机械基础第三章机构

第三章机构§3—1铰链四杆机构的组成与分类§3—2铰链四杆机构的基本性质§3—3铰链四杆机构的演化§3—4凸轮机构的应用和分类§3—5凸轮机构的运动规律实操训练0102熟悉铰链四杆机构的组成、基本类型掌握铰链四杆机构的特点和应用学习目标§3—1铰链四杆机构的组成与分类铰链四杆机构公共汽车车门汽车前窗刮雨器一、铰链四杆机构的组成铰链四杆机构是平面连杆机构的一种形式，它由四个杆件通过铰链互相连接而构成。铰链四杆机构铰链四杆机构二、铰链四杆机构的基本类型铰链四杆机构一般分为三种类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。1.曲柄摇杆机构及其应用两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。铰链四杆机构铰链四杆机构曲柄摇杆机构应用举例

曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC带动摇杆CD往复摆动，摇杆延伸端实现剪板机上刃口的开合剪切动作

简图机构运动分析图示剪板机雷达天线俯仰角摆动机构汽车雨刷器曲柄1转动，通过连杆2，使固定在摇杆3上的天线作一定角度的摆动，以调整天线的俯仰角

主动曲柄AB回转，从动摇杆CD往复摆动，利用摇杆的延长部分实现刮水动作

铰链四杆机构2.双曲柄机构及其应用两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。铰链四杆机构铰链四杆机构

主动曲柄AB作匀速转动，从动曲柄CD作变速转动，通过构件CE使筛子产生变速直线运动，筛子内的物料因惯性而来回抖动

简图机构运动分析图示两曲柄的转向相反，角速度也不相同。牵动主动曲柄AB的延伸端E，能使两扇车门同时开启或关闭

惯性筛（不等长双曲柄机构）

车门开闭机构（反向双曲柄机构）铰链四杆机构双曲柄机构应用实例3.双摇杆机构及其应用两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。在双摇杆机构中，两摇杆可以分别为主动件。铰链四杆机构双摇杆机构

汽车前轮转向机构中，两摇杆的长度相等，称为等腰梯形机构。当汽车直线行驶时，机构保持为等腰梯形；当汽车转弯时，两摇杆摆过不同的角度，使两前轮同时转动简图机构运动分析图示飞机着陆前，着陆轮须从机翼（机架）中推放至图中位置，AB与BC共线。飞机起飞后，为了减小飞行中的空气阻力，又须将着陆轮收回机翼中。上述动作由主动摇杆AB通过连杆BC驱动从动摇杆CD带动着陆轮实现汽车前轮飞机起落架双摇杆机构应用实例铰链四杆机构§3—2铰链四杆机构的基本性质01学习目标掌握铰链四杆机构的基本性质一、曲柄存在的条件机构中有无曲柄、有几个曲柄是铰链四杆机构的重要特征。铰链四杆机构中是否有曲柄存在，取决于各构件的长度之间的关系。曲柄存在的条件为：1.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。2.最短杆为机架或连架杆。铰链四杆机构根据曲柄存在的条件，可得出铰链四杆机构基本类型的判别，方法如下：铰链四杆机构1.当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时：（1）若最短杆为连架杆，则机构为曲柄摇杆机构。（2）若最短杆为机架，则机构为双曲柄机构。（3）若最短杆为连杆，则机构为双摇杆机构。2.当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，机构均为双摇杆机构。二、急回特性铰链四杆机构急回特性当曲柄作等速转动时，摇杆空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性。急回特性用急回特性系数K表示：

K====

θ=1800

当θ=00，K=1时，机构无急回特性；铰链四杆机构三、死点位置夹紧装置飞机起落架机构铰链四杆机构§3—3铰链四杆机构的演化01学习目标了解铰链四杆机构的演化形式一、曲柄滑块机构曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。当扩大转动副，使转动副变成移动副时，就变成了曲柄滑块机构。

