1、通過本章的學習具備常用機構的基本知識。：掌握平面連桿機構、凸輪機構、間歇機構、螺旋機構等的基本形式與應用特點；平面四桿機構是平面機構的基礎，按其構件的運動形式不同，可分為鉸鏈四桿機構和滑塊四桿機構兩大類，前者是平面四桿機構的基本形式，后者由前者衍生而成。鉸鏈四桿機構是指聯接構件間，都是作回轉運動的平面四桿機構。如圖6-1所示。第一節平面連桿機構第一節平面連桿機構按兩連架桿是曲柄還是搖桿的不同，可將鉸鏈四桿機構分為以下三種形式。兩連架桿中一個為曲柄另一個為搖桿的鉸鏈四桿機構，稱為曲柄搖桿機構。曲柄搖桿機構主要用以實現將曲柄的勻速轉動變成搖桿的擺動，如圖6-2所示的雷達天線俯仰角調整機構；或是將搖

2、桿的往復擺動變成曲柄的整周轉動，如圖6-3所示的縫紉機腳踏板機構。兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構，稱為雙曲柄機構。雙曲柄機構中，通常主動曲柄作勻速轉動，從動曲柄作同向變速轉動。如圖6-4所示的慣性篩機構，當曲柄AB作勻速轉動時，曲柄CD作變速轉動，通過構件CF使篩子產生變速直線運動，篩子內的物料因慣性而來回抖動，從而達到篩選的目的。在雙曲柄機構中，若相對的兩桿長度分別相等，則稱為平行四邊形機構。它有如圖6-5a所示的正平行雙曲柄機構和如圖6-5b所示的反平行雙曲柄機構兩種形式。前者的運動特點是兩曲柄的轉向相同且角速度相等，連桿作平動；后者的運動特點是兩曲柄的轉向相反且角速度不等。圖6-6所示的

3、機車驅動輪聯動機構是正平行雙曲柄機構的應用實例。圖6-7所示為車門啟閉機構，是反平行雙曲柄機構的一個應用，它使兩扇車門朝相反的方向轉動，從而保證兩扇門能同時開啟或關閉。在正平行雙曲柄機構中，當各構件共線時，可能出現從動曲柄與主動曲柄轉向相反的現象，即運動不梯形；當汽車轉彎時，兩搖桿擺過不同的角度，使兩前輪轉動軸線匯交于后輪軸線上的O點，以確保車輛轉彎的每一瞬時，四個輪子與地面之間均繞O點作純滾動。在如圖6-9所示的汽車發動機活塞一連桿機構中，將曲軸的回轉運動轉化為活塞的往復運動，或是將活塞的往復運動轉化為曲軸的回轉運動。若將圖6-9所示的曲柄滑塊機構的構件作為機架，則曲柄滑塊機構就演化為導桿機

4、構，連架桿對滑塊的運動起導向作用，稱為導桿，它包括轉動導桿機構和擺動導桿機構兩種形式。如圖6-10所示，導桿均能繞機架作整周轉動，稱為轉動導桿機構。如圖6-11所示，導桿4只能在某一角度內擺動，稱為擺動導桿機構。導桿機構具有很好的傳力性能，常用于插床、牛頭刨床和送料裝置等機器中。若將圖6-9所示曲柄滑塊機構的構件作為機架，則曲柄滑塊機構就演化為如圖6-12所示的搖塊機構。構件l作整周轉動，滑塊3只能繞機架往復擺動。這種機構常用于擺缸式原動機和氣、液壓驅動裝置中，如圖6-13所示的自動貨車翻斗機構。若將圖6-9所示曲柄滑塊機構的滑塊作為機架，則曲柄滑塊機構就演化為如圖6-14所示的定塊機構。這種

5、機構常用于抽油泵和手搖抽水唧筒（圖6-15）。有無曲柄的存在必須滿足以下兩個條件：1）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。2）最短桿為機架或連架桿。根據以上條件，我們可得進行鉸鏈四桿機構基本類型的判別，方法如下：1）當最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和時：若最短桿為連架桿，則機構為曲柄搖桿機構；若最短桿為機架，則機構為雙曲柄機構；若最短桿為連桿，則機構為雙搖桿機構。2）當最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和時，則不論取何桿為機架，機構均為雙搖桿機構。曲柄搖桿機構、擺動導桿機構和曲柄滑塊機構中，當曲柄為原動件時，從動件作往復擺動或往復移動，存在左、右兩個極限位置

6、，如圖6-17所示。內燃機活塞連桿機構中活塞的上止點和下止點即曲柄滑塊機構的兩極限位置。在不計摩擦力，慣性力和重力時，從動件上受力點的速度方向與所受作用力方向之間所夾的銳角，稱為機構的壓力角，用a表示。衡量機構傳力性能的特性參數是壓力角。但在具體應用中，為了直觀的從機構運動簡圖中以連桿和從動件所夾的銳角來判別機構傳力性能的優劣，引入傳動角。它是壓力角的余角。=90- a=180- 傳動角越大，機構的傳力性能越好。在機構運動過程中，壓力角和傳動角的大小是隨機構位置而變化的。圖6-18所示的曲柄搖桿機構中，搖桿CD為原動件，曲柄AB為從動件。當搖桿擺到極限位置C1D和C2D時，連桿與從動曲柄共線，

