第五章常用(chánɡyònɡ)機構楊拴強福建江夏學院(xuéyuàn)工業工程系精品資料第五章常見機構福建江夏學院楊拴強精品資料*本章主要(zhǔyào)內容5.1平面連桿機構5.2凸輪(tūlún)機構5.3棘輪機構5.4輪槽機構5.5典型機構動畫演示精品資料*本章重點(zhòngdiǎn)知識平面四桿機構的演化機構曲柄存在的條件曲柄連桿機構的特性凸輪機構的特點棘輪(jílún)機構的組成與原理輪槽機構的組成與原理精品資料*5.1平面(píngmiàn)連桿機構平面(píngmiàn)連桿機構定義：所有構件均作平行于某一平面(píngmiàn)的運動，且構件之間只有低副連接。1、鉸鏈四桿機構的組成機架——固定不動構件連架桿——與機架以運動副相連的桿曲柄——能做整周轉動搖桿——擺動一定角度

連桿——不直接與機架相連的桿1234精品資料*一、鉸鏈四桿機構(jīgòu)的基本形式（1）曲柄(qūbǐng)搖桿機構（crank-rocker)（2）雙曲柄(qūbǐng)機構（double-crank)（3）雙搖桿機構（double-rocker)精品資料*曲柄(qūbǐng)搖桿機構（crank-rocker)何為曲柄搖桿機構？既有曲柄又有搖桿的機構。如下動畫中，兩個(liǎnɡɡè)連架桿中一個是曲柄，一個是搖桿。精品資料*曲柄(qūbǐng)搖桿機構（crank-rocker)日常生活中常見的雷達、縫紉機等就是有曲柄(qūbǐng)搖桿機構構成的。精品資料*雙曲柄(qūbǐng)機構（double-crank)何為雙曲柄(qūbǐng)機構？兩個連架桿都是曲柄(qūbǐng)的機構。如下動畫精品資料*雙搖桿機構(jīgòu)（double-rocker)何為雙搖桿機構？在一個機構中，兩個(liǎnɡɡè)連架桿都是搖桿。如下動畫中所示。精品資料*設計(shèjì)：潘存云設計(shèjì)：潘存云設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云鉸鏈四桿機構的演化偏心曲柄滑塊機構對心曲柄滑塊機構曲柄搖桿機構曲柄滑塊機構雙滑塊機構

正弦機構s=lsinφ↓∞

→∞φl精品資料*曲柄滑塊機構(jīgòu)的實例內燃機實例(shílì)精品資料*曲柄滑塊機構(jīgòu)的實例往復式抽水機精品資料*運動副轉化(zhuǎnhuà)機構的演化曲柄(qūbǐng)滑塊機構1234213413421234曲柄搖桿機構曲柄移動導桿機構精品資料*三、曲柄(qūbǐng)搖桿機構的演化（1）取不同構件為機架，曲柄搖桿機構(jīgòu)、雙曲柄、雙搖桿可以相互演化123412341234曲柄搖桿雙曲柄雙搖桿精品資料*（2)曲柄存在(cúnzài)的條件(GRASHOF)(a)最短桿+最長桿≤其他(qítā)兩桿長度之和——格拉肖夫判別式以最短桿為機架時——必為雙曲柄機構以最短桿的相鄰桿為機架時——必為曲柄搖桿機構以最短桿的對面桿為機架時——必為雙搖桿機構(b)不滿足格拉肖夫判別式時，以任何桿為機架，皆為

雙搖桿機構123412341234精品資料*三、平面四桿機構(jīgòu)的基本特性急回特性在曲柄搖桿機構中，當曲柄與連桿(liánɡǎn)兩次共線時，搖桿位于兩個極限位置，簡稱極位。此兩處曲柄之間的夾角θ稱為極位夾角。精品資料*1、急回特性當曲柄(qūbǐng)以ω逆時針轉過180°+θ時，搖桿從C1D位置擺到C2D。精品資料*精品資料*2.壓力(yālì)角和傳動角壓力(yālì)角α：從動件驅動力F與力作用點絕對速度之間所夾銳角。傳動角γ：壓力(yālì)角的余角即連桿與從動件間所夾的銳角。切向分力:F’=Fcosα法向分力:F”=Fcosγγ↑

