常用機構(gòu) ppt課件

1、,,第4章　常用機構(gòu),第一節(jié)　平面連桿機構(gòu),第二節(jié)　凸輪機構(gòu),第三節(jié)　螺旋機構(gòu),第四節(jié)　間歇運動機構(gòu),定義：全由低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）構(gòu)成的平面機構(gòu)稱為平面連桿機構(gòu)特點：面接觸，承載能力強，耐磨損； 易于制造和獲得較高的制造精度；能實現(xiàn)多種運動規(guī)律。缺點：效率低； 累計運動誤差較大； 高速運轉(zhuǎn)時不平衡動載荷較大，且難以消除。內(nèi)容：類型、應(yīng)用及其特性，平面四桿機構(gòu)的設(shè)計,4.1 平面連桿機構(gòu),一、平面四桿機構(gòu)的特點,,,全

2、低副（面接觸），承受沖擊力，易潤滑，不易磨損運動副結(jié)構(gòu)簡單，易加工運動規(guī)律多樣化、點的運動軌跡多樣化運動副累積誤差大，效率低慣性力難以平衡，不宜用于高速不能精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律，設(shè)計計算較復(fù)雜,機架,連桿,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),1 實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動2 實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變3 實現(xiàn)較運距離的傳動或操縱4 調(diào)節(jié)、擴大從動件行程5 獲得較大的機械增益：輸出力(矩)與輸入力(矩)

3、之比,二、平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,1 實現(xiàn)有軌跡、位置或運動規(guī)律要求的運動,圓軌跡復(fù)制機構(gòu),AMF保齡球置瓶機掃瓶機構(gòu),,,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),2 實現(xiàn)從動件運動形式及運動特性的改變,步進式工件傳送機構(gòu)運動形式改變實例,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),3 實現(xiàn)較運距離的傳動或操縱,應(yīng)用實例：自行車手閘,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),4 調(diào)節(jié)、擴大從動件行程,可變行程

4、滑塊機構(gòu)特點：調(diào)節(jié) ? 可改變滑塊D的行程,汽車用空氣泵機構(gòu)特點：曲輛CD短，滑塊行程大,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),5 獲得較大的機械增益:輸出力(矩)與輸入力(矩)之比,肘節(jié)機構(gòu)特點：機械增益大,剪切機構(gòu)特點：機械增益大,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),其它,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),一、鉸鏈四桿機構(gòu),平面連桿機構(gòu)的基本型式是鉸鏈四桿機構(gòu)其余四桿機構(gòu)均是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的,鉸鏈四桿機構(gòu),,

5、機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),1、基本型式,結(jié)構(gòu)特點：四個運動副均為轉(zhuǎn)動副組成：機架、連桿、連架桿,機架：固定不動的構(gòu)件——AD連架桿：直接與機架相連的構(gòu)件——AB、CD連桿：不與機架相連的構(gòu)件—BC曲柄：能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿搖桿：不能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿,,,連桿,連架桿,連架桿,機架,曲柄,搖桿(擺桿),(周轉(zhuǎn)副),(擺轉(zhuǎn)副),,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,2、鉸鏈四桿機構(gòu)劃分,按連架桿不同運動形式分：(

6、1) 曲柄搖桿機構(gòu)(2) 雙曲柄機構(gòu)(3) 雙搖桿機構(gòu),,,曲柄搖桿機構(gòu),機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),(1) 曲柄搖桿機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：連架桿1為曲柄，3為搖桿運動變換：轉(zhuǎn)動?搖動舉例：攪拌器機構(gòu)、雷達(dá)天線機構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,特性：急回特征死點,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),(2) 雙曲柄機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為曲柄運動變換：轉(zhuǎn)動?轉(zhuǎn)動，通常二轉(zhuǎn)速不相等舉例：振動篩機構(gòu),,,,,

7、,,,,,,,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),特殊雙曲柄機構(gòu),平行四邊形機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：二曲柄等速運動不確定問題車門開閉機構(gòu),,,,,反平行四邊形機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：二曲柄轉(zhuǎn)向相反,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,(3) 雙搖桿機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：二連架桿均為搖桿運動變換：擺動?擺動舉例: 鶴式起重機,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),特殊機構(gòu),等腰梯形機構(gòu)實例: 汽車前輪轉(zhuǎn)向機構(gòu),,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu)