7、機構兩位置的壓力角a=90，=0，此時有效驅動力矩為零，不能使從動曲柄轉動，機構處于“卡死”或運動不確定狀態（即工作件在該位置可能向反方向轉動），這個位置稱為死點位置。如圖6-20所示的手動沖床機構就是由雙搖桿機構ABCD和滑塊機構DCEG組成，這兩個四桿機構共有一個機架，實際上只有六個構件，稱為六桿機構。如圖6-21所示，凸輪機構由凸輪、從動件和機架三個基本構件組成。圖6-22所示為內燃機配氣機構。第二節凸輪機構第二節凸輪機構凸輪機構的類型很多，通常按凸輪和從動件的幾何形狀及運動類型分類。（1）盤形凸輪 盤形凸輪是一種外緣或凹槽具有變化半徑的盤形構件，如圖6-22所示的內燃機配氣機構。（2）

8、圓柱凸輪 圓柱凸輪是一種在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上制出曲線輪廓的構件，如圖6-23所示為縫紉機拉線機構。（3）移動凸輪 如圖6-24所示為自動機床靠模機構。盤形凸輪和移動凸輪與從動件之間的相對運動為平面運動，屬于平面凸輪機構；而圓柱凸輪與從動件之間的相對運動不在平行平面內，屬于空間凸輪機構。（如圖6-25所示）（1）尖頂從動件 （2）滾子從動件（3）平底從動件此外，凸輪可按從動件的運動類型分為直動從動件和擺動從動件。間歇運動機構是將主動間的連續運動變換為從動件遵循一定規律的時停時動的機構。間歇運動機構的類型很多，常用的有棘輪機構、槽輪機構等。如圖6-26所示，棘輪機構由棘輪、棘爪及機

9、架組成。圖6-27是雙棘爪機構。第三節間歇運動機構第三節間歇運動機構棘輪機構按其工作原理，可分為齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構兩大類。按嚙合部位可分為外嚙合和內嚙合兩種形式；按驅動方向可分為單向驅動和雙向驅動棘輪機構，單向驅動棘輪機構的棘輪多為鋸齒形，雙向驅動棘輪機構的棘輪多為矩形。如圖6-28所示為自行車后輪飛輪中的內嚙合單向驅動棘輪機構。圖6-29是控制牛頭刨床工作臺進與退的棘輪機構。圖6-30所示為摩擦式棘輪機構。槽輪機構由帶銷的主動撥盤、具有徑向槽的從動槽輪和機架組成。槽輪機構的停歇時間和運動時間取決于槽輪的槽數和撥銷數。槽輪機構可分為外槽輪機構和內槽輪機構，如圖6-31、圖6-32。槽

10、輪機構結構簡單，工作可靠，轉位方便，能精確控制轉角，但轉角大小不可調節，且有沖擊，只能用于低速機構或分度機構中。如圖6-33所示為轉塔車床的刀架轉位機構。螺旋機構由螺桿、螺母和機架組成（一般把螺桿和螺母之一作成機架），其主要功用是將旋轉運動變換為直線運動，并同時傳遞運動和動力，是機械設備和儀器儀表中廣泛應用的一種傳動機構。按用途和受力情況，螺旋機構又可分為傳遞運動、動力和用于調整等三種類型；按螺旋副的摩擦性質，螺旋機構可分為滑動螺旋機構、滾動螺旋機構和靜壓螺旋機構三種類型。 螺旋機構具有結構簡單、工作連續平穩、傳動比大、承載能力強、傳遞運動準確，易實現自鎖等優點，故應用廣泛。螺旋機構的缺點是摩

11、擦損耗大、傳動效率低。隨著滾珠螺紋的出現，缺點已得到很大的改善。螺紋是指在圓柱或圓錐的內或外表面上，用不同形狀的刀具沿螺旋線切制出的具有相同斷面的連續凸起和溝槽。在圓柱（或圓錐）外表面上的螺紋叫外螺紋；在零件內表面上的螺紋稱為內螺紋。第四節螺旋機構第四節螺旋機構螺紋有右旋和左旋之分。當螺紋按順時針旋進的稱為右旋螺紋，反之稱為左旋螺紋。判別旋向時，可將外螺紋按軸線垂直放置，若螺紋可見部分為左低右高，則為右旋螺紋，反之為左旋螺紋。標準螺紋的主要參數如下：螺紋的直徑有大徑（公稱直徑）、小徑、中徑。如圖6-34所示。大徑指與外螺紋牙頂或內螺紋牙底相切的假想圓柱的直徑。用d（D）表示。小徑指與外螺紋牙底

