1、章常用机构福建江夏学院福建江夏学院杨拴强杨拴强2023-1-25本章主要内容w 5.1平面连杆机构平面连杆机构w 5.2凸轮机构凸轮机构w 5.3棘轮机构棘轮机构w 5.4轮槽机构轮槽机构w 5.5典型机构动画演示典型机构动画演示2023-1-25本章重点知识w 平面四杆机构的演化机构平面四杆机构的演化机构w 曲柄存在的条件曲柄存在的条件w 曲柄连杆机构的特性曲柄连杆机构的特性w 凸轮机构的特点凸轮机构的特点w 棘轮机构的组成与原理棘轮机构的组成与原理w 轮槽机构的组成与原理轮槽机构的组成与原理2023-1-255.1平面连杆机构12342023-1-252023-1-25w 何为曲柄摇杆机构
2、？何为曲柄摇杆机构？w 既有曲柄又有摇杆的机构。如下动画中，两个既有曲柄又有摇杆的机构。如下动画中，两个连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆。连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆。2023-1-25w 日常生活中常见的雷达、缝纫机等就是有曲柄日常生活中常见的雷达、缝纫机等就是有曲柄摇杆机构构成的。摇杆机构构成的。2023-1-25w 何为双曲柄机构？何为双曲柄机构？w 两个连架杆都是曲柄的机构。如下动画两个连架杆都是曲柄的机构。如下动画2023-1-25u何为双摇杆机构？u 在一个机构中，两个连架杆都是摇杆。如下动画中所示。2023-1-25设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计
3、：潘存云铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化偏心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构双滑块机构双滑块机构 正弦机构正弦机构s=l sin l2023-1-25曲柄滑块机构的实例w 内燃机实例内燃机实例2023-1-25曲柄滑块机构的实例w 往复式抽水机往复式抽水机2023-1-25运动副转化机构的演化12342134134212342023-1-25123412341234曲柄摇杆双曲柄双摇杆2023-1-25（2)曲柄存在的条件(GRASHOF)1234123412342023-1-25w 急回特性急回特性w 在曲柄摇杆
4、机构中，当曲柄与连杆两次共线时，在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位于两个极限位置，简称极位。此两处曲摇杆位于两个极限位置，简称极位。此两处曲柄之间的夹角柄之间的夹角 称为极位夹角。称为极位夹角。2023-1-251、急回特性、急回特性w 当曲柄以逆时针转过180+时，摇杆从C1D位置摆到C2D。/)180(1t1211tCCV)180/(21CC2023-1-252023-1-252.压力角和传动角压力角和传动角压力角压力角：从动件驱动力：从动件驱动力F与力作用点绝对速与力作用点绝对速度之间所夹锐角。度之间所夹锐角。传动角传动角：压力角的余角即连杆与从动件间：压力角的余角即连杆与
5、从动件间所夹的锐角。所夹的锐角。切向分力切向分力:F=Fcos法向分力法向分力:F”=Fcos:F”=Fcos F对传动有利。对传动有利。=Fsin=Fsin=Fsin=FsinF2023-1-25设计：潘存云FF F”当当BCD90BCD90时，时，BCDBCDABCDminmin出现的位置：出现的位置：当当BCD90BCD90时，时，180-BCD此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。CDBAFF”F当当BCDBCD最小或最大时，都有可能出现最小或最大时，都有可能出现minmin为了保证机构良好的传力性能设计：潘存云C1B1l1l2l3l4DA机构
6、的传动角一般在运动链机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。最终一个从动件上度量。1 12 2C2B22023-1-25死点特性死点特性w 摇杆为主动件，摇杆为主动件，且连杆与曲柄两且连杆与曲柄两次共线时，有：次共线时，有：0 0 此时机构不能运动此时机构不能运动.F0 0F0 0避免措施：避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构两组机构错开排列，如火车轮机构;称此位置为：称此位置为：“死点死点”靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。2023-1-25思考题w 在现实生活中，那里用到了平面四杆机构在现实生活中，那里用到了平面四杆机构的这些特性？的这些特性