8、,,3 平面四桿機構(gòu)的工作特性,(1)曲柄存在條件(2)急回特征(3)死點（4）壓力角和傳動角,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,(1) 曲柄存在條件,曲柄存在條件：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. 最短桿是連架桿或機架最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副都是整周副其余均為擺轉(zhuǎn)副,推論1：當(dāng)Lmax+Lmin ? L(其余兩桿長度之和)時最短桿是連架桿之一 ——曲柄搖桿機構(gòu)最短桿是機架

9、 ——雙曲柄機構(gòu)最短桿是連桿 ——雙搖桿機構(gòu)推論2：當(dāng)Lmax+Lmin > L(其余兩桿長度之和)時 ——雙搖桿機構(gòu),,了解,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,當(dāng)回程所用時間小于工作行程所用時間時，稱該機構(gòu)具有急回特征極位夾角： ? 急回特性分析：?1 = C ?1 = ?1 t1

10、 =1800 + ??2 = ?1 t2 =1800 - ?t1 > t2 , v2 > v1行程速比系數(shù)K,(2) 急回特征,K=1, 無急回特性q↑K↑急回特征越顯著,,,,,急回特性的應(yīng)用例：牛頭刨工作要求,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,設(shè)曲柄以ω逆時針勻速旋轉(zhuǎn)。從AB1轉(zhuǎn)到AB2，轉(zhuǎn)過180°+θ時為工作行程，所花時間為t1 ；此時搖桿從C1D擺到C2D，平均速度為V1,則有：,曲柄從

11、AB2 繼續(xù)轉(zhuǎn)過180°-θ到AB1時為回程，所花時間為t2 ,此時搖桿從C2D擺到C1D，平均速度為V2 ,那么有,顯然 t1 >t2 V2 > V1 即該機構(gòu)具有急回特性,而且θ越大，K值越大，機構(gòu)的急回性質(zhì)越明顯。,只要極位夾角θ ≠ 0 ， 就有 K>1。,因此，可通過分析機構(gòu)中是否存在θ及其大小，來判斷機構(gòu)是否具有急回運動，以及急回的程度。,設(shè)計時往往先給定 K 值，再計算θ，即,為

12、能定量描述急回運動，將回程平均速度V2 與工作行程平均速度V1之比定義為行程速度變化系數(shù) K,曲柄滑塊機構(gòu)的急回特性分析,應(yīng)用：節(jié)省回程時間，提高生產(chǎn)率。,導(dǎo)桿機構(gòu)的急回特性分析,死點:傳動角為零g=0(連桿與從動件共線),機構(gòu)頂死,(3) 死點,M=F*L,,,,,,,,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),對于曲柄搖桿機構(gòu)，當(dāng)搖桿為主動件時，在連桿與曲柄兩次共線的位置，機構(gòu)均不能運動。,機構(gòu)的這種位置稱為：,“死點”（機構(gòu)的死點位

13、置）,在“死點”位置，機構(gòu)的傳動角 γ＝0,利用構(gòu)件慣性力實例:家用縫紉機采用多套機構(gòu)錯位排列實例:蒸汽機車車輪聯(lián)動機構(gòu)蒸汽機車兩側(cè)利用錯位排列的兩套曲柄滑塊機構(gòu)使車輪聯(lián)動機構(gòu)通過死點,克服死點的措施,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),實例:夾具飛機起落架機構(gòu),死點的利用,,折疊家具機構(gòu),,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,* 可以利用“死點”位置進行工作， 例如：飛機起落架、鉆夾具等。,* “死點”位置

14、的過渡方法：,依靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機、縫紉機等）。,兩組機構(gòu)錯開排列，如火車輪聯(lián)動機構(gòu)。,（4）壓力角和傳動角,壓力角：作用在從動件上的驅(qū)動力F與力作用點絕對速度之間所夾銳角α。,切向分力 Ft= Fcosα,法向分力 Fn= Fcosγ,γ↑,? Ft↑,? 對傳動有利。,= Fsinγ,常用γ的大小來表示機構(gòu)傳力性能的好壞,,稱γ為傳動角。,γ是α的余角。,設(shè)計時一般要求: γmin≥40°。,由于在機構(gòu)運動過程中，

