1、P.117P.117 课件制作：课件制作：重庆市涪陵区职教中心重庆市涪陵区职教中心 数控组数控组 胡志恒胡志恒全国中职机械类统编教材全国中职机械类统编教材（高教版）（高教版）平面连杆机构：基本形式及其演化。平面连杆机构：基本形式及其演化。机构的组成、运动规律机构的组成、运动规律任务描述任务描述P.117P.117第六章第六章 常用机构常用机构 第六章第六章 常用机构常用机构 常用机构：常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、棘轮机构等机构。平面连杆机构、凸轮机构、棘轮机构等机构。内容：内容：P.117P.117平面四杆机构平面四杆机构运动副运动副凸轮机构凸轮机构间歇运动机构低副：转动副、移动副、螺旋
2、副低副：转动副、移动副、螺旋副高副：齿轮、凸轮高副：齿轮、凸轮 铰链四杆机构的形式铰链四杆机构的形式铰链四杆机构类型的判定铰链四杆机构类型的判定含有一个移动副的四杆机构含有一个移动副的四杆机构平面四杆机构的基本特性平面四杆机构的基本特性凸轮机构的类型凸轮机构的类型凸轮机构的材料及结构凸轮机构的运动分析凸轮机构的运动分析平面凸轮轮廓曲线的绘制凸轮机构的传力特性棘轮机构与运动特点齿啮式棘轮机构的主要参数槽轮机构的结构与运动特点槽轮机构的主要参数常常用用机机构构 （1）能能识别机构运动副的类型识别机构运动副的类型 （2）熟悉熟悉平面四杆机构基本类型特点应用，能判定铰链四杆机平面四杆机构基本类型特点应
3、用，能判定铰链四杆机构的类型构的类型 （3）认识认识凸轮机构的组成分类应用凸轮机构的组成分类应用 （4）认识认识间歇运动机构的组成分类间歇运动机构的组成分类应用应用考纲要求考纲要求第六章第六章 常用机构常用机构P.117P.117机器定义：机器定义：机器是人工实物组合、各部分之间有确定的运动关系、能实现机器是人工实物组合、各部分之间有确定的运动关系、能实现功能转换。功能转换。P.1P.1 机器的组成：机器的组成：机器机构构件零件。机器机构构件零件。零件：零件：是最基本的是最基本的制造单元制造单元。专用零件和通用零件。专用零件和通用零件。构件：构件：机器中最小的机器中最小的运动单元运动单元。可由
4、若干个零件组成。可由若干个零件组成。机构：机构：由若干构件组成独立的运动体系。由若干构件组成独立的运动体系。机器：机器：是一个是一个完整完整设备的总成通称，设备的总成通称，“机器机器”是由若干是由若干“机构机构”组成的。组成的。机械：机械：是机器和机构的总称。是机器和机构的总称。曲柄滑块机构曲柄滑块机构 连杆构件连杆构件 连杆零件连杆零件第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 复习：机器的组成复习：机器的组成第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 一、运动副一、运动副 运动副：运动副：两个构件之间的两个构件之间的可动联接可动联接称为运动副，以实现两构件的
5、联接并实现称为运动副，以实现两构件的联接并实现确定的相对运动。确定的相对运动。平面运动副：平面运动副：两个构件之间的相对运动为两个构件之间的相对运动为平面运动平面运动时构成平面运动副，以区时构成平面运动副，以区别空间运动副。别空间运动副。P.117P.117第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 一、运动副一、运动副 1.1.低副：低副：两构件之间通过两构件之间通过面与面接触面与面接触而组成的运动副称为低副。而组成的运动副称为低副。转动副转动副 移动副移动副 螺旋副螺旋副 低副特点：低副特点：由于低副是面接触，在承受载荷时压强较低，便于润滑，不由于低副是面接触，在承受载荷时
6、压强较低，便于润滑，不易磨损，但传动效率较低。易磨损，但传动效率较低。P.117P.117P.117P.117第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 一、运动副一、运动副 1.1.低副：低副：2.2.高副：高副：两构件以两构件以点或线点或线的形式相的形式相接触接触而组成的运动副称为高副。而组成的运动副称为高副。如：滚动副、齿轮副、凸轮副等等。如：滚动副、齿轮副、凸轮副等等。高副特点：高副特点：高副是以点或线接触，易实现复杂的传动。其接触部分压强高副是以点或线接触，易实现复杂的传动。其接触部分压强较高。较高。机构中的构件的类型：机构中的构件的类型：（1）机架）机架（也称固定构
7、件）是用来支承活动构件（运动构件）的构件。（也称固定构件）是用来支承活动构件（运动构件）的构件。（2）原动件）原动件（也称主动件、（也称主动件、输入构件输入构件）是运动规律己知的活动构件。它的运）是运动规律己知的活动构件。它的运动是由外界输入。动是由外界输入。（3）从动件）从动件是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。其中输出预是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。其中输出预期运动的从动件称为期运动的从动件称为输出构件输出构件。机构的组成：机构的组成：由原动件、从动件和机架组成。特殊机构可以没有从动件，但由原动件、从动件和机架组成。特殊机构可以没有从动件，但必须有原动件和机架，如
