第八章 常用机构.ppt

1、第八章常用机构的学习目的：在本章的学习中掌握常用机构的基本知识。 学习要求：掌握平面网络链接机构、抢先版机构、间歇机构、螺纹机构等基本形式和应用特征，8.1机构及其构成1、机构是什么？ 在生产和生活中，人们广泛使用各种机器，而这些个的机器虽然结构和用途各不相同，但它们是由许多不同的机构组成的。 如图8.3所示的单缸内燃机由齿轮的齿轮结构、抢先版结构、网络链接机构等若干机构构成(可视动态视频演示)。 这些个的机构虽然在结构、用途和性能上有所不同，但它们之间有着共同的特性：这些个的结构都是由刚体构成的(根据机构的不同，也有皮带、链条等挠性体)； 构成机构的各刚体之间有一定的相对运动，不是运动，而是

2、各刚体一旦完成运动的传递和变换，就完成向云同步、力的传递和变换。 也就是说，机构是具有一定相对运动的刚体的组合系统。 这是机械运动的基本组成部分。 在工程上，机器和机构统称为机器。 二、机构的构成和运动简图1、机构的构成机构由几个刚性体构成，机构运动时，在这些个的刚性体之间相互进行有规律的运动。 在反应历程中参与这种运动的刚体被称为反应历程部件。 组件和零配件不同，且组件可以是单个零配件或刚性结构串联有多个零配件。 在机构中，为了支撑运动部件而将自身相对静止的部件称为包围曝光(例如内燃机的气缸、各种工作母机的床等)。 2 .机构的运动概略图表示规定的部件和运动副符号所描绘的机构的相对运动的简单

3、图形。 例如，下图是一四网络链接机构的概略图：四网络链接机构，常用的机构有平面网络链接机构、抢先版机构、间歇机构、螺旋机构等。 三、运动副及分类1、部件自由度、约束和运动副部件自由度：一个是在平面内自由移动的部件，三个有可能独立移动(参照图8.6 )，称为部件自由度。 约束：两构件直接接触限制了两构件之间的独立运动，运动副限制了构件独立运动的作用，称为约束。 运动副：两部件直接接触，可在保持联系的同时进行相对运动的连接，被称为运动副。 2、运动副的分类根据构成运动副的两个部件之间的接触特性，运动副可以分为低副和高副。 低副两个部件由面接触而形成的运动员副可以根据它们之间的相对运动是旋转还是移动

4、而分成旋转副和移动副(参照网络视频)。 平面反应历程的下级子引入了两个约束，只保留一个自由度。 高副：两部件间用点或线接触而成的运动副。 在平面反应历程高的子导入约束，保持2个自由度。 3、运动副符号参考P161图8.10。 4、构成机构中部件分类机构的部件，根据运动副的性质，分类为信息帧、主动件、从动件3种。 四、机构有构成运动条件(P163 )机构的目的，为了使机构按照预定要求进行规则运动，机构必须进行规定的运动。 机构必须确定的运动条件是，为了使反应历程具有特定的运动，反应历程的活动零配件数必须等于反应历程的自由度数(反应历程的自由度数表示反应历程的独立运动数)。 也就是说，反应历程运动

5、时自由度必须大于零)。 1 .平面机构自由度的修正方法(P163 )为了设定新的机构，分析现有的机构能否运动，或者给予几个主动零配件，使机构能够进行确定的运动，必须首先判断机构的自由度。机构自由度的判断无论是直接观察分析的方法，还是修正计算方法，如果使用修正F=3n 2PL PH F自由度数n机构中的可动部件数PL机构中的低副个数PH机构中的高副个数、2、平面机构的自由度时应注意的问题上述式来修正平面机构的自由度， 在P164166中介绍了复合铰链的局部自由度虚约束的具体解释，其中可以修正的自由度与实际自由度不一致的这些个的特殊问题。 平面四轴机构是平面机构的基础，根据该部件的运动形式，分为铰

