第六章常用机构 50页PPT文档
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∴此机构属于双摇杆机构 其中AD、BC均为摇杆
§6-2 平面连杆机构
3、 图中各杆件长为： AB=800mm,BC=1300m m,CD=1000mm,AD =1200mm,取各杆件为机 架，可得何种机构？
解：800+1300 1200+1000，满足杆长条件
取AB为机架，为双曲柄机构； 取BC为机架，为曲柄摇杆机构； 取CD为机架，为双摇杆机构； 取AD为机架，为曲柄摇杆机构。
第六章 常用机构
授课人：李慧玲
第六章 常用机构
机构是机械基础的重要内容，它将连续 的转动改变成执行元件所需要的其它运动 形式，如直线运动、间歇运动等。
常见的机构有平面四杆机构、凸轮机构 棘轮机构、槽轮机构等。
机器是由各种机构和传动组成的，掌握 机构的组成和特点，是了解和正确使用机 器的必备基础知识。
2.已知四杆机构。四根杆的长度分别为LCD=500mm， LAD=240mm，LAB=600mm，LBC=400mm，试证明当取 杆LAB为机架时有否曲柄存在？若分别以LBC和LAD为 机架时各得到什么机构？ 3、练习册：P45----P46,做在书上。
谢谢大家！
§6-2 平面连杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构
§6-2 平面连杆机构
2.试判别下面二个图分别属于什么类型,并说明连架杆的 名称？
C B 20
19 13
A
24
D
C B 15
11
25
A
26
D
∵13+24<20+19 又∵杆AD是最短杆相邻的杆件
∴此机构属于曲柄摇杆机构 其中AB为曲柄、CD为摇杆
∵11+26<15+25 又∵杆CD是最短杆相对的杆件
平底从动件
§6-3 凸轮机构
3、按照从动件的运动形式分
移动从动件 摆动从动件
二、凸轮机构的材料及结构
1、材料 凸轮 高副点线接触的压强大，要求耐磨损材
料，凸轮和滚子选45、40Cr，外轮廓淬火热处理。 从动杆 端部作淬火热处理。
2、结构 凸轮按结构大小做成凸轮轴或凸轮与轴分别加工，
然后再用键或销连接起来。
课堂练习
§6-2 平面连杆机构
1. 试判别下面两个图分别属于什么类型并说明连 架杆的名称？
C B 20
18 15
A
30
D
∵15+30>20+18 ∴此机构属于双摇杆机构 其中AB、CD都为摇杆
C B 17
22 10
A
28
D
∵10+28<17+22 又∵最短杆AB固定作为机架
∴此机构属于双曲柄机构 其中AD、BC都为曲柄
特例：平行四边形机构 特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动
实例：火车轮 、摄影升降台
§6-2 平面连杆机构
3、双摇杆机构
特征：两个摇杆
应用举例：铸造翻箱机构 、飞机起落架机构
特例：等腰梯形机
构－汽车转向机构
面包车后窗机构
D
A
E
C
B
§6-2 平面连杆机构
二、铰链四杆机构基本类型的判别 1.当a+d≤c+b时： a为最短杆；d为最长杆
充分条件为：连架杆和机架中至少有一个杆为最 短杆。①当最短杆为连架杆时为曲柄摇杆机构 ；②当最短杆为机架时为双曲柄机构；③当最 短杆为连杆时为双摇杆机构。
如果不满足必要条件，则不论何杆为机架，都得 双摇杆机构。
§6-2 平面连杆机构
布置作业：
1.有一四杆机构，各杆的尺寸为：AB=130，BC=150 ，CD=50，AD=200，若取AD为机架，则此机构属于 ；若以CD为机架，则此机构又属于 。
§6-2 平面连杆机构
解决死点位置的方法
是加惯性轮，靠惯性的作 用冲过死点，或者采用机 构错位排列的方法。可以 利用死点作有用的工作， 如作夹具或飞机起落架。