15、γ角是變化的，,4 機構(gòu)演化方式,1 轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副2 變換構(gòu)件形態(tài)3 變更機架4 擴大轉(zhuǎn)動副尺寸,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,偏心輪機構(gòu),曲柄搖桿機構(gòu),,(擴大回轉(zhuǎn)副),,,偏心輪機構(gòu),,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),偏心輪機構(gòu)（續(xù)）,對心式曲柄滑塊機構(gòu),偏心輪機構(gòu),,,,,,,,,,,,1,B,,,,B副擴大,,,,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,曲柄滑塊機構(gòu),鉸鏈四桿機構(gòu),,,曲線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu),

16、,,e ? 0,偏置式曲柄滑塊機構(gòu),對心式曲柄滑塊機構(gòu),,對CD桿等效轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)動副變成移動副,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),,導(dǎo)桿機構(gòu),選不同構(gòu)件作機架——機構(gòu)倒置,曲柄滑塊機構(gòu),導(dǎo)桿機構(gòu),變更機架,曲柄滑塊機構(gòu),導(dǎo)桿機構(gòu),動畫,,曲柄搖塊機構(gòu),移動導(dǎo)桿機構(gòu),,曲柄搖桿機構(gòu),移動導(dǎo)桿機構(gòu),,,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),應(yīng)用實例一,曲柄滑塊機構(gòu),,2作機架,曲柄搖塊機構(gòu),液壓作動筒,車箱舉升機構(gòu),,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面

17、連桿機構(gòu),,應(yīng)用實例二,曲柄滑塊機構(gòu),C,移動導(dǎo)桿機構(gòu),手動唧筒機構(gòu),,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),應(yīng)用實例三,曲柄滑塊機構(gòu),１作機架,導(dǎo)桿機構(gòu),回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機構(gòu),lBC > lAB，導(dǎo)桿AC整周轉(zhuǎn)動,,,,lBC < lAB，導(dǎo)桿AC擺動,擺動導(dǎo)桿機構(gòu),,,機械設(shè)計基礎(chǔ) —— 平面連桿機構(gòu),其它,雙移動副機構(gòu),正弦機構(gòu),雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)(十字滑塊機構(gòu))動畫,正弦機構(gòu),雙滑塊機構(gòu),正切機構(gòu),,了解,機械設(shè)計基礎(chǔ) ——

18、平面連桿機構(gòu),,縫紉機踏板機構(gòu),牛頭刨床進給機構(gòu),4.1.3 用圖解法設(shè)計平面四桿機構(gòu),設(shè)計問題主要有兩類：位置設(shè)計、軌跡設(shè)計設(shè)計方法：圖解法、解析法、實驗法本節(jié)主要介紹圖解法設(shè)計平面四桿機構(gòu)1．按照給定連桿位置設(shè)計四桿機構(gòu)2、按給定行程速比系數(shù)K設(shè)計四桿機構(gòu),1.按給定連桿的兩個或三個位置設(shè)計四 桿機構(gòu) 已知：連桿BC的三個位置 設(shè)計的實質(zhì)是確定固定鉸鏈A、D的位置B1、B2 、B3所在圓的圓心即為鉸鏈A

19、位置。C1、C2 、 C3 所在圓的圓心即為鉸鏈D的位置。,若僅知道連桿BC的二個位置，可通過其它條件確定A、D位置,,,,,,,,,,,,,,,,2. 按行程速比系數(shù)綜合平面連桿機構(gòu),(1) 曲柄搖桿機構(gòu),已知：CD桿長，擺角φ及K， 綜合此機構(gòu)。,分析 圖示為要求設(shè)計的四桿機構(gòu)的兩個極限位置，鉸鏈A的中心必在過C1、C2 兩點且圓周角等于θ的一個圓上。,,,,,,,,設(shè)計步驟1) 計算極位夾角θ＝180°