12、或內螺紋牙頂相切的假想圓柱的直徑。用d1（D1）)表示。中徑母線通過牙型上溝槽寬度和凸起寬度相等的假想圓柱的直徑。用d2（D2）表示。螺紋的螺旋線的數量，有單線和多線之分。如圖6-35所示。螺紋相鄰兩牙上對應點間的軸向距離稱為螺距。同一條螺旋線上相鄰兩牙上對應點間的軸向距離稱為導程。Ph=nP。如圖6-35所示。在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角。=arcot(Ph/d2)=arcot(nP/d2)通過螺紋軸線剖切時所得的螺紋剖面形狀稱牙型。螺紋牙形兩側邊的夾角稱為牙型角。常用的螺紋牙型有三角形、矩形、梯形和鋸齒形等。螺紋主要用于零件間的可拆卸連接和傳遞動力。對于傳力螺旋

13、機構和聯接螺紋，如螺旋千斤頂、螺旋式壓力機等，都要求螺紋具有自鎖性。螺紋的自鎖也就是指內、外螺紋旋合后，如不加反向外力，則不論軸向載荷多大，都不會自行松開的這種現象。按螺桿上螺旋副的數目，滑動螺旋機構可分為單螺旋機構和雙螺旋機構兩種。由一個螺桿和一個螺母組成。根據螺桿和螺母相對運動的組合，單螺旋機構有四種基本傳動形式，其運動形式及特點、應用見表6-3。具有兩段不同螺紋的螺桿與兩個螺母組成的螺旋機構稱為雙螺旋機構。當兩螺旋副中的螺紋旋向相同時，則形成差動螺旋機構。如圖6-36所示。如圖6-37所示的電桿線張緊器，圖6-38所示的彈簧圓規均屬于復式螺旋機構。為減少摩擦，提高傳動效率和精度，在螺桿和

14、螺母的螺旋面上加工出弧形螺旋槽，從而形成滾道，并放入滾珠。當螺桿與螺母相對轉動時，滾珠沿滾道滾動，這種螺旋機構稱為滾動螺旋機構，如圖6-39所示。滾動螺旋機構按滾道返回裝置的不同，分為由外循環和內循環兩種。 1、鉸鏈四桿機構中與機架相連，并能實現360旋轉的構件是。 A、曲柄B、連桿C、搖桿D、機架 2、鉸鏈四桿機構中與機架相連，只能在一定角度內進行擺動的構件是。 A、曲柄B、連桿C、搖桿D、機架 3、能夠實現回轉運動與直線往復運動轉換的平面四桿機構是 。 A、曲柄搖桿機構B、曲柄滑塊機構C、導桿機構D、搖塊機構 4、曲柄滑塊機構當以為主動件時，會出現“死點”現象。 A、曲柄B、滑塊C、連桿

15、復習試題復習試題5、將曲柄搖桿機構的長度取無窮大時，曲柄搖桿機構中的將轉化為沿直線運動的滑塊，成為曲柄滑塊機構。 A、曲柄B、連桿 C、搖桿D、機架 6、能夠實現從動件繞固定點擺動的凸輪機構是 。 A、盤形凸輪機構B、圓柱凸輪機構C、移動凸輪機構 7、利用超越性設計的超越離合器是一種棘輪機構。 A、單向驅動B、雙向驅動8、螺旋機構的主要作用是 。A、將旋轉運動轉換成旋轉運動B、將旋轉運動轉換成直線運動C、將直線運動轉換成旋轉運動9、在雙螺旋機構中當兩螺旋副中的螺紋旋向時，則形成差動螺旋機構。A、相同B、相反 10、下列螺旋機構中不具備自鎖功能的螺旋機構是 。A、單螺旋機構B、雙螺旋機構C、滾動

16、螺旋傳動機構1、平面四桿機構是平面機構的基礎，按其構件的運動形式不同，可分為和兩大類，前者是平面四桿機構的基本形式，后者由前者衍生而成。2、按兩連架桿是曲柄還是搖桿的不同，可將鉸鏈四桿機構分為 、 和 三種類型。3、平面四桿機構動作時，空回行程比工作行程需要的時間短，返回速度比工作行程快，這就是平面四桿機構的 。4、壓力角 ，而傳動角 ，則平面四桿機構的傳力效果越好，平面四桿機構中具有良好的傳力性能。5、凸輪機構由 、 和 三個基本構件組成。6、凸輪機構的從動件通常有 、 和 三種形式。7、間歇運動機構是將主動件的連續運動變換為從動件遵循一定規律的時停時動的機構。常用的有 、 等。8、槽輪機構的停歇時間和運動時間取決于槽輪的和 。9、按用途和受力情況，螺旋機構可分為 、 和 等三種類型。10、按螺桿上螺旋副的數目，滑動螺旋機構可分為和 兩種。1、鉸鏈四桿機構兩連架桿中一個為曲柄，另一個為搖桿的鉸鏈四桿機構，稱為曲柄搖桿機構。（ ）2、雙曲柄機構中，通常主動曲柄作勻速轉動，從動曲柄作同向勻速轉動。（ ）3、曲柄滑塊機構的上、下止點位置，也是兩個“死點”位置。（ ）4、任何平面四桿機構都有可能出現“死點”現象。（ ）5、鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件：最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，并且最短桿為機架或連架桿。