§6-3 凸轮机构
一、凸轮的组成与特点
1、组成 由凸轮、从动件和机架等三个构件组成。
2、特点 将凸轮连续匀速转动转变成从动件断续非匀速的
直线运动或摆动。 具有构件数少，结构紧凑的特点，但点、线接触
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
三、凸轮机构的 运动分析
1、从动件的运动曲 线
从动件的位 移曲线与盘形凸 轮运动轮廓成一 一对应关系。如 图6－40所示。
2、盘形凸轮
几个参数― 基圆半径，远、 近休止角，回程 角。
§6-3 凸轮机构
3、从动件的基本运动规律
常用有等速运动规律， 如图6－41所示；等加等减 速运动规律，如图6－42所 示。主要研究各种运动规律 的加速度大小，因为加速度 与从动件的质量乘积是冲击 力，在从动件的质量一定的 条件下，加速度越大，冲击
§6-4 间歇运动机构 六、槽轮机构的应用
b
B
a
A
C
c 与最短杆相邻的杆AD固定，此时为：
D
曲柄摇杆机构
d
bC
B
c
a
A
dD
最短杆AB固定，此时为 ：
双曲柄机构
bC
B
与最短杆相对的杆CD固定，此时为：
a
c
双摇杆机构
A
d
D
§6-2 平面连杆机构
2.当a+d>c+b时：
bC
B
a
c
A
d
D
无论哪根杆固定都为 双摇杆机构。
§6-2 平面连杆机构
结论（一）： 通过分析，可得出铰链四杆机 构曲柄存在的条件是：
力也越大。
（1）等速运动规律
§6-3 凸轮机构 （2）等加速等减速运动规律
四、平面凸轮轮廓曲线的绘制
如图6－43所示，已知从动件的位移曲线，盘形凸轮 基圆半径，采用反转法的方法绘制。
§6-3 凸轮机构
步骤：先选比例尺；作基圆半径，把基圆半径 和位移曲线作相应的等分；按反转法把从动件逆 转；作相应的位移；所得到从动件尖端的点用光 滑曲线连接，即为盘形凸轮轮廓曲线。
1、曲柄滑块机构 把转动转化成移动，如冲压机。
2、摇杆滑块机构
§6-2 平面连杆机构
3、曲柄摇块机构
4、导杆机构
§6-2 平面连杆机构
四、 平面四杆机构的运动特性
1、急回特性 从图6-28中分析，摇杆的行程往返一样，但曲柄转
过的圆心角不相等。曲柄作等角速运动，转过的圆心角 大，所需要的时间长；反之，所需要的时间短。在相同 的行程中，时间长的转动速度必然慢，反之必然快，使 摇杆出现快速返回，称为回程的急回特性。
§6-1构件、运动副与平面机构
三、平面机构运动简图
只应用一些简单的苻号按一定的比例确定运动副 和构件的相对位置，表示机构各构件间的运动关系的图 形称平面机构运动简图。
§6-2 平面连杆机构
一、基本型式－铰链四杆机构 其它四杆机构由它演变而得。
组成：4—机架 →固定不动
1,3—连架杆→定轴转动
作整周转动—曲柄
§6-4 间歇运动机构
二、主要参数
1、棘轮齿数 z 2、棘轮齿距 P 3、棘轮模数 m
4、棘轮齿面倾角 三、棘轮机构的应用
§6-4 间歇运动机构
四、槽轮。机构的结构和运动特点
1、结构 拨销、槽轮、机架三构件。 2、运动特点 槽轮作等角度的间歇转动。
§6-4 间歇运动机构
五、槽轮机构的主源自文库参数
1、槽数k 1-5 2、圆销数 z 1-6 3、运动系数
§6-2 平面连杆机构
C
2C 2
3 3
BB 11 44 DD
AA
雷达天线俯仰机构
曲柄主动
2、双曲柄机构
特征：两个曲柄
缝纫机踏板机构
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。如惯性筛等。
§6-2 平面连杆机构
插床机构
§6-2 平面连杆机构
3
6E
12C 3
B 1
4D A
惯性筛机构
B B’
C C’
A
D
AB = CD BC = AD
§6-4 间歇运动机构
2、运动特点
