常用机构
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第五章
常用机构
机器人的结构十分复杂，它的操纵控制 系统也非常先进；毕竟，机器人肢体动作的 传动还是要由各种各样的基本机构来完成。
动画演示
牛头刨床加工工 件时，刀架（随着滑 枕）的直线往复运动 是通过摆动导杆机构 来实现的。
动画演示
第五章 常用机构
§5－1 铰链四杆机构 §5－2 凸轮机构 §5－3 棘轮机构和槽轮机构
动画演示
曲柄滑块机构应用实例2——冲压机 • 冲压机应用曲柄滑块机构将曲轴（相当于曲柄） 的旋转运动转换为冲压头（相当于滑块）的往复 直线运动。
曲柄滑块机构应用实例3——滚轮送料机 • 曲柄AB每转动一周，滑块C就从料槽中推出一个 工件。
曲柄滑块机构的演化形式——摆动导杆机构
• 取曲柄滑块机构中的曲柄作机架，使原有连杆缩 短于机架并转化为新的曲柄。（原导轨转化为摆 动导杆）
棘轮机构的常用类型 • 棘轮有外齿棘轮和内齿棘轮两种 ，常用的外 齿棘轮机构有如下几种形式：
1.单动式棘轮机构
2.双动式棘轮机构
3.可变向棘轮机构
4.摩擦式棘轮机构
1.单动式棘轮机构 • 该机构的特点是摇杆往复 摆动一次，棘爪单方向推
动棘轮间歇地转动一次。
动画演示
2.双动式棘轮机构 • 该机构在工作原理上可看作 为两个单动式棘轮机构轮流 工作的组合，摇杆往复摆动 时，两个棘爪交替地推动棘 轮作间歇的转动。这种机构 的特点是摇杆往复摆动一次， 能使棘轮沿同一方向间歇地 转动两次，但每次停歇的时 间较短，棘轮每次的转角也 较小。
动画演示
双摇杆机构应用实例1——起重吊车机构 • 两摇杆AB和DC往复摆动，连杆BC外伸端部E点的 运动轨迹近似水平，能使重物平稳移动
动画演示
双摇杆机构应用实例2——车轮转向机构 • 四杆件构成等腰梯形，按箭头方向牵动摇杆CD的 延伸端点E ，可使两摇杆AB，CD同向摆动并带动 两轮同时转向 。
速度趋于无限大，因此会引起强烈的惯性冲击， 这种冲击对凸轮机构的工作影响很大，所以匀速 运动规律一般只适用于低速或从动件质量较小的 场合。
2.匀加速匀减速运动规律
• 从动件在上升行程的前半段按匀加速上升，后半段按匀减速 继续上升至最大行程；回程时前半段按匀加速下降，后半段 按匀减速继续下降至初始位置。
牛头刨床滑枕驱动机构
动画演示
曲柄滑块机构的演化形式——摇块机构 • 取曲柄滑块机构中的连杆作机架。（原滑块转化 为摇块）
自卸汽车卸料机构
曲柄滑块机构的演化形式——移动导杆机构 • 以曲柄滑块机构中的滑块为机架。（原导轨转化 为移动导杆）
手压抽水机
动画演示
§5－2
凸轮机构
凸轮是具有控制从动件运动规律的曲线轮 廓的构件，含有凸轮的机构称为凸轮机构。
§5－1 铰链四杆机构
一、铰链四杆机构的组成及基本形式 二、曲柄摇杆机构 三、双曲柄机构 四、双摇杆机构 五、曲柄滑块机构及其演化形式
缝纫机踏板的上下摆动是应用曲柄摇杆 机构而转化为带轮转动的。
动画演示
内燃机活塞的冲程直线运动是应用曲柄 滑块机构而转化为旋转运动的。
动画演示
铰链（即转动副）的形式很多，在日常 生活中，门和家具上用的合页也是铰链连接 的具体应用。
S
等加速 上升
等减速 等加速 下降 上升
等减速 下降
h
动画演示
0 δ1 /2
δ1
δ1 /2
δ2 /2 δ2
δ2 /2
δ
• 匀加速匀减速运动规律的特点是：在一个运动循 环中，从动件的运动速度逐步增大又逐步减小， 避免了运动速度的突变；但在从动件运动的起始 点、转折点和终了点仍存在着加速度的有限突变， 还会有一定的惯性冲击，所以这种运动规律适用 于凸轮为中、低速转动，从动件质量不大的场合。
动画演示
• 止点位置 摇杆处于C1D或C2D两 极限位置时，连杆BC与 曲柄AB两次共线，此时， 摇杆经连杆施加给曲柄 的力F1或F2必然通过铰 链中心A，曲柄不能获得 转矩，机构将趋于静止 状态。机构所处的这种 位置称为止点位置。
动画演示
三、双曲柄机构
若将曲柄摇杆机构中的最短杆固定为 机架时，根据转动副运动的可逆性原理， 与机架相连的两连架杆均可作整周转动， 即形成双曲柄机构。
动画演示