8、电动机、液压油缸等。必须有原动件和机架，如电动机、液压油缸等。P.118P.118 机构构件类型机构构件类型第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 二、构件二、构件 （1）距离较远：）距离较远：主要做成杆状。主要做成杆状。（2）距离很近：）距离很近：做成偏心轮（轴）。做成偏心轮（轴）。（3）定轴转动构件：）定轴转动构件：做成轮盘状。做成轮盘状。P.118P.118 1.1.具有转动副的构件具有转动副的构件第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 二、构件二、构件 2.2.具有移动副的构件具有移动副的构件 主要做成滑块主要做成滑块 3.3.具有两个移动副的构
9、件具有两个移动副的构件 机构运动简图机构运动简图：用规定符号表示构件和运动副的类型，并用规定符号表示构件和运动副的类型，并确定确定运动副的相对运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，表示机构组成和各构件间运动关系的简单图形。位置及与运动有关的尺寸，表示机构组成和各构件间运动关系的简单图形。P.119P.119第一节第一节 构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构 三、平面运动机构的运动简图三、平面运动机构的运动简图 平面平面连杆连杆机构：机构：组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面内运动组成机构的所有构件都在同一平面或平行平面内运动，且，且构件之间均为低副连接构件之间均为低副连接。第二节第二
10、节 平面四杆机构平面四杆机构机械机构机械机构平面（连杆）机构：最常见，平面四杆机构平面（连杆）机构：最常见，平面四杆机构空间机构空间机构P.121P.121 铰链四杆机构的组成铰链四杆机构的组成 组成：组成：1 1个个机架：机架：相对于机构静止。相对于机构静止。2 2个个连架杆连架杆 曲柄：能作整周转动。曲柄：能作整周转动。摇杆：只能往复摆动。摇杆：只能往复摆动。1 1个个连杆：连杆：平面运动（又移又转）。平面运动（又移又转）。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 一、铰链四杆机构的形式一、铰链四杆机构的形式P.122P.122 铰链四杆机构的类型铰链四杆机构的类型 三种基本形式三种基本形式
11、（按曲柄数量）（按曲柄数量）(1 1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(2 2)双曲柄机构。双曲柄机构。(3 3)双摇杆机构。双摇杆机构。曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构一个曲柄二个曲柄无曲柄第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 一、铰链四杆机构的形式一、铰链四杆机构的形式P.122P.122曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 1.曲柄曲柄摇杆摇杆机构机构 两个连架杆中，具有一个两个连架杆中，具有一个曲柄曲柄和一个和一个摇杆摇杆的铰链四杆机构。的铰链四杆机构。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 一、铰链四杆机构的形式一、铰链四杆机构的形式P.122P.122惯性筛机构惯性筛机构双双曲柄机构曲柄
12、机构 2.2.双双曲柄机构曲柄机构 两个连架杆中，具有两个两个连架杆中，具有两个曲柄曲柄(无摇杆无摇杆)的铰链四杆机构。的铰链四杆机构。平行平行(反向反向)双曲柄机构双曲柄机构第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 一、铰链四杆机构的形式一、铰链四杆机构的形式P.122P.122双双摇杆机构摇杆机构 3 3.双双摇杆摇杆机构机构 两个连架杆中，具有两个两个连架杆中，具有两个摇杆摇杆(无曲柄无曲柄)的铰链四杆机构。的铰链四杆机构。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 一、铰链四杆机构的形式一、铰链四杆机构的形式P.123P.123 1.1.铰链四杆机构中曲柄存在的条件铰链四杆机构中曲柄存在的条