（1）主动轮作连续的匀速转动，转化成间歇的断续 的运动。转角准确、有级调节，棘轮的转角比较小，一 般不大于45°。
摩擦式 可无级调节转角，运动平稳。 外接式，尺寸大；内接式，结构紧凑。 （2）噪音、冲击、磨损铰大。不适用于高速。 （3）可用改变摇杆摆角或在棘轮上加遮板调节转角。 （4）双向式棘爪调节棘轮转向。
（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于 其余两杆长度之和。（杆长条件）
（2）连架杆或机架中必有一杆为最短杆。
结论（二）：判断铰链四杆机构是何种机构的方法
(1)、先判断机构是否满足杆长条件，如不满足，则该机构是 双摇杆机构； (2)、如满足杆长条件，要看最短杆。
最短杆为机架，机构是双曲柄机构； 最短杆为连架杆，机构是曲柄摇杆机构； 最短杆为连杆，机构是双摇杆机构。
连杆2
作往复摆动—摇杆
连架杆3
2—连杆→平面运动
连架杆1
根据连架杆运动形式的 不同，可分为三种基本形式。
1.曲柄摇杆机构
机架4
可动画演示
在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。
一般 曲柄主动，作等速回转（画出轨迹圆） 也可摇杆主动,
摇杆从动，作变速往复摆动
曲柄从动
§6-2 平面连杆机构
曲柄摇杆机构的应用
§6-1构件、运动副与平面机构
一、运动副
按接触状态分为点、线接触的高副；面接触的低 副。
低副又分为曲面接触的转动副；平面接触的移动 副。
§6-1构件、运动副与平面机构
§6-1构件、运动副与平面机构
§6-1构件、运动副与平面机构
二、构件
构件可以是一个零件，更多 的是多个零件的组合体。构件两 端的运动副可以是转动副、移动 副或高副。
§6-3 凸轮机构
五、凸轮机构的传力特性
压力角如图6－44
所示，从动件的压力角 大小影响到从动件的传 力特性，压力角越小， 产生有效分力越大，所 以将压力角控制在一定 的范围内，如推程角小 于30度。
§6-4 间歇运动机构
一、棘轮机构与运动特点
1、组成 棘轮机构 棘爪、棘轮、机架等三构件。
§6-4 间歇运动机构
§6-2 平面连杆机构
4、.已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长度分 别为18mm和45mm，则当连杆的长度在什么范围内， 该机构为曲柄摇杆机构？
分析：1.连杆的长度不可能是最短杆，否则的话为 双摇杆机构；
2.根据分析1确定18mm为最短杆；
3.说明连杆要么是最长杆，要么45mm的杆为最长杆； 解：设连杆的长度为Xmm（属于“a+d≤c+b”的形式）
的压强大，不适于重载的工作条件。
二、凸轮机构的类型 1、按凸轮的形状和从动件的端部结构分类：
盘形凸轮：如常见的补鞋机手摇轮为盘形双凸轮 。 移动凸轮：常用钥匙与锁心的弹子。 圆柱凸轮：如图所示。
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
2、按照从动件的形状分： 尖顶从动件 滚子从动件
①当Ｘmm为最长杆时：即18+X≤40+45 ∴X ≤67 ②当45mm为最长杆时：即18+45≤40+x
∴X ≥23 ∴当23≤X ≤67时，该机构为曲柄摇杆机构
§6-2 平面连杆机构
课堂总结：
一、运动副：高副为点、线接触；
低副为面接触（转动副、移动副）
二、铰链四杆机构曲柄存在的
必要条件为：
最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两 杆长度之和（杆长条件）
§6-2 平面连杆机构
2、压力角
如图6－29所示，C点的绝对速度与受力方向的压力 角为压力角，压力角与传动角互成90度，传动角的大小 由连杆和摇杆的夹角组成，在运动中容易观察，所以常 用传动角来控制压力角的大小。