7、？w 这些特性的好处和坏处是什么？这些特性的好处和坏处是什么？5.2 凸轮机构的应用和分类杨拴强杨拴强福建江夏学院工业工程系福建江夏学院工业工程系2023-1-25Knowledge Points w 凸轮机构的组成凸轮机构的组成w 凸轮机构的分类凸轮机构的分类w 凸轮机构的优点、缺点凸轮机构的优点、缺点2023-1-25凸轮机构的组成w 凸轮是具有曲线轮廓凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件或凹槽的构件w 凸轮机构一般由凸轮、凸轮机构一般由凸轮、从动件和机架三个构从动件和机架三个构件组成。件组成。2023-1-25凸轮机构的分类w 按照凸轮的形状分类按照凸轮的形状分类w 按照从动件的型式分类按照从
8、动件的型式分类w 按照凸轮与从动件维持高副接触的方法按照凸轮与从动件维持高副接触的方法分类分类2023-1-25凸轮机构的分类按照凸轮的形状分类按照凸轮的形状分类盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮2023-1-25盘形凸轮w 这种凸轮是一个绕固这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变定轴转动并且具有变化向径的盘形零件，化向径的盘形零件，如。当其绕固定轴转如。当其绕固定轴转动时，可推动从动件动时，可推动从动件在垂直于凸轮转轴的在垂直于凸轮转轴的平面内运动。它是凸平面内运动。它是凸轮的最基本型式，结轮的最基本型式，结构简单，应用最广。构简单，应用最广。2023-1-25移动凸轮w 当盘形
9、凸轮的转轴位当盘形凸轮的转轴位于无穷远处时，就演于无穷远处时，就演化成了图示的移动凸化成了图示的移动凸轮（或楔形凸轮）。轮（或楔形凸轮）。凸轮呈板状，它相对凸轮呈板状，它相对于机架作直线移动。于机架作直线移动。2023-1-25圆柱凸轮w 如果将移动凸轮卷成如果将移动凸轮卷成圆柱体即演化成圆柱圆柱体即演化成圆柱凸轮。图示为自动机凸轮。图示为自动机床的进刀机构。在这床的进刀机构。在这种凸轮机构中凸轮与种凸轮机构中凸轮与从动件之间的相对运从动件之间的相对运动是空间运动，故属动是空间运动，故属于空间凸轮机构。于空间凸轮机构。2023-1-25凸轮机构的分类按照从动件的型式分类按照从动件的型式分类尖底
10、从动件尖底从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件2023-1-25尖底从动件w 从动件的尖端能够与从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从保持接触，从而使从动件实现任意的运动动件实现任意的运动规律。规律。2023-1-25滚子从动件w 为减小摩擦磨损，在为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个从动件端部安装一个滚轮，把从动件与凸滚轮，把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因此摩成滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用来擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故传递较大的动力，故这种形式的从动件应这种形式的从动件应用很广。用很广。2023-1-25平
11、底从动件w 从动件与凸轮轮廓之从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处间为线接触，接触处易形成油膜，润滑状易形成油膜，润滑状况好。此外，在不计况好。此外，在不计摩擦时，凸轮对从动摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终垂直件的作用力始终垂直于从动件的平底，受于从动件的平底，受力平稳传动效率高，力平稳传动效率高，常用于高速场合。常用于高速场合。2023-1-25凸轮机构的分类按照凸轮与从动件维持高副接触的方法按照凸轮与从动件维持高副接触的方法分类分类力锁合力锁合形锁合形锁合2023-1-25力锁合w 所谓力锁合型，是指所谓力锁合型，是指利用重力、弹簧力或利用重力、弹簧力或其它外力使从动件与其它外力使从动件与
12、凸轮轮廓始终保持接凸轮轮廓始终保持接触。触。2023-1-25形锁合w 所谓形锁合型，是指所谓形锁合型，是指利用高副元素本身的利用高副元素本身的几何形状使从动件与几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接凸轮轮廓始终保持接触。触。2023-1-25凸轮机构的应用2023-1-25凸轮机构的应用2023-1-25凸轮机构的优点w 结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多用性和灵活性，从动件的运动规律取决于用性和灵活性，从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线的形状。对于几乎任意要求凸轮轮廓曲线的形状。对于几乎任意要求的从动件的运动规律，都可以毫无困难地的从动件的运动规律，都可
