1、第二章 常用机构,第一节 构件与运动副,一、平面运动构件的运动副和类型二、平面机构的运动简图,一、 平面运动构件的运动副和类型,1.运动副 使两构件直接接触且能产生一定相对运动的联接称为运动副。 （1）低副 （2）高副,2构件的类型,机构中的构件可分为三类：（1）机架（2）原动件（3）从动件,二、 平面机构的运动简图,1.平面机构运动简图的概念 实际构件的外形和结构很复杂。用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置，表明机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构的运动简图。,2.平面机构运动简图的绘制步骤,（1）分析机构的运动原理和结构情况，依次确定其机架、原动件、从动件
2、。 （2）确定运动副的类型和数目。（3）恰当地选择视图平面（4）选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条，绘制机构运动简图。,第二节 平面连杆机构,一、概述二、铰链四杆机构的组成与基本类型三、铰链四杆机构的演化 四、四杆机构的基本特性,一、 概述,平面连杆机构是由若干个构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的机构，又称为平面低副机构。 其主要的优点是：低副为面接触，压强低、磨损量少，而且构成运动副的表面为圆柱面或平面，制造方便；又由于这类机构容易实现常见的转动、移动及其转换，所以，它广泛应用于各种机器、仪表及操纵控制设备中。 它的缺点
3、为：低副中存在着间隙，机构将不可避免地产生运动误差，且不易精确地实现复杂的运动规律。 平面连杆机构根据所包含的构件（杆）数不同，有四杆、多杆（五杆或五杆以上）。最基本的、最简单的是平面四杆机构。,二、铰链四杆机构的组成与基本类型,1.铰链四杆机构的组成：,其中：连架杆中能绕机架做整周转动的连架杆称为曲柄；只能做往复摆动的连架杆称为摇杆。,2.铰链四杆机构的类型,铰链四杆机构根据两个连架杆的运动形式的不同，可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。,(1)曲柄摇杆机构：,(2)双曲柄机构：,(3)双摇杆机构：,3.铰链四杆机构的类型的判定,铰链四杆机构类型判定的方法如下:（1）当
4、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和(曲柄存在条件)时，有以下三种情况：以最短杆的邻边为机架，机构为曲柄摇杆机构；以最短杆为机架，机构为双曲柄机构；以最短杆的对边为机架，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，无论哪个杆做机架，该机构为双摇杆机构。,三、铰链四杆机构的演化,1.曲柄滑块机构,（1）曲柄滑块机构：,（2）导杆机构：,（3）摇块机构和定块机构,四、四杆机构的基本特性,1.四杆机构的运动特性急回特性,四杆机构的急回特性常见于曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和偏置曲柄滑块机构中。,讨论概念： 1）极位 2）极位夹角 3）摆角 4）急回特性 5）行程
5、速比系数K,2. 机构的传力特性,（1）压力角与传动角： 作用在从动件上的驱动力F与该力作用点的速度方向之间所夹的锐角称为压力角，用表示。 压力角的余角称为传动角，用表示。= 90 压力角越小，有效分力就越大，机构传力性能越好。反之，机构的传力性能越差。 或的大小反映了机构对驱动力的有效利用程度。 曲柄摇杆机构的最小传动角一般出现在曲柄AB与机架AD共线的两个位置。,（2）死点位置： 所谓死点位置就是指从动件的压力角=90时机构所处的位置。 曲柄摇杆机构中，摇杆CD为主动件，曲柄AB为从动件。当从动曲柄与连杆共线的两个位置之一时，出现死点位置。,第三节 凸轮机构,一、概述二、凸轮机构的分类三、
6、从动件常用运动规律四、凸轮轮廓设计,一、 概述,凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。从动件与凸轮轮廓为高副接触。 凸轮机构的优点为：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，并且结构简单、紧凑、设计方便。 它的缺点是：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，高精度凸轮机构制造也比较困难。,二、 凸轮机构的分类,(1)按凸轮的形状分有盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮； (2)按从动件的形状分有尖顶（端）从动件、滚子从动件和平底从动件。 (3)按凸轮的运动形式分有转动凸轮和移动凸轮。 (4)按从动件的运动形式分有移动从动件和摆动从动件； (5)按使从动件与凸轮保持接