曲柄滑块机构铰链四杆机构

活塞（即滑块）的往复直线运动通过连杆转换成曲轴（即曲柄）的旋转运动机构简图运动分析应用实例曲轴（即曲柄）的旋转运动转换成冲压头（即滑块）的上下往复直线运动，完成对工件的压力加工内燃机气缸（曲柄滑块机构）

双摇杆机构应用实例冲压机（曲柄滑块机构）

铰链四杆机构

二、偏心轮机构颚式破碎机偏心轮机构1-偏心轮3-连杆3-滑块4-机架铰链四杆机构三、导杆机构导杆机构铰链四杆机构

主动件AB作等速回转，从动件导杆BC作往复摆动，带动滑枕作往复直线运动机构简图运动分析应用实例扳动手柄1，可以使活塞杆（杆3）在唧筒（杆4）内上下移动，从而完成抽水的动作。导杆机构的应用铰链四杆机构§3—4凸轮机构的应用和分类0102了解凸轮机构的组成、特点、分类和应用掌握凸轮的结构形式和材料学习目标凸轮机构内燃机配气机构自动车床刀架进给机构一、凸轮机构的组成及特点凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。凸轮机构凸轮机构的基本组成凸轮机构凸轮机构的特点如下：（1）结构简单，只需改变凸轮的外廓形状，就可以改变推杆的运动规律，容易实现复杂运动的要求，应用比较广泛。（2）凸轮外廓与推杆是点接触或线接触，容易磨损，多用在传递动力不大的场合。（3）可以高速起动，动作准确可靠。二、凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的几何形状及运动类型分类。1.按凸轮形状分类按照凸轮的形状分为三种：盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮。凸轮机构

是一种外缘或凹槽具有变化半径的盘形构件，是凸轮的基本形式，通过凸轮的转动，推动从动件作往复直线运动图例运动特点凸轮形状盘形凸轮

是一种在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上制出曲线轮廓的构件。凸轮外形呈平板状，并作往复直线运动，从而推动从动件作往复运动

圆柱凸轮

移动凸轮凸轮机构按凸轮的几何形状分类2.按从动件形式分类根据从动件的端部结构形式，凸轮机构分为：尖顶、滚子、平底三种类型。每种类型中从动件的运动形式又分为移动和摆动两种。凸轮机构

结构最为简单，且尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而保证从动件实现复杂的运动规律主要特点从动件形式尖顶

滚子从动件与凸轮的接触为线接触，且滚子与凸轮间为滚动摩擦，磨擦磨损小，能用来传递较大的动力，在机械中应用最为广泛从动件的平底与凸轮轮廓间形成的楔形油模，有利用减小磨擦磨损

运动形式

运动形式运动形式轮子

平底

凸轮机构从动件的基本类型及特点凸轮机构三、凸轮的结构

当凸轮尺寸小且接近轴径时，则凸轮与轴做成一体，称为凸轮轴说明图示类型凸轮轴

整体式凸轮可调式凸轮

当凸轮尺寸较小又无特殊要求或不需要经常装拆时，一般采用整体式凸轮

凸轮片与轮毂分开，利用凸轮片上的三个圆弧形槽来调节凸轮片与轮毂间的相对角度，以达到调整凸轮推动从动件的起始位置

凸轮机构四、凸轮的材料在低速、轻载的场合，凸轮采用40、45号钢进行调质处理；在中速、中载的场合，采用45或40Cr钢表面淬火或20Cr渗碳淬火；在高速重载的场合，采用40Cr高频感应加热淬火。凸轮机构§3—5凸轮机构的运动规律0102了解凸轮机构从动件的常用运动规律了解凸轮机构从动件的常用运动规律曲线学习目标凸轮机构发动机进、排气机构凸轮的轮廓一、凸轮机构的工作过程凸轮机构中最常用的运动形式是凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动。凸轮机构凸轮机构从动件位移曲线二、从动件的常用运动规律1.等速运动规律凸轮作等角速度转动时，从动件上升或下降的速度是一常数，这种运动规律称为从动件的等速运动规律。凸轮机构等速运动规律ａ）凸轮机构等速运动ｂ）位移曲线2.等加速等减速运动规律