20、;?(K-1)/(k＋1)2) 按比例畫出過C1、C2點，且圓周角等于θ的圓。,,,,,3) 按其它條件在圓上確定鉸鏈A的位置4) 從圖中量取 =b＋a， =b－a 曲柄長度 連桿長度,步驟如下：,①計算θ＝180°(K-1)/(K+1);,②任取一點D，作腰長為CD 的等腰三角形，夾角為ψ;,③作C1F⊥C1C2，作C2F使,∠C1C2F=90&#

21、176;－θ,兩線交于P；,④作△F C1C2的外接圓，A點必在此圓上。,⑤選定A，設(shè)曲柄為a，連桿為b，以A為圓心，AC2為半徑作弧 交于E,得：,a =EC2/ 2 b = A C2－EC2/ 2,,(2) 曲柄滑塊機構(gòu),已知 K，滑塊行程 H，偏距e，設(shè)計此機構(gòu) 。,①計算 θ＝180°(K-1)/(K+1)；,②作C1 C2＝ H ；,③作射線C2M， 使∠C1C2M=90°－θ，,④以C

22、2P為直徑作圓；,⑥以A為圓心，A C1為半徑作弧交于E,得：,作射線C1N垂直于C1C2 ，,⑤作與C1 C2平行且偏距為e的直線，交圓于A或A’，即為所求。,l1 =EC2 / 2,l2 = A C2－EC2 / 2,兩條射線交于P點 ；,,,4.2　凸輪機構(gòu),4.2.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用與分類,4.2.2 從動件常用運動規(guī)律,4.2.3　凸輪機構(gòu)的尺度綜合及在設(shè)計中的幾個問題,4.2.1應(yīng)用與分類,,一、凸輪機構(gòu)的組成,,1-凸

23、輪 2-氣閥 3-內(nèi)燃機殼體,如圖所示為內(nèi)燃機中的配氣凸輪機構(gòu)。內(nèi)燃機在燃燒過程中，驅(qū)動凸輪軸及其上的凸輪轉(zhuǎn)動，并通過凸輪的曲線輪廓推動氣閥2按特定的規(guī)律往復(fù)移動，從而達(dá)到控制燃燒室中進、排氣的功能。,1-圓柱凸輪 2-擺桿 3-滾子,如圖所示為自動機床中的進刀凸輪機構(gòu)。 當(dāng)圓柱凸輪繞其軸線轉(zhuǎn)動時，通過其溝槽與擺桿一端的滾子接觸，并推動擺桿繞固定軸按特定的規(guī)律作往復(fù)擺動，同時通過擺桿另一端的扇形齒輪驅(qū)動刀架實現(xiàn)進刀或退刀運動

24、。,凸輪從動件機架,高副機構(gòu),凸輪：具有特定曲線輪廓或溝槽的構(gòu)件，通常在 機構(gòu)運動中作主動件。,從動件：與凸輪接觸并被直接推動的構(gòu)件。,機架：支撐凸輪和從動件的構(gòu)件。,選擇有硬度、耐磨性、接觸強度、韌性的材料凸輪輪廓與軸的直徑相差不大時，制成一體的凸輪軸；尺寸相差較大時，分別制造，采用鍵、銷等連接。滾子與從動件之間可采用螺栓、銷連接，或直接采用滾動軸承作為滾子。,二、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用,,自動送料凸輪1-圓柱凸輪 2-直動從

25、動件 3-毛坯,,1、實現(xiàn)預(yù)期的位置要求,這種自動送料凸輪機構(gòu)，能夠完成輸送毛坯到達(dá)預(yù)期位置的功能，但對毛坯在移動過程中的運動沒有特殊的要求,,,繞線機凸輪1-凸輪 2-擺動從動件 3-線軸,,2、實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律要求,這種凸輪在運動中能推動擺動從動件2實現(xiàn)均勻纏繞線繩的運動學(xué)要求。,,,3、實現(xiàn)運動和動力特性要求,這種凸輪機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)氣閥的運動學(xué)要求，并且具有良好的動力學(xué)特性。,1-凸輪 2-氣閥 3-內(nèi)燃機殼體,盤形凸