双摇杆机构应用实例3——飞机起落架机构 • 主动摇杆AB通过连杆BC带动从动摇CD杆动作， 实现起落架的收放。 • 图示状态，摇杆AB与连杆BC共线，机构处于止点 位置，可防止起落架自行收回 。
动画演示
双摇杆机构应用实例4——夹紧机构 • 手柄与连杆BC连为一体，扳动手柄可夹紧或松开 工件。 • 图示状态，连杆BC与摇杆CD共线，机构处于止 点位置，可提高工件夹紧的可靠性。
动画演示
棘轮机构的工作原理 • 棘轮机构通常由曲柄摇杆机构来驱动，棘轮用 键与传动轴相联接，摇杆空套在棘轮轴上。当 摇杆逆时针摆动时，铰接在摇杆上的棘爪2插 入棘轮的齿槽内，推动棘轮同向转过一定角度； • 当摇杆顺时针摆动时，棘爪2从棘轮的齿背上 滑过，棘轮静止不动；止回棘爪6起阻止棘轮 回转作用。这样，摇杆连续往复摆动，棘轮则 间歇地作单方向转动。
动画演示
铰链四杆机构的基本形式1 • 根据两连架杆中曲柄存在形式的不同，铰链四杆 机构分为三种基本形式： 1）曲柄摇杆机构 2）双曲柄机构 3）双摇杆机构
二、曲柄摇杆机构
• 在铰链四杆机构的两连架杆中，若一个为曲柄， 而另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构 。
动画演示
视频
• 铰链四杆机构中，曲柄存在的杆长条件为： 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余 两杆的长度之和。
双曲柄机构应用实例4——汽车门启闭机构 • 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC带动摇 杆CD往复摆动，摇杆延伸端实现剪板机上刃口的 开合剪切动作 。
四、双摇杆机构
• 将曲柄摇杆机构中的最短 杆的对杆固定为机架时， 即形成双摇杆机构； • 若铰链四杆机构中，最短 杆与最长杆的长度之和大 于其余两杆的长度之和， 不论以哪一杆为机架，均 为双摇杆机构。
凸轮机构的工作原理
动画演示
• 凸轮机构从动件的运动规律有很多种，常 用的运动规律有匀速运动规律和匀加速匀
减速运动规律。
1.匀速运动规律 匀速运动规律是指从动件在上升过程和下 降过程中其速度保持不变的运动规律。
• 从动件匀速运动规律的特点是：在从动件运动的
起始点、转折点和终了点都有速度的突变，使加
动画演示
常见的双曲柄机构形式有：
1)两曲柄长度不同的不等长双曲柄机构；
2)四个杆件形成平行四边形的平行双曲柄机构； 3)相对的两杆件分别等长但互不平行的反向双曲柄机构。
双曲柄机构应用实例1——惯性筛 • 四杆件构成不等长双曲柄机构。主动曲柄AB匀速 转动，从动曲柄CD作变速转动并通过附加连杆 CE带动筛子作变速往复直线运动，以使被筛物料 获得较好的筛分效果。
棘轮机构是间歇机构的一种形式，它将主
动件的连续运动转换为从动件的间歇运动。 棘轮机构的特点是结构简单，制造方便， 棘轮的转角可在一定范围内调节，但工作时 易产生冲击和噪声，适用于低速、转角不大
和传动平稳性要求不高的场合。
棘轮机构的组成 • 棘轮机构主要由 摇杆1、棘轮4、
棘爪2、止回棘爪
6和机架等组成。
一、铰链四杆机构的组成及基本形式
铰链四杆机构是由四个杆件通过铰链连接而成 的传动机构，简称四杆机构 。
动画演示
视频
在机构简图中，小圆圈表示铰链，线段表示构
件；
带一组短斜线的线段或者两固定铰链间的假想
连线表示机构中固定不动的构件。
铰链四杆机构中各构件名称
在铰链四杆机构中固定不动的构件4称为机架，与机架 直接相连的构件1、3称为连架杆，与机架不直接相连的构 件2称为连杆。 在连架杆中，能做整周转动的称为曲柄，不能作整周转 动的称为摇杆。
一、凸轮机构的组成和特点 二、凸轮机构的分类和应用
三、从动件常用的运动规律
视频
• 多缸内燃机配气机构工作时，匀速回转的凸轮1迫 使气门3往复移动，以使气口开启或关闭；通过多 个凸轮的协调动作，控制着各个气缸按预定规律 完成进气和排气的工作循环。动画演示1 动画演示2
一、凸轮机构的组成和特点
凸轮机构的组成
五、曲柄滑块机构及其演化形式
• 曲柄滑块机构，它是将曲柄摇杆机构中的摇杆转 化为滑块而得来的一种演化形式。当曲柄AB匀速 转动时，通过连杆BC带动滑块3在机架导轨上作往 复直线运动。
来自百度文库动画演示