13、以毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。设计出凸轮廓线来实现。2023-1-25凸轮机构的缺点w 凸轮轮廓线与从动件之间是点或线接触的凸轮轮廓线与从动件之间是点或线接触的高副，易于磨损，故多用于传力不大的场高副，易于磨损，故多用于传力不大的场合。合。2023-1-25思考题w 现实生活中，那些地方用到了凸轮机构，现实生活中，那些地方用到了凸轮机构，他的目的是什么？他的目的是什么？w 凸轮机构的优点是什么？缺点是什么？凸轮机构的优点是什么？缺点是什么？5.3棘轮机构简介及应用棘轮机构简介及应用杨拴强杨拴强福建江夏学院工业工程系福建江夏学院工业工程系2023-1-25一、棘轮机构的组成及工作原理一、棘轮
14、机构的组成及工作原理w 如图所示为单向式棘轮机构，其特点是摆如图所示为单向式棘轮机构，其特点是摆杆单向摆动时，棘轮沿同一方向转过一个杆单向摆动时，棘轮沿同一方向转过一个角度；而棘轮向另一个方向转动时，棘轮角度；而棘轮向另一个方向转动时，棘轮静止不动。静止不动。w 常见的棘轮齿形为不对称梯形。为了便于常见的棘轮齿形为不对称梯形。为了便于加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采用三角形的棘轮轮齿，图示棘轮齿形即为用三角形的棘轮轮齿，图示棘轮齿形即为三角形。三角形。2023-1-25在棘轮机构中，一般情况下棘爪是原动件，当工作的棘爪连续摆动时，棘轮作间歇转动。当棘轮停
15、歇时，止动棘爪可防止其逆转。只要棘轮的齿数Z足够多，则每次间歇转动的角度就可以很小；而且可根据工作要求调节棘轮转角的大小。2023-1-251、带轮齿的棘轮机构、带轮齿的棘轮机构单动式棘轮机构单动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构二、棘轮机构的类型二、棘轮机构的类型2023-1-25端面棘轮机构2023-1-25内啮式棘轮机构内啮式棘轮机构内啮合棘轮机构2023-1-25内啮合棘轮机构自行车飞轮的原理自行车飞轮的原理2023-1-25可变向棘轮机构可变向棘轮机构2023-1-252023-1-252、摩擦式棘轮机构、摩擦式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构2023-1-25偏心楔
16、块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构2023-1-25滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构2023-1-251.齿啮式棘轮机构的特点齿啮式棘轮机构的特点2.摩擦式棘轮机构的特点摩擦式棘轮机构的特点 摩擦式棘轮机构传递运动平稳，无噪音棘轮可实现无级调节，但易打滑，运动准确性差。齿啮式棘轮机构结构简单，棘轮转角可实现有级调节，但传动平稳性差。适合于转速不高，转角不大和小功率场合。小结小结2023-1-25射沙自动线的浇铸机构射沙自动线的浇铸机构棘轮机构具有间歇运动特性2023-1-25超越式棘轮机构超越式棘轮机构2、棘轮机构具有快速超越运动特性5.4轮槽机构的原理和应用杨拴强杨拴强江夏学院工业工程系江夏
17、学院工业工程系2023-1-25如图所示为外啮如图所示为外啮全槽轮机构。槽全槽轮机构。槽轮与主动拨盘的轮与主动拨盘的轴线平行，其转轴线平行，其转向相反，最小槽向相反，最小槽数应大于数应大于3.3.论草机构的组成与工作原理论草机构的组成与工作原理2023-1-25内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构球面槽轮机构球面槽轮机构轮槽机构的类型轮槽机构的类型2023-1-25外啮合轮槽机构2023-1-25内啮合轮槽机构2023-1-25球面槽轮机构球面槽轮机构球面槽轮机构球面槽轮机构2023-1-252023-1-25 槽轮机构结槽轮机构结构简单，工作可构简单，工作可靠，但槽轮转角靠，但槽轮转角不能调节。适应不能调节。适应于速度不太高的于速度不太高的场合场合电影放映机的卷片机构轮槽机构的特点与应用轮槽机构的特点与应用2023-1-252023-1-25典型机构的简介-蜂窝煤机器2023-1-25典型机构的简介-内燃机2023-1-25典型机构的简介-自动装卸机构2023-1-25典型机构的简介-砖塔刀架2023-1-25典型机构的简介-自动机床2023-1-25思考题w 1、以上经典机构中都有哪些学到的机构、以上经典机构中都有哪些学到的机构组成？组成？w 2、这些机构在机器中起到了什么作用？、这些机构在机器中起到了什么作用？