26、輪：結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。應(yīng)用最為廣泛移動凸輪：可視為盤形凸輪的回轉(zhuǎn)軸心處于無窮遠(yuǎn)處時演化而成的圓柱凸輪：空間凸輪機構(gòu),盤形凸輪 移動凸輪 圓柱凸輪,三、凸輪機構(gòu)的分類,1、按凸輪的形狀分類,2、按從動件的形狀分類,尖底從動件,尖端能以任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動件實現(xiàn)任意的運動規(guī)律。但尖端處極易磨損，只適用于低速場合。,滾子從動件,凸輪與從動件之間為滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用于

27、傳遞較大的動力。,平底從動件,從動件與凸輪之間易形成油膜，潤滑狀況好，受力平穩(wěn)，傳動效率高，常用于高速場合。但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。,對心直動從動件 偏置直動從動件,從動件作往復(fù)移動，其運動軌跡為一段直線,3、按從動件的運動形式分類,直動從動件,從動件作往復(fù)擺動，其運動軌跡為一段圓弧。,,擺動從動件,尖底直動從動件的位移曲線,,基圓：凸輪上具有最小半徑ro的圓推程與推程角：當(dāng)凸輪廓線上的曲線段與從動件接觸時，推動從

28、動件沿導(dǎo)路由起始位置運動到離凸輪軸心最遠(yuǎn)的位置。從動件的這一運動行程稱為推程。此過程對應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為推程角Φ，從動件沿導(dǎo)路移動的最大位移稱為升距h。,,,4.2.2 從動件常用運動規(guī)律,遠(yuǎn)休止與遠(yuǎn)休止角： 當(dāng)凸輪廓線上對應(yīng)的圓弧段與從動件接觸時，從動件在距凸輪軸心的最遠(yuǎn)處靜止不動。這一過程稱為遠(yuǎn)休止，此過程對應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為遠(yuǎn)休止角Φs 。,近休止與近休止角: 當(dāng)凸輪廓線上對應(yīng)的圓弧段與從動件接觸時，從動件處于位移的起始

29、位置，靜止不動，這一過程稱為近休止。此過程對應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為近休止角Φ/s 。,回程與回程角: 當(dāng)凸輪廓線上的曲線段與從動件接觸時，引導(dǎo)從動件由最遠(yuǎn)位置返回到位移的起始位置。從動件的這一運動行程稱回程，此過程對應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為回程角Φ/。,從動件常用運動規(guī)律,一、多項式運動規(guī)律,設(shè)從動件的位移為s，凸輪轉(zhuǎn)角為 ，則多項式運動規(guī)律的一般表達(dá)式為根據(jù)對從動件運動規(guī)律的具體要求，確定相應(yīng)的邊界條件代入上式，求出待定系數(shù)，

30、即可推導(dǎo)出各種多項式運動規(guī)律。下面分別推導(dǎo)工程中經(jīng)常采用的幾種多項式運動規(guī)律方程。,,,一次多項式　　　　　一次多項式運動規(guī)律的一般表達(dá)式為　　　　　　　由于一次多項式函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)為常數(shù)，故通常又稱為等速運動規(guī)律。其運動方程和運動線圖如下所示,,等速運動規(guī)律運動線圖,推程運動方程,,由于加速度無窮大而產(chǎn)生的沖擊稱為剛性沖擊。當(dāng)然，在實際的凸輪機構(gòu)中由于構(gòu)件的彈性、阻尼等多種因素，不可能產(chǎn)生無窮大的慣性力。,這種運動規(guī)律通常只適

31、用于低速輕載的工況下，或是對從動件有實現(xiàn)等速運動要求的場合,2.二次多項式 　　工程中通常采用的二次多項式運動規(guī)律，是指在從動件的一個運動行程中（推程或回程），前半段采用等加速，后半段采用等減速，其位移曲線為兩段光滑相連的反向拋物線，故有時又稱為拋物線運動規(guī)律。其運動方程和運動線圖如下所示,速度曲線連續(xù)，而加速度曲線在運動的起始、中間點和終點處不連續(xù)。將這種由于有限值的加速度突變而產(chǎn)生的沖擊稱為柔性沖擊。適用于中、低速輕載。,推程運