§6-2 平面连杆机构
3、死点
死点形成前提是在曲柄摇杆机构中，以摇杆作为主 动构件，当摇杆在两极限位置，极位夹角成0°或180° 时，曲柄的力臂为0。此时无论施加多大的作用力，曲 柄都不可能转动，称之为死点位置。
§6-2 平面连杆机构
3、 图中各杆件长为： AB=800mm,BC=1300m m,CD=1000mm,AD =1200mm,取各杆件为机 架，可得何种机构？
解：800+1300 1200+1000，满足杆长条件
取AB为机架，为双曲柄机构； 取BC为机架，为曲柄摇杆机构； 取CD为机架，为双摇杆机构； 取AD为机架，为曲柄摇杆机构。
第六章 常用机构
授课人：李慧玲
第六章 常用机构
机构是机械基础的重要内容，它将连续 的转动改变成执行元件所需要的其它运动 形式，如直线运动、间歇运动等。
常见的机构有平面四杆机构、凸轮机构 棘轮机构、槽轮机构等。
机器是由各种机构和传动组成的，掌握 机构的组成和特点，是了解和正确使用机 器的必备基础知识。
2.已知四杆机构。四根杆的长度分别为LCD=500mm， LAD=240mm，LAB=600mm，LBC=400mm，试证明当取 杆LAB为机架时有否曲柄存在？若分别以LBC和LAD为 机架时各得到什么机构？ 3、练习册：P45----P46,做在书上。
谢谢大家！
§6-2 平面连杆机构 三、含有一个移动副的四杆机构
§6-2 平面连杆机构
2.试判别下面二个图分别属于什么类型,并说明连架杆的 名称？
C B 20
19 13
A
24
D
C B 15
11
25
A
26
D
∵13+24<20+19 又∵杆AD是最短杆相邻的杆件
∴此机构属于曲柄摇杆机构 其中AB为曲柄、CD为摇杆
∵11+26<15+25 又∵杆CD是最短杆相对的杆件
平底从动件
§6-3 凸轮机构
3、按照从动件的运动形式分
移动从动件 摆动从动件
二、凸轮机构的材料及结构
1、材料 凸轮 高副点线接触的压强大，要求耐磨损材
料，凸轮和滚子选45、40Cr，外轮廓淬火热处理。 从动杆 端部作淬火热处理。
2、结构 凸轮按结构大小做成凸轮轴或凸轮与轴分别加工，
然后再用键或销连接起来。
课堂练习
§6-2 平面连杆机构
1. 试判别下面两个图分别属于什么类型并说明连 架杆的名称？
C B 20
18 15
A
30
D
∵15+30>20+18 ∴此机构属于双摇杆机构 其中AB、CD都为摇杆
C B 17
22 10
A
28
D
∵10+28<17+22 又∵最短杆AB固定作为机架
∴此机构属于双曲柄机构 其中AD、BC都为曲柄
特例：平行四边形机构 特征：两连架杆等长且平行，连杆作平动
实例：火车轮 、摄影升降台
§6-2 平面连杆机构
3、双摇杆机构
特征：两个摇杆
应用举例：铸造翻箱机构 、飞机起落架机构
特例：等腰梯形机
构－汽车转向机构
面包车后窗机构
D
A
E
C
B
§6-2 平面连杆机构
二、铰链四杆机构基本类型的判别 1.当a+d≤c+b时： a为最短杆；d为最长杆
充分条件为：连架杆和机架中至少有一个杆为最 短杆。①当最短杆为连架杆时为曲柄摇杆机构 ；②当最短杆为机架时为双曲柄机构；③当最 短杆为连杆时为双摇杆机构。
如果不满足必要条件，则不论何杆为机架，都得 双摇杆机构。
§6-2 平面连杆机构
布置作业：
1.有一四杆机构，各杆的尺寸为：AB=130，BC=150 ，CD=50，AD=200，若取AD为机架，则此机构属于 ；若以CD为机架，则此机构又属于 。
§6-2 平面连杆机构
解决死点位置的方法
是加惯性轮，靠惯性的作 用冲过死点，或者采用机 构错位排列的方法。可以 利用死点作有用的工作， 如作夹具或飞机起落架。
§6-3 凸轮机构
一、凸轮的组成与特点
1、组成 由凸轮、从动件和机架等三个构件组成。