13、件 条件条件1 1：最短杆与最长杆长度之和最短杆与最长杆长度之和小小于于或等于或等于其余两杆长度之和，此条件称其余两杆长度之和，此条件称为为“杆长杆长之和条件之和条件”，缩称：，缩称：“短短+长长另两杆长之和另两杆长之和”。条件条件2 2：连架杆或机架中最少有一根是最短杆。连架杆或机架中最少有一根是最短杆。1 1根曲柄根曲柄2 2根曲柄根曲柄第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 二、铰链四杆机构类型的判定二、铰链四杆机构类型的判定P.123P.123 双摇杆机构双摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构 2.2.铰链四杆机构基本类型的判别准则铰链四杆机构基本类型的判别准则“短短+
14、长长另两杆长之和另两杆长之和”，无论何杆作机架，都是无论何杆作机架，都是 双摇杆机构双摇杆机构 （0个曲柄）个曲柄）“短短+长长另两杆长之和另两杆长之和”以最短杆之相邻杆作机架，得以最短杆之相邻杆作机架，得曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构（1个曲柄）个曲柄）以最短杆作机架，以最短杆作机架，得得双曲柄机构双曲柄机构 （2个曲柄）个曲柄）以最短杆之相对杆作机架，以最短杆之相对杆作机架，得得双摇杆机构双摇杆机构 （0个曲柄）个曲柄）第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 二、铰链四杆机构类型的判定二、铰链四杆机构类型的判定P.123P.123 铰链四杆机构的铰链四杆机构的演化演化:改变铰链四杆机构的某些结构
15、，可以演化为其它常见改变铰链四杆机构的某些结构，可以演化为其它常见的连杆机构。的连杆机构。1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构三、含有一个移动副的四杆机构P.124P.124 1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构 曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块、机架组成。有对心与偏置两类。曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块、机架组成。有对心与偏置两类。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构三、含有一个移动副的四杆机构P120P.124P.124 2.2
16、.导杆机构导杆机构 P.120P.120牛头刨床牛头刨床导杆机构导杆机构第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构三、含有一个移动副的四杆机构 P.124P.124 3.3.摇摇杆滑块杆滑块机构机构第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构三、含有一个移动副的四杆机构 P.124P.124 4 4.曲柄摇块机构曲柄摇块机构摇块机构（摆动导杆滑块机构）摇块机构（摆动导杆滑块机构）第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构三、含有一个移动副的四杆机构 1急回运动急回运动特性特性 任务二任务二 平面连杆机构及其特性分析平面
17、连杆机构及其特性分析 *四四、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性P.125P.125 在曲柄摇杆机构中在曲柄摇杆机构中,当以曲柄为匀速旋转时当以曲柄为匀速旋转时,摇杆的往返速度不等摇杆的往返速度不等.应用：应用：刨床、插床、破碎机等返回空行程需要急回运动特性。刨床、插床、破碎机等返回空行程需要急回运动特性。1急回运动急回运动特性特性 第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 *四四、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性P.125P.125 在曲柄摇杆机构中在曲柄摇杆机构中,当以曲柄为匀速旋转时当以曲柄为匀速旋转时,摇杆的往返速度不等摇杆的往返速度不等.00212112122
18、112180180tttCCtCCvvK急回行程速比：急回行程速比：极位夹角：极位夹角：11KK 压力角和传动角都是在不断的变化，为保证机构有足够的传动能力，在设压力角和传动角都是在不断的变化，为保证机构有足够的传动能力，在设计时应控制传动角的大小，一般取最小传动角：计时应控制传动角的大小，一般取最小传动角：2压力角和传动角压力角和传动角 P.126P.126 压力角：压力角：从动件上受力点的驱动力从动件上受力点的驱动力F的方向与这点运动方向的方向与这点运动方向V之间所夹的锐之间所夹的锐角，用角，用 表示。表示。传动角：传动角：压力角的余角称为，用压力角的余角称为，用 表示。表示。5040mi