6、链四轴机构和滑块四轴机构两种。 前者是平面四杆机构的基本形式，后者是从前者派生出来的。 一、铰链四轴机构的基本形式及应用铰链四轴机构是指连结部件之间，都是进行旋转运动的平面四轴机构。 如图6-1所示。8.2根据平面网络链接机构、两网络链接杆是曲柄还是杆，铰链四轴机构可以分为以下3种形式。 1曲柄杆机构2连架杆中，一方是曲柄，另一方是杆的铰链4轴机构，被称为曲柄杆机构。 曲柄杆机构主要用于将曲柄的等速旋转改变为杆的摆动，如图6-2所示的雷达天线步距角调整机构或者将摆动杆的往复摆动改变为曲柄的全周旋转，如图6-3所示的平缝机的踏板机构。 2双曲柄机构的两个网络链接杆都是曲柄的铰链四杆机构，被称为双

7、曲柄机构。 在双曲柄机构中，通常主动曲柄等速旋转，从动曲柄向同方向变速旋转。 如图6-4所示的惯性筛机构那样，当曲柄AB等速旋转时，曲柄CD变速旋转，通过成员CF使屏幕产生变速直线运动定，屏幕内的材料因惯性而前后摆动，从而达到筛选的目的。 在双曲柄机构中，如果相对的两个活塞杆的长度分别相等，则称为平行四边形机构。 有图6图5a所示的正平行双曲柄机构和图6图5b所示的逆平行双曲柄机构两种形态。 前者的运动特征是两曲柄的转向相同，角速度相等，连杆并进运动，后者的运动特征是两曲柄的转向相反，角速度不同。 图6-6所示的火车机车驱动行车轮联动机构是正平行双曲柄机构的应用例。 图6-7表示门开闭所，是反

8、平行双曲柄机构的应用，使两扇门向相反方向旋转，使两扇门能够向云同步开闭。 在正平行双曲柄机构中，当各部件位于同一线上时，从动曲柄和驱动曲柄反转的现象，即运动有时不是梯形，在可能发生从动曲柄和驱动曲柄反转的现象的汽车转弯时，两储物柜摆动不同的角度，使两前轮的旋转轴线在后轮轴线上二、其他形式的四轴机构和应用一曲柄滑块机构，在图6-9所示的汽车发动机的活塞一网络链接机构中，将曲柄轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，或将活塞的往复运动转换为曲柄轴的旋转运动。2导杆机构将图6-9所示的曲柄滑块机构的部件设为信息帧时，曲柄滑块机构进化为导杆机构，网络链接杆起到引导滑块的动作的作用，被称为导杆，包括转动导杆机

9、构和摆动导杆机构两种形式如图6-10所示，导向杆可以围绕信息帧全周旋转，被称为使导向杆旋转的机构。 如图6-11所示，导杆4只能以某一角度摆动，被称为摆动导杆机构。 导杆机构具有良好的传动性能，常用于刀片、牛头刨床、进给装置等机械。3摆动块摇滾乐机构：若将图6-9所示的曲柄滑块机构的部件设为信息帧，则曲柄滑块机构进化为图6-12所示的摆动块动作机构。 部件l整周转动，滑块3只能绕信息帧往复摆动。 这种机构如图6图13所示的自动卡车铲斗机构那样，经常用于缸式原动机和气动液压驱动装置。、4块摇滾乐机构：将图6-9所示的曲柄滑块机构的滑块作为信息帧时，曲柄滑块机构进化为图6-14所示的块动作机构。