2、特点 将凸轮连续匀速转动转变成从动件断续非匀速的
直线运动或摆动。 具有构件数少，结构紧凑的特点，但点、线接触
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
三、凸轮机构的 运动分析
1、从动件的运动曲 线
从动件的位 移曲线与盘形凸 轮运动轮廓成一 一对应关系。如 图6－40所示。
2、盘形凸轮
几个参数― 基圆半径，远、 近休止角，回程 角。
§6-3 凸轮机构
3、从动件的基本运动规律
常用有等速运动规律， 如图6－41所示；等加等减 速运动规律，如图6－42所 示。主要研究各种运动规律 的加速度大小，因为加速度 与从动件的质量乘积是冲击 力，在从动件的质量一定的 条件下，加速度越大，冲击
§6-4 间歇运动机构 六、槽轮机构的应用
b
B
a
A
C
c 与最短杆相邻的杆AD固定，此时为：
D
曲柄摇杆机构
d
bC
B
c
a
A
dD
最短杆AB固定，此时为 ：
双曲柄机构
bC
B
与最短杆相对的杆CD固定，此时为：
a
c
双摇杆机构
A
d
D
§6-2 平面连杆机构
2.当a+d>c+b时：
bC
B
a
c
A
d
D
无论哪根杆固定都为 双摇杆机构。
§6-2 平面连杆机构
结论（一）： 通过分析，可得出铰链四杆机 构曲柄存在的条件是：
力也越大。
（1）等速运动规律
§6-3 凸轮机构 （2）等加速等减速运动规律
四、平面凸轮轮廓曲线的绘制
如图6－43所示，已知从动件的位移曲线，盘形凸轮 基圆半径，采用反转法的方法绘制。
§6-3 凸轮机构
步骤：先选比例尺；作基圆半径，把基圆半径 和位移曲线作相应的等分；按反转法把从动件逆 转；作相应的位移；所得到从动件尖端的点用光 滑曲线连接，即为盘形凸轮轮廓曲线。
1、曲柄滑块机构 把转动转化成移动，如冲压机。
2、摇杆滑块机构
§6-2 平面连杆机构
3、曲柄摇块机构
4、导杆机构
§6-2 平面连杆机构
四、 平面四杆机构的运动特性
1、急回特性 从图6-28中分析，摇杆的行程往返一样，但曲柄转
过的圆心角不相等。曲柄作等角速运动，转过的圆心角 大，所需要的时间长；反之，所需要的时间短。在相同 的行程中，时间长的转动速度必然慢，反之必然快，使 摇杆出现快速返回，称为回程的急回特性。
§6-1构件、运动副与平面机构
三、平面机构运动简图
只应用一些简单的苻号按一定的比例确定运动副 和构件的相对位置，表示机构各构件间的运动关系的图 形称平面机构运动简图。
§6-2 平面连杆机构
一、基本型式－铰链四杆机构 其它四杆机构由它演变而得。
组成：4—机架 →固定不动
1,3—连架杆→定轴转动
作整周转动—曲柄
§6-4 间歇运动机构
二、主要参数
1、棘轮齿数 z 2、棘轮齿距 P 3、棘轮模数 m
4、棘轮齿面倾角 三、棘轮机构的应用
§6-4 间歇运动机构
四、槽轮。机构的结构和运动特点
1、结构 拨销、槽轮、机架三构件。 2、运动特点 槽轮作等角度的间歇转动。
§6-4 间歇运动机构
五、槽轮机构的主源自文库参数
1、槽数k 1-5 2、圆销数 z 1-6 3、运动系数
§6-2 平面连杆机构
C
2C 2
3 3
BB 11 44 DD
AA
雷达天线俯仰机构
曲柄主动
2、双曲柄机构
特征：两个曲柄
缝纫机踏板机构
作用：将等速回转转变为等速或变速回转。如惯性筛等。
§6-2 平面连杆机构
插床机构
§6-2 平面连杆机构
3
6E
12C 3
B 1
4D A
惯性筛机构
B B’
C C’
A
D
AB = CD BC = AD
§6-4 间歇运动机构
2、运动特点
（1）主动轮作连续的匀速转动，转化成间歇的断续 的运动。转角准确、有级调节，棘轮的转角比较小，一 般不大于45°。