19、n第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 *四四、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性 3死点位置死点位置 P.126P.126 当以机构的摇杆为主动件、曲柄为从动件，在机构处于压力角当以机构的摇杆为主动件、曲柄为从动件，在机构处于压力角 的位置时，曲柄不能动作的位置。的位置时，曲柄不能动作的位置。死点位置有两个，位于连杆与曲柄共线时的位置。死点位置有两个，位于连杆与曲柄共线时的位置。90第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 *四四、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性 2死点位置死点位置 P.126P.126 死点的死点的害处害处：影响机构平稳性，特别是启动性能。：影响
20、机构平稳性，特别是启动性能。死点的死点的解决办法解决办法：惯性、多组错列。：惯性、多组错列。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 *四四、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性 2死点位置死点位置 P.126P.126 死点的死点的用处用处：用于锁定机构。：用于锁定机构。第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构 *四四、平面四杆机构的基本特性、平面四杆机构的基本特性 3)3)当当以以最短杆之相对杆最短杆之相对杆BCBC作作机架时，机构机架时，机构成成为为双双摇杆摇杆机构机构。例：例：铰链四杆机构如图所示：当分别选用不同的杆作为机架时，得到什么铰链四杆机构如图所示：当分别选用不同的杆作为
21、机架时，得到什么机构？机构？解：解：任务实施任务实施 第二节第二节 平面四杆机构平面四杆机构1 1)当当以以最短杆的相邻杆最短杆的相邻杆AB或或CD作作机架时，机架时，机构成机构成为为曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构；20+55 50+3020+55 50+30 2 2)当当以以最短杆最短杆ADAD作作机架时，机架时，机构成为机构成为双双曲柄曲柄机构机构；P.127P.127 凸轮机构的组成：凸轮机构的组成：是由凸轮（主动件）、从动件和机架三个基本构件组成。是由凸轮（主动件）、从动件和机架三个基本构件组成。第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 一、一、凸轮机构的类型凸轮机构的类型 凸轮机构的应用：凸轮机构的
22、应用：P.127P.1271.1.按凸轮的形状分按凸轮的形状分 (1)盘形凸轮盘形凸轮(2)移动凸轮移动凸轮(3)圆柱凸轮圆柱凸轮2.按从动件的型式分按从动件的型式分(1)尖顶从动件。尖顶从动件。(2)滚子从动件。滚子从动件。(3)平底从动件。平底从动件。3.3.按从动件的运动形式分按从动件的运动形式分 移动（直线移动）和摆动移动（直线移动）和摆动 4 4.按按凸轮与凸轮与从动件从动件锁合（返回）方式分锁合（返回）方式分 重力、弹簧、凹槽等等。重力、弹簧、凹槽等等。第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 一、一、凸轮机构的类型凸轮机构的类型P.128P.1281.1.凸轮凸轮和滚子的材料和滚子的材料
23、凸轮凸轮和滚子要求耐磨，用和滚子要求耐磨，用4545、20Cr20Cr、40Cr40Cr等。等。2.凸轮机构的结构凸轮机构的结构盘状、凸轮轴盘状、凸轮轴。任务三任务三 凸轮机构凸轮机构 *二、凸轮机构的二、凸轮机构的材料及结构材料及结构P.129P.129 1 1从动件的运动曲线从动件的运动曲线 从动件的运动规律，指从动件的位移从动件的运动规律，指从动件的位移s、速度、速度v、加速度、加速度a 随时间随时间t（转角（转角）变化的规律，可以用从动件的运动曲线来表达。变化的规律，可以用从动件的运动曲线来表达。第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 三三、凸轮机构运动、凸轮机构运动分析分析P.130P.13