32、動方程,等加速等減速運動規(guī)律運動線圖,,,,,,,3、簡諧運動規(guī)律,,,圖a所示為描述簡諧運動軌跡的示意圖。圖中橫坐標(biāo)為凸輪轉(zhuǎn)角 ，縱坐標(biāo)為從動件位移s 。設(shè)當(dāng)質(zhì)點沿圓周轉(zhuǎn)過任一角度時 ，對應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角為 ，則質(zhì)點沿圓周等速運動時向縱坐標(biāo)方向的投影，即為簡諧運動規(guī)律的位移曲線。,簡諧運動規(guī)律運動線圖,,,推程運動方程,,由于該種運動規(guī)律的加速度曲線按余弦規(guī)律變化，故又稱為余弦加速度運動規(guī)律。,可知該運動規(guī)律的起始與終

33、點處加速度突變?yōu)橛邢拗?，因而會產(chǎn)生柔性沖擊。如果從動件的運動僅具有推程和回程階段，則其加速度曲線也連續(xù)，不產(chǎn)生柔性沖擊，因而可應(yīng)用于高速工況場合。,,壓力角：從動件與凸輪在接觸點處的受力方向與其在該點絕對速度方向之間所夾的銳角,,說明：凸輪逆時針方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)從動件導(dǎo)路中心偏在凸輪軸心右側(cè)時，推程取減號，回程取加號；偏在左側(cè)時，推程取加號，回程取減號。若凸輪順針方向轉(zhuǎn)動，則加減號的取法與上述相反。,4.2.3　凸輪機構(gòu)的尺度綜合,一、曲

34、線設(shè)計 “反轉(zhuǎn)法”,凸輪廓線設(shè)計的基本原理——反轉(zhuǎn)法,,為了便于繪出凸輪輪廓曲線, 應(yīng)使工作中轉(zhuǎn)動著的凸輪與不動的圖紙間保持相對靜止?！　∪绻o整個凸輪機構(gòu)加上一個與凸輪轉(zhuǎn)動角度ω數(shù)值相等、 方向相反的“-ω”角速度, 則凸輪處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。,從動件尖底的運動軌跡就是凸輪的廓線,１、尖底從動件盤形凸輪已知：凸輪以等角速度 順時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基圓半徑ro，導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對位置及偏距e,從動件的運動規(guī)律。,用作圖

35、法設(shè)計凸輪廓線,一、直動從動件盤形凸輪廓線設(shè)計,,設(shè)計步驟１、 作從動件的位移線圖２、確定從動件尖底的初始位置 ３、確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置 ４、確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置 ５、繪制凸輪廓線,２、滾子從動件盤形凸輪已知：凸輪以等角速度 順時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基圓半徑ro，導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對位置及偏距e，滾子半徑為r,從動件的運動規(guī)律。,,注意：　基圓是指凸輪理論廓線上由最小半徑所作的圓　從動件端部的

36、滾子與凸輪實際廓線的接觸點會隨凸輪的轉(zhuǎn)動而不斷變化。,３、平底從動件盤形凸輪與滾子從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計方法相類似。,,將平底與導(dǎo)路中心線的交點作為假想的尖底從動件的尖端；　應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，根據(jù)平底從動件的運動規(guī)律，依次確定出假想的尖端在反轉(zhuǎn)過程中所處的位置，并在這些位置點分別作出各平底的圖形；作平底的內(nèi)包絡(luò)線，即為所要設(shè)計的凸輪廓線,二、擺動從動件盤形凸輪廓線設(shè)計,已知：凸輪以等角速度　逆時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪軸與擺桿回轉(zhuǎn)中心的距離為

37、 ，凸輪基圓半徑ro，擺桿長度l，擺桿的運動規(guī)律已知，推程時凸輪與擺桿的轉(zhuǎn)向相反。,設(shè)計步驟１、 作從動件的位移線圖２、確定擺桿的初始位置 ３、確定擺桿軸心在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置 ４、確定擺桿尖底的一系列位置 ５、繪制凸輪廓線,4.3 螺旋機構(gòu),應(yīng)用：來將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。組成：通常由螺桿、螺母、機架及其它附件組成，應(yīng)用十分廣泛。分類：按使用要求不同分為以下三種類型： 傳力螺