10、这种机构经常用于泵和手抖动抽水泵(图6图15 )。 三、平面四杆机构的特性残奥表* 1铰链四杆机构中有无曲柄存在的条件曲柄必须满足以下两个条件：1)最短杆和最长杆的长度之和小于其馀两杆的长度之和。 2 )最短杆为机架或网络链接杆。 根据以上条件，我们可进行铰链四轴机构的基本类型的判别。 方法如下：1)最短杆与最长杆的长度之和小于等于其馀两杆的长度之和时：如果最短杆为网络链接杆，则机构为曲柄杆机构，最短杆为信息帧，机构为双曲柄机构，最短杆为网络链接，机构为双杆机构。 2 )最短杆和最长杆的长度之和大于其馀两杆的长度之和时，无论哪个杆为信息帧，机构都为双杆机构。 2平面四轴机构的极限位置曲柄杆机构

11、、摆动导向机构以及曲柄滑块机构中，曲柄为原动子的情况下，从动子往复摆动或往复移动，如图6-17所示，存在左、右两个极限位置。 内燃机的活塞网络链接定机构中的活塞的上死点和下死点即曲柄滑块机构的两极限位置。 3压力角和传递角是在不考虑摩擦力、惯性力和重力的情况下，夹在追随者上的受力点的速度方向和受力方向之间的锐角，被称为机构的压力角，用a表示。 测量反应历程传递性能的特性残奥仪表是压力角。 但是，在具体的应用中，在直观的从机构运动概略图中，为了用夹在网络链接和从动件之间的锐角判别机构传递性能的优劣，导入了传递角。 那是压力角的侑角。=90- a=180-传动角越大，机构的传动性能越好。 在反应历

12、程运动中，压力角和传递角的大小根据反应历程的位置而变化。 在4死点的图6-18所示的曲柄杆机构中，杆CD是原动子，曲柄AB是从动子。 当杆旋转到极限位置C1D和C2D时，网络链接和从动曲柄共线，机构的两个位置的压力角a=90，=0，此时，有效的驱动扭矩为零，不能使从动曲柄旋转，机构处于“固定”或运动不确定状态(即，在该位置，动作件为该位置为四、平面多轴机构的概要*图6-20所示的手动压制机构由双杆机构ABCD和滑动机构DCEG构成，这些个的两个四轴机构共有一个信息帧，实际上只有六个部件，称为六轴机构。 另一方面，抢先版机构的构成和应用如图6-21所示，抢先版机构由抢先版、从动部件和信息帧三个基

13、本部件构成。 图6图22表示内燃机的压缩机构。 8.3抢先版机构、二、抢先版机构的分类抢先版机构类型很多，通常按抢先版和追随者的几何形状和运动类型进行分类。 按1抢先版形状分类的分类(1)圆板抢先版圆板抢先版，如图6图22所示的内燃机的配气机构那样，是外缘或槽的半径变化的圆板部件。 (2)圆筒抢先版的圆筒抢先版，如图6图23所示，是在圆筒面上开曲线槽，在圆筒端面上形成曲线轮廓的部件，是平缝机的拉丝机构。 (3)移动抢先版如图6-24所示，是自动工作母机的星空卫视机构。 圆板抢先版、移动抢先版和追随者之间的相对运动是平面运动，属于平面抢先版机构的圆柱抢先版和追随者之间的相对运动不是在平行平面内，

14、而是属于空间抢先版机构。2追随者形式(如图6-25所示) (1)掌门人追随者(2)支重轮追随者(3)平追随者，另外，抢先版可按追随者的运动类型分为直动从动件和摆动从动件。 间歇运动机构是将主动间的连续运动变换为从动件遵循一定规则的时停止时动的机构。 间歇运动机构的类型很多，经常使用棘轮机构、滑轮机构等。 另一方面，棘轮机构1的棘轮机构的结构以及工作原理如图6-26所示，棘轮机构由棘轮、棘轮爪以及信息帧构成。 图6-27是双棘轮机构。8.4间歇运动机构、双棘轮机构的类型棘轮机构根据其工作原理，可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构2种。 根据啮合部位可分为外啮合和内啮合两种形式，根据驱动方向可分为单

