 从动件常用运动规律1等速运动规律2等加速等减速运动规律3简谐运

8、动规律从动件推程或回程的运动速度为定值的运动规律，称为等速运动规律。 从动件在一个行程 中，前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律，称为等加速等减速运动规律。 当一质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上投影所形成的运动称为简谐运动。（一）尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制。 1)选择适当的比例尺2)按区间等分位移曲线横坐标轴三、用图解法设计凸轮轮廓三、用图解法设计凸轮轮廓3)作基圆，作各区间的相应等分角线4)绘制凸轮轮廓曲线 四、凸轮设计中应注意的几个问题四、凸轮设计中应注意的几个问题在设计凸轮机构时，必须保证凸轮工作轮廓满足以下要求： 1)从动件在所有位置都能准确地实现

9、给定的运动规律；2) 机构传力性能要好，不能自锁；3)凸轮结构尺寸要紧凑。(一) 滚子半径的选择(二) 凸轮机构的压力角直动从动件的推程 a30度40度。摆动从动件的推程 a40度50度。(三) 凸轮的基圆半径基圆半径的确定可按运动规律、许用压力角由诺模图求得。(四) 凸轮机构的材料要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨，对于经 常受到冲击的凸轮机构还要求凸轮心部有较大的韧性。一、棘轮机构一、棘轮机构一) 工作过程 第四节第四节间歇运动机构间歇运动机构(内棘轮机构棘轮转过的角度是可以调节的。只适用于低速和转角不大的场合。(二) 特点和应用矩形齿的棘轮机构二、槽轮机构二、槽轮机构(一) 工作过程(

10、二) 特点和应用槽轮机构结构简单、转位方便。第五节螺旋机构第五节螺旋机构一、螺旋机构的应用和特点一、螺旋机构的应用和特点 螺旋机构在各种机械设备和仪器中得到广泛的应用，主要是用于将旋转运动转变为直线移动。 螺旋机构的主要优点是结构简单，制造方便，能将较小的回转力矩转变成较大的轴向力，能达到较高的传动精度，并且工作平稳，易于自锁。缺点是摩擦损失大传动效率低。二、螺纹的形成、类型及主要参数二、螺纹的形成、类型及主要参数(一) 螺纹的类型根据螺纹截面形状的不同，螺纹分为矩形、梯形、锯齿形和三角形等。根据螺旋线旋绕方向的不同，螺纹可分为右旋和左旋。根据螺旋线数目的不同，螺纹又可分为单线和多线等几种。(二) 螺纹的主要参数1) 大径2) 小径3) 中径6) 螺距 P4) 牙型角5) 牙型斜角7) 导程 S8) 升角三、滑动螺旋机构的工作原理及类型三、滑动螺