38、旋：主要用以傳遞動力； 傳導(dǎo)螺旋：主要用以傳遞運動； 調(diào)整螺旋：主要用以調(diào)整、固定零件的相對位置。,螺旋傳動分類：,根據(jù)接觸面的摩擦性質(zhì)，可分為： 滑動螺旋傳動 滾動螺旋傳動 靜壓螺旋傳動機構(gòu),按使用要求不同分為以下三種類型： 傳力螺旋：主要用以傳遞動力； 傳導(dǎo)螺旋：

39、主要用以傳遞運動； 調(diào)整螺旋：主要用以調(diào)整、固定零件的相對位置。,螺旋傳動分類：,滑動螺旋傳動螺旋的設(shè)計計算方法：　　◇傳力螺旋：進行螺紋耐磨性計算和強度計算，再驗算其它條件；　　◇傳導(dǎo)螺旋：進行螺紋耐磨性計算和剛度計算；　　◇受壓的長螺桿：驗算其穩(wěn)定性。,一、滑動螺旋傳動機構(gòu),螺紋副之間為滑動摩擦性質(zhì)的螺旋傳動,稱為滑動螺旋傳動。 使用的螺紋：梯形、矩形或鋸齒形.(傳動性能好、效率高) 分類： 單螺旋

40、傳動機構(gòu)：螺桿上只有一對螺旋副； 雙螺旋傳動機構(gòu)：螺桿上有兩對螺旋副.,1、單螺旋傳動機構(gòu)：,1)傳力單螺旋傳動機構(gòu)：螺母與機架固聯(lián)，螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動.要求： 高的強度和自鎖性；實例： 螺旋千斤頂,傳力螺旋：千斤頂,單螺旋傳動機構(gòu)：,2)傳導(dǎo)單螺旋傳動機構(gòu)：螺桿相對于機架轉(zhuǎn)動，螺母相對機架作移動用于傳遞運動；要求：高的精度和效率

41、；實例：車床中的絲杠桿 虎鉗等。,車床,車床絲桿,傳導(dǎo)螺旋：如機床進給機構(gòu),機床的進給機構(gòu)（絲桿）,調(diào)整螺旋：車床尾座調(diào)整螺旋,2、雙螺旋傳動機構(gòu),螺桿上有兩種不同螺距的螺紋，分別與兩個螺母形成兩對螺旋副,稱之為雙螺旋傳動機構(gòu) .工作原理:螺母2為機架，螺桿3回轉(zhuǎn)，同時螺母1相對于螺桿3移動；分類： 差動雙螺旋傳動機構(gòu)： 兩螺旋副旋向相同； 復(fù)式雙螺旋傳動機

42、構(gòu)： 兩螺旋副旋向相反；,雙螺旋傳動機構(gòu)：,螺旋傳動的特點：,具有傳動平穩(wěn)、增力顯著、容易自鎖、結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低等特點，也存在效率較低，螺紋牙間摩擦、摩損較大等缺點。,滑動螺旋傳動的設(shè)計計算方法,◇傳力螺旋：進行螺紋耐磨性計算和強度計算，再驗算其它條件；◇傳導(dǎo)螺旋：進行螺紋耐磨性計算和剛度計算；◇受壓的長螺桿：驗算其穩(wěn)定性。,二、滾動螺旋簡介,結(jié)構(gòu)：

43、 將螺紋副改成內(nèi)外滾道，放入鋼球，形成滾動摩擦；特點： 傳動平穩(wěn)，阻力小，效率高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能自鎖，抗沖擊能力差。,應(yīng)用:汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)、數(shù)控機床等要求高效率、高精度的機械傳動中。,內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠,外循環(huán)滾珠絲杠,滾動螺旋：,4.4 間歇運動機構(gòu),間歇運動機構(gòu)——當(dāng)主動件作連續(xù)運動，從動件產(chǎn)生周期性的運動和停歇的機構(gòu)；最常見的間歇運動機構(gòu)有： 棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)和凸輪