15、向式驱动和双向驱动的棘轮机构，单向式驱动棘轮机构的棘轮大多为锯齿状，双向驱动棘轮机构的棘轮为矩形如图6图28所示，是自行车后轮飞轮上的内啮合单向驱动棘轮机构。 图6-29是控制牛头刨床进退的棘轮机构。 图6-30表示摩擦式棘轮机构。 二、滑轮机构的滑轮机构由带大头针的有源刻度盘、具有径向槽的从动滑轮和信息帧构成。 滑轮机构的停止时间和运动时间取决于滑轮的槽数和大头针数。 如图6-31和图6-32所示，带轮机构可分为外带轮机构和内带轮机构。 滑轮机构结构简单，工作可靠，位移方便，可正确控制转角，但转角大小不能调节，有冲击，只能用于低速机构和分度机构。 图6-33表示转塔车床的刀架位移机构。 丝杠

16、机构由丝杠、螺母柱和信息帧构成(一般以丝杠和螺母柱之一为信息帧)，其主要作用是将旋转运动转换成直线运动，向云同步传递运动和动力，是广泛应用于机械设备和改正器的传动机构。 根据用途和受力情况，螺旋机构可以分为传动运动、动力和调整3种螺旋副的摩擦特性，螺旋机构可以分为折动螺旋机构、滚动螺旋机构、静压螺旋机构3种。 螺纹机构具有结构简单、工作连续平稳、传动比大、负载能力强、传动运动准确、易于实现自摇滾乐等优点，因而得到广泛应用。 螺旋机构的缺点是沿程水头损失大，传动效率低。 随着滚珠丝杠的出现，缺点大大改善。 另一方面，螺钉及其主要的残奥表螺钉是指在圆柱或圆锥的内表面或外表面，以不同形状的手工工具沿

17、螺旋切割的具有相同截面的连续的突起和槽。 圆柱(或圆锥)外面的螺丝称为外螺纹，零配件内面的螺丝称为内螺纹。8.5螺纹机构、螺纹分为右旋和左旋。 螺丝按时间顺序旋转就叫做右旋螺，相反叫做左螺丝。 判别旋转方向时，可以将外螺纹沿轴线垂直放置，如果可以看到螺纹的部分为左低右高度则为右旋螺，相反为左螺纹。 标准螺纹的主要残奥表为，1径螺纹的直径有大径(公称直径)、小径、中径。 如图6-34所示。 大直径是与外螺纹齿顶或内螺纹齿根相接的虚拟圆柱的直径。 用d(D )表示。 小径是指与外螺纹齿根或内螺纹齿顶相接的虚拟圆柱的直径。 用d1(D1) )表示。 中径母线通过齿型上的槽宽和凸宽相等的假想圆柱的直径

18、。 用d2(D2)表示。 2线数n螺纹的螺旋数有单线和多线之分。 如图6-35所示。 三个螺距p和导程Ph螺纹的相邻两个齿上的对应点之间的轴向距离称为螺距。 同一螺旋上相邻两齿上的对应点间的轴向距离称为引线。 Ph=nP。 如图6-35所示。 4螺纹升角的中径圆柱面上的螺旋线的切线和与螺纹轴线垂直的平面之间的夹角。=arcot(Ph/d2)=arcot(nP/d2) 5的齿型角a在螺纹轴线切断时得到的螺纹截面形状称为齿型。 螺纹牙两侧的边的角度叫做山角。 常见的螺纹类型包括三角形、矩形、梯形、锯齿形等。 螺钉主要用于零配件之间的可拆卸连接和电力传动。 传递力的螺旋机构、螺旋千斤顶、螺旋压力机等紧固螺钉要求螺钉具有自摇滾乐性。 所谓螺钉的自摇滾乐，是指内外螺纹螺合后，如果不施加反方向的外力，则无论轴向的负荷如何，自身都不会松动的现象。 二、滑动螺杆传动机构可根据螺杆上螺杆副的数量分为单螺杆机构和双螺杆机构两种。 单螺旋机构由一个螺旋和一个螺母柱构