曲柄滑块机构应用实例1——内燃机气缸 • 内燃机应用曲柄滑块机构将活塞（相当于滑块） 的往复直线运动转换为曲轴（相当于曲柄）的旋 转运动。
二、凸轮机构的分类和应用
1、凸轮机构的分类 凸轮机构的种类很多，通常按凸轮形状和从 动件的端部结构分类。 2、凸轮机构的应用 应用实例 1 应用实例 2
凸轮机构分类（1）
凸轮机构分类（2）
动画演示1 动画演示2
凸轮机构应用实例1——靠模车削机构 • 靠模板4（相当于移动凸 轮）固定在车床床身上。 车削加工时，工件旋转， 刀架3带动车刀2（从动件） 沿工件轴向移动，由靠模 板曲线轮廓控制车刀相对 于工件的径向进给；车刀 按预定规律动作，从而车 削出具有曲面轮廓的工件。
• 摇杆CD（相当于踏板）为主 动件并往复摆动，通过连杆 BC驱动从动曲柄AB作整周转 动。
动画演示
曲柄摇杆机构运动特性分析
• 当曲柄为主动件并作匀速转动时，摇杆作 往复摆动且有急回运动特性； • 而当摇杆为主动件驱动曲柄作整周转动时， 机构会出现两个止点位置。
• 急回特性 若曲柄匀速转动，很 明显曲柄转过角 φ1=180°+θ比转过角 φ2=180°- θ需要的时间 要多，这说明摇杆往复 摆动的平均速度不同。 铰链四杆机构的这种特 性称为摇杆的急回运动 特性。
•
凸轮机构，它主要由 凸轮、从动件和固定 机架三个构件组成。 从动件靠重力或弹簧 力与凸轮紧密接触， 凸轮转动时，从动件 作往复移动。
凸轮机构的特点 • 凸轮机构的基本特点是能使从动件获得较复杂 且准确的预期运动规律；
• 凸轮轮廓与从动件的接触面积小，所以接触处 压强大，易磨损，因而不能承受很大的负荷； • 凸轮是一个具有特定曲线轮廓的构件，轮廓精 度要求高时需用数控机床进行加工。
§5－3 棘轮机构和槽轮机构
棘轮机构和槽轮机构都属于间歇运动机构。 间歇运动机构是指主动件作连续运动而从动 件作间歇运动的机构。这种机构多用于机械 的进给、送料等装置。
一、棘轮机构 二、槽轮机构
一、棘轮机构
• 棘轮机构的特点 • 棘轮机构的组成 • 棘轮机构的工作原理
• 棘轮机构的常用类型
棘轮机构的特点
曲柄摇杆机构应用实例3——搅拌器
• 主动曲柄AB匀速转动，摇杆CD往复摆动， 连杆BC的外伸端部E按预定曲线运动，从而 完成搅拌动作 。
动画演示
曲柄摇杆机构应用实例4——汽车窗刮雨器
• 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC 带动摇杆CD往复摆动，摇杆外伸端实现刮 窗动作 。
曲柄摇杆机构应用实例5——缝纫机踏板机构
曲柄摇杆机构应用实例1——剪板机
• 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC 带动摇杆CD往复摆动，摇杆延伸端实现剪 板机上刃口的开合剪切动作 。
曲柄摇杆机构应用实例2——雷达天线俯仰摆动机构
• 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC 带动摇杆CD往复摆动，以实现雷达天线的 俯仰动作。
动画演示
动画演示
双曲柄机构应用实例2——天平 • 利用平行双曲柄机构两曲柄的旋转方向和角速 度均相同的特性，保证两天平盘始终保持水平 状态 。
双曲柄机构应用实例3——码垛机械手 • 四杆件构成平行双曲柄机构。两曲柄的旋转方向 和角速度均相同。牵动主动曲柄AB的延伸端E ， 可使连杆BC带动机械手平行升降移动，以便平稳 码垛 。
动画演示
凸轮机构应用实例2——自动进刀机构 • 在圆柱表面开出曲线凹 槽的圆柱凸轮1转动时， 凹槽的侧面推动摆杆2 端部的滚子，使摆杆绕 固定铰链C的回转中心 摆动，摆杆另一端的扇 形齿轮与刀架底部的齿 条相啮合，使刀架实现 进刀和退刀动作。
动画演示
三、从动件常用的运动规律
凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律，而 从动件的运动规律是指从动件在运动时，其位移s、 速度v 和加速度a 随时间t变化的规律。 由于一般凸轮为匀速转动，其转角δ与时间t成 正比，所以从动件的运动规律通常表示为从动件的 运动参数随凸轮转角δ变化的规律。
常用机构