24、0 2.2.盘形凸轮盘形凸轮基圆：基圆：以凸轮轮廓的最小向径以凸轮轮廓的最小向径r0为半径所绘制的圆为半径所绘制的圆。推程：推程：从动件由最低处上升到最高处的过程从动件由最低处上升到最高处的过程。升程：升程：推程中从动件所走过的距离推程中从动件所走过的距离（从动件的最大位移）（从动件的最大位移），用，用h表示。表示。推程运动角：推程运动角：与推程对应的凸轮转角与推程对应的凸轮转角t第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 三三、凸轮机构运动、凸轮机构运动分析分析P.130P.130 2.2.盘形凸轮盘形凸轮远休止角：远休止角：与从动件停留在最与从动件停留在最高高处对应的凸轮转角处对应的凸轮转角s啊）啊）
25、。回程：回程：从动件由最高处下降到最低处的过程从动件由最高处下降到最低处的过程。回程运动角：回程运动角：与回程与回程对应的凸轮转角对应的凸轮转角h。近休止角：近休止角：与从动件停留在最与从动件停留在最低低处对应的凸轮转角处对应的凸轮转角ss。第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 三三、凸轮机构运动、凸轮机构运动分析分析P.131P.131 3 3.从动件的从动件的基本基本运动运动规律规律 1 1）等速运动规律等速运动规律 从动件推程或回程的运动速度为常从动件推程或回程的运动速度为常数的运动规律，称为等速运动规律。数的运动规律，称为等速运动规律。2）等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律 从动件在一
26、个行程从动件在一个行程h中，前半行程中，前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动，作等加速运动，后半行程作等减速运动，这种运动规律称这种运动规律称为为等加速等减速运动规等加速等减速运动规律。律。第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 三三、凸轮机构运动、凸轮机构运动分析分析P.131P.131 图解法绘制凸轮轮廓曲线的原理是图解法绘制凸轮轮廓曲线的原理是“反转法反转法”，即在整个凸轮机构（凸轮、，即在整个凸轮机构（凸轮、从动件、机架）上加一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的角速度（从动件、机架）上加一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的角速度（w w），），于是凸轮静止不动，于是凸轮静止不动，第三节第
27、三节 凸轮机构凸轮机构 四四、平面凸轮轮廓曲线的绘制平面凸轮轮廓曲线的绘制P.132P.132 设计步骤设计步骤 （1）选取适当比例尺作位移线图选取适当比例尺作位移线图 （2）作基圆取分点）作基圆取分点 （3）画轮廓曲线）画轮廓曲线第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 四四、平面凸轮轮廓曲线的绘制平面凸轮轮廓曲线的绘制P.132P.132第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 四四、平面凸轮轮廓曲线的绘制平面凸轮轮廓曲线的绘制P.132P.132第三节第三节 凸轮机构凸轮机构 五五、凸轮机构的传力特性凸轮机构的传力特性压力角压力角：从动件受力方向和运动方向的夹角。从动件受力方向和运动方向的夹角。推程压力角（
28、推程压力角（30）、回程压力角）、回程压力角 80 凸轮机械压力角与基圆半径的关系凸轮机械压力角与基圆半径的关系：基圆半径越小，凸轮机构结构紧凑，但压力角就基圆半径越小，凸轮机构结构紧凑，但压力角就变大，机构受力差。变大，机构受力差。基圆半径越大，凸轮机构结构变大，而压力角就基圆半径越大，凸轮机构结构变大，而压力角就变小，机构受力好。变小，机构受力好。P.133P.133*第四节第四节 间歇机构间歇机构 间歇机构间歇机构能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的周期性运能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的周期性运动或停歇。动或停歇。P.133P.133*第四节第四节 间歇机构间歇机构 一
29、一、棘轮机构与运动特性棘轮机构与运动特性 1.棘轮机构棘轮机构 组成：组成：类别：类别：按原理，分为啮啮式、摩擦式；按原理，分为啮啮式、摩擦式；按结构，分为外接式、内接式。按结构，分为外接式、内接式。2.运动特点运动特点 P.134P.134*第四节第四节 间歇机构间歇机构 二二、齿啮式棘轮机构的主要参数齿啮式棘轮机构的主要参数 主要参数：主要参数：棘轮齿数、棘轮齿距、棘轮模数、棘轮齿面倾角。棘轮齿数、棘轮齿距、棘轮模数、棘轮齿面倾角。P.135P.135*第四节第四节 间歇机构间歇机构 三三、槽轮机构的结构与运动特点槽轮机构的结构与运动特点 槽轮机构槽轮机构P.136P.136*第四节第四节 间歇机构间歇机构 四四、槽轮机构的主要参数槽轮机构的主要参数P.137P.137全国中职机械类统编教材（高教版）全国中职机械类统编教材（高教版）