7、触的锁合方式分有力锁合和形锁合。,三、从动件常用运动规律,1凸轮机构的基本参数及运动过程,概念： 1）基圆(半径rb) 2）行程：h 3）起始位置：A点凸轮机构的运动过程的概念： 1）推程 2）远休止 3）回程 4）近休止,2位移线图（-s图）,位移线图表达了当凸轮以等角速度转动时，凸轮转过的角度与从动件位移s之间的函数关系，即 -s 图。,3从动件常用运动规律,从动件运动规律，反映的是从动件位移或角位移与凸轮转角之间的函数关系，这种函数关系可以用线图表示，也可以用运动方程表示，还可以用表格表示。,（1）等速运动规律,（2）等加速等减速运动规律,（3）简谐运动规律,四、凸轮轮廓设计,1.反转法
8、原理,凸轮机构工作时，通常凸轮是运动的。用图解法绘制凸轮轮廓曲线时，却需要凸轮与图面相对静止。,2.设计实例,对心尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制：,步骤：,（1）运动描述：,（2）作出位移线图：,（3）绘制凸轮轮廓：,3.凸轮设计的注意事项,（1）滚子半径的选择：,对于滚子式从动件的凸轮机构，如果滚子半径选择不当，使从动件不能实现给定的运动规律，这种情况称为运动失真。,一般推荐取：,（2）凸轮机构的压力角,凸轮机构的压力角是凸轮对从动件的法向力Fn方向与该力作用点速度v方向所夹的锐角.,第四节 间歇运动机构,一、棘轮机构二、槽轮机构,一、 棘轮机构,在机械中，特别是在各种自动和半自动的机械中，当
9、主动件做连续运动时，常需要从动件做具有周期性的时动时停的间歇运动。实现这种间歇运动的机构，称为间歇运动机构。它的种类很多，最常见的间歇运动机构有棘轮机构和槽轮机构。,1工作原理：,2棘轮机构的分类：,3棘轮机构的特点与应用,棘轮机构结构简单、易于制造、运动可靠，改变棘轮转角方便(如改变摇杆的摆角)，可实现“超越运动(原动件不动而从动件继续运动的现象叫超越运动)。但棘轮机构工作时存在较大的冲击与噪声，运动精度不高，所以常用在传力不大、转速不高的场合下以实现步进运动、分度、超越运动和制动等要求。,二、 槽轮机构,1工作原理：,2槽轮机构的类型与应用,槽轮机构结构简单、尺寸紧凑、工作可靠、平稳性高、
10、机械效率高，但在圆柱销进入和脱离径向槽时存在冲击，而且加工精度要求高、槽轮转角不可调。槽轮机构主要用于各种仪器和精密机械中起间歇运动的结构中。,第五节 螺旋传动机构,一、螺旋传动机构的特点及类型二、滑动螺旋机构,一、螺旋传动机构的特点及类型,螺旋传动机构由螺杆、螺母组成。 螺旋传动主要实现将旋转运动转变为直线移动。它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。但由于摩擦损失大，螺旋机构传动效率低，一般不用来传递大的功率。,1螺旋传动机构的特点,（1）按其用途可分为：传力螺旋传动螺旋调整螺旋（2）按摩擦性质可分为滑动螺旋：螺旋副作相对运动时产生滑动摩擦的螺
11、旋。滚动螺旋：螺旋副作相对运动时产生滚动摩擦的螺旋。静压螺旋：将静压原理应用于螺旋传动中。,2螺旋传动机构的类型,二、滑动螺旋机构,滑动螺旋结构比较简单，螺母和螺杆的啮合是连续的，工作平稳，易于自锁，这对起重设备，调节装置等很有意义。但螺纹之间摩擦大、磨损大、效率低（一般在0.250.70之间，自锁时效率小于50%）； 滑动螺旋不适宜用于高速和大功率传动。滑动螺旋机构按其螺旋副数目不同，分为单螺旋机构和双螺旋机构。,1单螺旋机构工作原理,单螺旋机构中，当螺杆1沿图示方向转过角时，螺母2同时相对螺杆沿轴向移动距离为：,2双螺旋机构工作原理,（1）差动螺旋机构（两段螺纹的螺旋方向相同）螺母2同时相对螺杆沿轴向移动距离为：,（2）复式螺旋机构（两段螺纹的螺旋方向相反）螺母2同时相对螺杆沿轴向移动距离为：,3滚动螺旋机构简介,滚动螺旋传动的特点：效率高，一般在90%以上；利用预紧可消除螺杆与螺母之间的轴向间隙，可得到较高的传动精度和轴向刚度；静、动摩擦力相差极小，起动时无颤动，低速时运动仍很稳定；工作寿命长；具有运动可逆性；为了防止机构逆转、需有防逆装置；滚珠与滚道理论上为点接触，不宜传递大载荷，抗冲击性能较差；结构较复杂；材料要求较高；制造较困难，成本高。滚动螺旋传动主要用于对传动精度要求高的场合，如精密机床中的进给机构等。,学习愉快！,本章内容结束,