F’↑→對傳動有利。=Fsinγ=FsinαF精品資料*設計(shèjì)：潘存云αFγF’

F”當∠BCD≤90°時，

γ＝∠BCDABCDγmin出現(chūxiàn)的位置：當∠BCD>90°時，

γ＝180°-∠BCD此位置一定是：主動件與機架共線兩處之一。CDBAFγF”F’當∠BCD最小或最大時，都有可能出現γmin為了保證機構良好的傳力性能設計：潘存云C1B1l1l2l3l4DA機構的傳動角一般在運動鏈最終一個從動件上度量。γ1γ2C2B2精品資料*死點特性(tèxìng)搖桿為主動件，且連桿(liánɡǎn)與曲柄兩次共線時，有：γ＝0此時機構不能運動.Fγ＝0Fγ＝0避免措施：兩組機構錯開排列，如火車輪機構;稱此位置為：“死點”靠飛輪的慣性（如內燃機、縫紉機等）。精品資料*思考題在現實生活中，那里用到了平面四桿機構的這些特性(tèxìng)？這些特性(tèxìng)的好處和壞處是什么？精品資料5.2凸輪(tūlún)機構的應用和分類楊拴強福建江夏學院(xuéyuàn)工業工程系精品資料*KnowledgePoints凸輪機構的組成凸輪機構的分類(fēnlèi)凸輪機構的優點、缺點精品資料*凸輪(tūlún)機構的組成凸輪是具有曲線輪廓或凹槽的構件凸輪機構一般(yībān)由凸輪、從動件和機架三個構件組成。精品資料*凸輪(tūlún)機構的分類按照凸輪的形狀分類(fēnlèi)按照從動件的型式分類(fēnlèi)按照凸輪與從動件維持高副接觸的方法分類(fēnlèi)精品資料*凸輪機構(jīgòu)的分類按照凸輪(tūlún)的形狀分類盤形凸輪(tūlún)移動凸輪(tūlún)圓柱凸輪(tūlún)精品資料*盤形凸輪(tūlún)這種凸輪是一個繞固定軸轉動并且具有變化向徑的盤形零件(línɡjiàn)，如。當其繞固定軸轉動時，可推動從動件在垂直于凸輪轉軸的平面內運動。它是凸輪的最基本型式，結構簡單，應用最廣。精品資料*移動(yídòng)凸輪當盤形凸輪的轉軸位于無窮(wúqióng)遠處時，就演化成了圖示的移動凸輪（或楔形凸輪）。凸輪呈板狀，它相對于機架作直線移動。精品資料*圓柱(yuánzhù)凸輪如果將移動凸輪卷成圓柱體即演化成圓柱凸輪。圖示為自動機床的進刀機構。在這種凸輪機構中凸輪與從動件之間的相對運動是空間(kōngjiān)運動，故屬于空間(kōngjiān)凸輪機構。精品資料*凸輪(tūlún)機構的分類按照從動件的型式分類(fēnlèi)尖底從動件滾子從動件平底從動件精品資料*尖底從動件從動件的尖端能夠與任意復雜的凸輪輪廓(lúnkuò)保持接觸，從而使從動件實現任意的運動規律。精品資料*滾子(ɡǔnzǐ)從動件為減小摩擦磨損，在從動件端部安裝(ānzhuāng)一個滾輪，把從動件與凸輪之間的滑動摩擦變成滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用來傳遞較大的動力，故這種形式的從動件應用很廣。精品資料*平底從動件從動件與凸輪輪廓之間為線接觸，接觸處易形成油膜，潤滑狀況好。此外，在不計摩擦(mócā)時，凸輪對從動件的作用力始終垂直于從動件的平底，受力平穩傳動效率高，常用于高速場合。精品資料*凸輪(tūlún)機構的分類按照凸輪(tūlún)與從動件維持高副接觸的方法分類力鎖合形鎖合精品資料*力鎖合所謂力鎖合型，是指利用重力、彈簧(tánhuáng)力或其它外力使從動件與凸輪輪廓始終保持接觸。精品資料*形鎖合所謂形鎖合型，是指利用高副元素本身的幾何形狀使從動件與凸輪輪廓(lúnkuò)始終保持接觸。精品資料*凸輪(tūlún)機構的應用精品資料*凸輪(tūlún)機構的應用精品資料*凸輪機構(jīgòu)的優點結構簡單、緊湊，占據空間較小；具有多用性和靈活性，從動件的運動規律取決于凸輪輪廓曲線的形狀。對于(duìyú)幾乎任意要求的從動件的運動規律，都可以毫無困難地設計出凸輪廓線來實現。精品資料*凸輪(tūlún)機構的缺點凸輪輪廓線與從動件之間是點或線接觸(jiēchù)的高副，易于磨損，故多用于傳力不大的場合。精品資料*思考題現實生活中，那些地方用到了凸輪機構，他的目的(mùdì)是什么？凸輪機構的優點是什么？缺點是什么？精品資料5.3棘輪機構簡介(jiǎnjiè)及應用楊拴強福建江夏學院(xuéyuàn)工業工程系精品資料*一、棘輪機構的組成(zǔchénɡ)及工作原理如圖所示為單向式棘輪機構，其特點是擺桿單向擺動時，棘輪沿同一方向轉過一個角度；而棘輪向另一個方向轉動時，棘輪靜止不動。常見的棘輪齒形為不對稱梯形(tīxíng)。為了便于加工，當棘輪機構承受載荷不大時，可采用三角形的棘輪輪齒，圖示棘輪齒形即為三角形。精品資料*在棘輪機構中，一般情況下棘爪(jízhuǎ)是原動件，當工作的棘爪(jízhuǎ)連續擺動時，棘輪作間歇轉動。當棘輪停歇時，止動棘爪(jízhuǎ)可防止其逆轉。只要棘輪的齒數Z足夠多，則每次間歇轉動的角度就可以很小；而且可根據工作要求調節棘輪轉角的大小。