机器人的结构十分复杂，它的操纵控制 系统也非常先进；毕竟，机器人肢体动作的 传动还是要由各种各样的基本机构来完成。
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牛头刨床加工工 件时，刀架（随着滑 枕）的直线往复运动 是通过摆动导杆机构 来实现的。
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第五章 常用机构
§5－1 铰链四杆机构 §5－2 凸轮机构 §5－3 棘轮机构和槽轮机构
动画演示
曲柄滑块机构应用实例2——冲压机 • 冲压机应用曲柄滑块机构将曲轴（相当于曲柄） 的旋转运动转换为冲压头（相当于滑块）的往复 直线运动。
曲柄滑块机构应用实例3——滚轮送料机 • 曲柄AB每转动一周，滑块C就从料槽中推出一个 工件。
曲柄滑块机构的演化形式——摆动导杆机构
• 取曲柄滑块机构中的曲柄作机架，使原有连杆缩 短于机架并转化为新的曲柄。（原导轨转化为摆 动导杆）
棘轮机构的常用类型 • 棘轮有外齿棘轮和内齿棘轮两种 ，常用的外 齿棘轮机构有如下几种形式：
1.单动式棘轮机构
2.双动式棘轮机构
3.可变向棘轮机构
4.摩擦式棘轮机构
1.单动式棘轮机构 • 该机构的特点是摇杆往复 摆动一次，棘爪单方向推
动棘轮间歇地转动一次。
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2.双动式棘轮机构 • 该机构在工作原理上可看作 为两个单动式棘轮机构轮流 工作的组合，摇杆往复摆动 时，两个棘爪交替地推动棘 轮作间歇的转动。这种机构 的特点是摇杆往复摆动一次， 能使棘轮沿同一方向间歇地 转动两次，但每次停歇的时 间较短，棘轮每次的转角也 较小。
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双摇杆机构应用实例1——起重吊车机构 • 两摇杆AB和DC往复摆动，连杆BC外伸端部E点的 运动轨迹近似水平，能使重物平稳移动
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双摇杆机构应用实例2——车轮转向机构 • 四杆件构成等腰梯形，按箭头方向牵动摇杆CD的 延伸端点E ，可使两摇杆AB，CD同向摆动并带动 两轮同时转向 。
速度趋于无限大，因此会引起强烈的惯性冲击， 这种冲击对凸轮机构的工作影响很大，所以匀速 运动规律一般只适用于低速或从动件质量较小的 场合。
2.匀加速匀减速运动规律
• 从动件在上升行程的前半段按匀加速上升，后半段按匀减速 继续上升至最大行程；回程时前半段按匀加速下降，后半段 按匀减速继续下降至初始位置。
牛头刨床滑枕驱动机构
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曲柄滑块机构的演化形式——摇块机构 • 取曲柄滑块机构中的连杆作机架。（原滑块转化 为摇块）
自卸汽车卸料机构
曲柄滑块机构的演化形式——移动导杆机构 • 以曲柄滑块机构中的滑块为机架。（原导轨转化 为移动导杆）
手压抽水机
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§5－2
凸轮机构
凸轮是具有控制从动件运动规律的曲线轮 廓的构件，含有凸轮的机构称为凸轮机构。
§5－1 铰链四杆机构
一、铰链四杆机构的组成及基本形式 二、曲柄摇杆机构 三、双曲柄机构 四、双摇杆机构 五、曲柄滑块机构及其演化形式
缝纫机踏板的上下摆动是应用曲柄摇杆 机构而转化为带轮转动的。
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内燃机活塞的冲程直线运动是应用曲柄 滑块机构而转化为旋转运动的。
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铰链（即转动副）的形式很多，在日常 生活中，门和家具上用的合页也是铰链连接 的具体应用。
S
等加速 上升
等减速 等加速 下降 上升
等减速 下降
h
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0 δ1 /2