摩擦式 可无级调节转角，运动平稳。 外接式，尺寸大；内接式，结构紧凑。 （2）噪音、冲击、磨损铰大。不适用于高速。 （3）可用改变摇杆摆角或在棘轮上加遮板调节转角。 （4）双向式棘爪调节棘轮转向。
（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于 其余两杆长度之和。（杆长条件）
（2）连架杆或机架中必有一杆为最短杆。
结论（二）：判断铰链四杆机构是何种机构的方法
(1)、先判断机构是否满足杆长条件，如不满足，则该机构是 双摇杆机构； (2)、如满足杆长条件，要看最短杆。
最短杆为机架，机构是双曲柄机构； 最短杆为连架杆，机构是曲柄摇杆机构； 最短杆为连杆，机构是双摇杆机构。
连杆2
作往复摆动—摇杆
连架杆3
2—连杆→平面运动
连架杆1
根据连架杆运动形式的 不同，可分为三种基本形式。
1.曲柄摇杆机构
机架4
可动画演示
在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。
一般 曲柄主动，作等速回转（画出轨迹圆） 也可摇杆主动,
摇杆从动，作变速往复摆动
曲柄从动
§6-2 平面连杆机构
曲柄摇杆机构的应用
§6-1构件、运动副与平面机构
一、运动副
按接触状态分为点、线接触的高副；面接触的低 副。
低副又分为曲面接触的转动副；平面接触的移动 副。
§6-1构件、运动副与平面机构
§6-1构件、运动副与平面机构
§6-1构件、运动副与平面机构
二、构件
构件可以是一个零件，更多 的是多个零件的组合体。构件两 端的运动副可以是转动副、移动 副或高副。
§6-3 凸轮机构
五、凸轮机构的传力特性
压力角如图6－44
所示，从动件的压力角 大小影响到从动件的传 力特性，压力角越小， 产生有效分力越大，所 以将压力角控制在一定 的范围内，如推程角小 于30度。
§6-4 间歇运动机构
一、棘轮机构与运动特点
1、组成 棘轮机构 棘爪、棘轮、机架等三构件。
§6-4 间歇运动机构
§6-2 平面连杆机构
4、.已知在四杆机构中，机架长40mm，两连架杆长度分 别为18mm和45mm，则当连杆的长度在什么范围内， 该机构为曲柄摇杆机构？
分析：1.连杆的长度不可能是最短杆，否则的话为 双摇杆机构；
2.根据分析1确定18mm为最短杆；
3.说明连杆要么是最长杆，要么45mm的杆为最长杆； 解：设连杆的长度为Xmm（属于“a+d≤c+b”的形式）
的压强大，不适于重载的工作条件。
二、凸轮机构的类型 1、按凸轮的形状和从动件的端部结构分类：
盘形凸轮：如常见的补鞋机手摇轮为盘形双凸轮 。 移动凸轮：常用钥匙与锁心的弹子。 圆柱凸轮：如图所示。
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
2、按照从动件的形状分： 尖顶从动件 滚子从动件
①当Ｘmm为最长杆时：即18+X≤40+45 ∴X ≤67 ②当45mm为最长杆时：即18+45≤40+x
∴X ≥23 ∴当23≤X ≤67时，该机构为曲柄摇杆机构
§6-2 平面连杆机构
课堂总结：
一、运动副：高副为点、线接触；
低副为面接触（转动副、移动副）
二、铰链四杆机构曲柄存在的
必要条件为：
最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两 杆长度之和（杆长条件）
§6-2 平面连杆机构
2、压力角
如图6－29所示，C点的绝对速度与受力方向的压力 角为压力角，压力角与传动角互成90度，传动角的大小 由连杆和摇杆的夹角组成，在运动中容易观察，所以常 用传动角来控制压力角的大小。
§6-2 平面连杆机构
3、死点
死点形成前提是在曲柄摇杆机构中，以摇杆作为主 动构件，当摇杆在两极限位置，极位夹角成0°或180° 时，曲柄的力臂为0。此时无论施加多大的作用力，曲 柄都不可能转动，称之为死点位置。