精品資料*1、帶輪齒(lúnchǐ)的棘輪機構單動式棘輪(jílún)機構雙動式棘輪機構二、棘輪機構的類型精品資料*端面(duānmiàn)棘輪機構精品資料*內嚙式棘輪(jílún)機構內嚙合(nièhé)棘輪機構精品資料*內嚙合(nièhé)棘輪機構自行車飛輪(fēilún)的原理精品資料*可變向棘輪(jílún)機構精品資料*精品資料*2、摩擦式棘輪(jílún)機構偏心楔塊式棘輪(jílún)機構滾子楔緊式棘輪機構精品資料*偏心楔塊式棘輪(jílún)機構精品資料*滾子(ɡǔnzǐ)楔緊式棘輪機構精品資料*1.齒嚙式棘輪機構(jīgòu)的特點2.摩擦式棘輪(jílún)機構的特點

摩擦式棘輪機構傳遞運動平穩，無噪音棘輪可實現無級調節，但易打滑，運動準確性差。齒嚙式棘輪機構結構簡單，棘輪轉角可實現有級調節，但傳動平穩性差。適合于轉速不高，轉角不大和小功率場合。小結精品資料*射沙自動線的澆鑄(jiāozhù)機構棘輪機構——應用棘輪機構具有(jùyǒu)間歇運動特性精品資料*超越(chāoyuè)式棘輪機構棘輪機構——應用2、棘輪(jílún)機構具有快速超越運動特性精品資料5.4輪槽機構的原理(yuánlǐ)和應用楊拴強江夏學院(xuéyuàn)工業工程系精品資料*如圖所示為外嚙全槽輪機構。槽輪與主動(zhǔdòng)撥盤的軸線平行，其轉向相反，最小槽數應大于3.論草機構(jīgòu)的組成與工作原理精品資料*內嚙合(nièhé)槽輪機構外嚙合(nièhé)槽輪機構球面槽輪機構輪槽機構的類型精品資料*外嚙合(nièhé)輪槽機構精品資料*內嚙合(nièhé)輪槽機構精品資料*球面(qiúmiàn)槽輪機構球面(qiúmiàn)槽輪機構精品資料*精品資料*槽輪機構結構簡單，工作可靠，但槽輪轉角不能調節(tiáojié)。