44、式間歇機構(gòu)等；廣泛用于自動機床的進給機構(gòu)、送料機構(gòu)、刀架的轉(zhuǎn)位機構(gòu)等；,一、 棘輪機構(gòu),（一）棘輪機構(gòu)的工作原理和類型,棘輪機構(gòu)分:,齒式棘輪機構(gòu),摩擦式棘輪機構(gòu),1、齒式棘輪機構(gòu),結(jié)構(gòu)特點：由帶棘齒的棘輪、主動棘爪、止回棘爪、機架組成；工作原理：擺桿3左右擺動，當(dāng)擺桿左擺時，棘爪2插入棘輪1的齒內(nèi)推動棘輪轉(zhuǎn)過某一角度。當(dāng)擺桿右擺時，棘爪2滑過棘輪1，而棘輪靜止不動，往復(fù)循環(huán)。止動爪4——防止棘輪反轉(zhuǎn)這種有齒的棘輪其進程的變化最少

45、是1個齒距，且工作時有響聲。,外嚙合棘輪機構(gòu)：,棘齒做在棘輪的外緣； 單動式棘輪機構(gòu)： 單動棘輪齒一般做成鋸齒形； 雙動式棘輪機構(gòu)： 直頭雙動式棘爪棘輪機構(gòu) 鉤頭雙動式棘爪棘輪機構(gòu) 可變向棘輪機構(gòu)：,內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu),棘齒做在棘輪的內(nèi)緣,(二)棘輪機構(gòu)的特點及應(yīng)用,齒式棘輪機構(gòu)的特點應(yīng)用,特點：有齒的棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，運動可靠，從動棘輪容易實現(xiàn)有級

46、調(diào)節(jié)，但轉(zhuǎn)動時易產(chǎn)生沖擊或噪聲，輪齒易摩損；適用于：低速、輕載和轉(zhuǎn)角要求不大的場合。實現(xiàn)送進、輸送、制動和超越等 應(yīng)用實例：起重機、絞盤常用棘輪機構(gòu)使提升的重物能停在任何位置，以防止由于停電等原因造成事故；牛頭刨床的橫向進給機構(gòu)計數(shù)器等。,(三)棘輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)角的調(diào)整方法,改變曲柄的長度：可改變搖桿擺角從而調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的大??；用遮板調(diào)節(jié)棘輪的轉(zhuǎn)角： 在棘輪外部罩一遮板，改變遮板位置以遮住部分棘，可使行程的一部分在遮板上滑過，

47、棘爪不于棘齒接觸，從而改變棘爪推動棘輪的實際轉(zhuǎn)角的大小。,二、槽輪機構(gòu),1、工作原理及特點：組成：具有徑向槽的槽輪、帶有圓銷的構(gòu)件、機架；構(gòu)件1→連續(xù)轉(zhuǎn)動，構(gòu)件2（槽輪）→時而轉(zhuǎn)動，時而靜止 ，往復(fù)循環(huán)；,6個槽的槽輪機構(gòu)：構(gòu)件1轉(zhuǎn)一周，槽輪轉(zhuǎn)1/6周。Z槽的槽輪機構(gòu)：主動件1轉(zhuǎn)一周，槽輪轉(zhuǎn)過2 /Z。,2.槽輪機構(gòu)的類型、特點及應(yīng)用,外嚙合槽輪機構(gòu)：撥盤與槽輪的轉(zhuǎn)向相反；內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu)：撥盤與槽輪的轉(zhuǎn)向相同；,槽輪機構(gòu),平面

48、槽輪機構(gòu),空間槽輪機構(gòu),外嚙合槽輪機構(gòu),內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu),,,槽輪機構(gòu),單銷槽輪機構(gòu),多銷槽輪機構(gòu),,槽輪機構(gòu)的特點應(yīng)用：,特點：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、機械效率高，能較平穩(wěn)、間歇地進行轉(zhuǎn)位。但因圓柱銷突然進入與脫離徑向槽，傳動存在柔性沖擊，不適用于高速場合。應(yīng)用：轉(zhuǎn)速不高，要求恒定旋轉(zhuǎn)角的分度機構(gòu)中。如電影放映機的卷片機構(gòu)：,3、槽輪機構(gòu)運動系數(shù),運動系數(shù)（τ）：槽輪每次運動的時間tm對主動構(gòu)件回轉(zhuǎn)一周的時間t之比。,,（構(gòu)件1等速回轉(zhuǎn)）