δ1
δ1 /2
δ2 /2 δ2
δ2 /2
δ
• 匀加速匀减速运动规律的特点是：在一个运动循 环中，从动件的运动速度逐步增大又逐步减小， 避免了运动速度的突变；但在从动件运动的起始 点、转折点和终了点仍存在着加速度的有限突变， 还会有一定的惯性冲击，所以这种运动规律适用 于凸轮为中、低速转动，从动件质量不大的场合。
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• 止点位置 摇杆处于C1D或C2D两 极限位置时，连杆BC与 曲柄AB两次共线，此时， 摇杆经连杆施加给曲柄 的力F1或F2必然通过铰 链中心A，曲柄不能获得 转矩，机构将趋于静止 状态。机构所处的这种 位置称为止点位置。
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三、双曲柄机构
若将曲柄摇杆机构中的最短杆固定为 机架时，根据转动副运动的可逆性原理， 与机架相连的两连架杆均可作整周转动， 即形成双曲柄机构。
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双摇杆机构应用实例3——飞机起落架机构 • 主动摇杆AB通过连杆BC带动从动摇CD杆动作， 实现起落架的收放。 • 图示状态，摇杆AB与连杆BC共线，机构处于止点 位置，可防止起落架自行收回 。
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双摇杆机构应用实例4——夹紧机构 • 手柄与连杆BC连为一体，扳动手柄可夹紧或松开 工件。 • 图示状态，连杆BC与摇杆CD共线，机构处于止 点位置，可提高工件夹紧的可靠性。
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棘轮机构的工作原理 • 棘轮机构通常由曲柄摇杆机构来驱动，棘轮用 键与传动轴相联接，摇杆空套在棘轮轴上。当 摇杆逆时针摆动时，铰接在摇杆上的棘爪2插 入棘轮的齿槽内，推动棘轮同向转过一定角度； • 当摇杆顺时针摆动时，棘爪2从棘轮的齿背上 滑过，棘轮静止不动；止回棘爪6起阻止棘轮 回转作用。这样，摇杆连续往复摆动，棘轮则 间歇地作单方向转动。
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铰链四杆机构的基本形式1 • 根据两连架杆中曲柄存在形式的不同，铰链四杆 机构分为三种基本形式： 1）曲柄摇杆机构 2）双曲柄机构 3）双摇杆机构
二、曲柄摇杆机构
• 在铰链四杆机构的两连架杆中，若一个为曲柄， 而另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构 。
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视频
• 铰链四杆机构中，曲柄存在的杆长条件为： 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余 两杆的长度之和。
双曲柄机构应用实例4——汽车门启闭机构 • 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC带动摇 杆CD往复摆动，摇杆延伸端实现剪板机上刃口的 开合剪切动作 。
四、双摇杆机构
• 将曲柄摇杆机构中的最短 杆的对杆固定为机架时， 即形成双摇杆机构； • 若铰链四杆机构中，最短 杆与最长杆的长度之和大 于其余两杆的长度之和， 不论以哪一杆为机架，均 为双摇杆机构。
凸轮机构的工作原理
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• 凸轮机构从动件的运动规律有很多种，常 用的运动规律有匀速运动规律和匀加速匀
减速运动规律。
1.匀速运动规律 匀速运动规律是指从动件在上升过程和下 降过程中其速度保持不变的运动规律。
• 从动件匀速运动规律的特点是：在从动件运动的
起始点、转折点和终了点都有速度的突变，使加
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常见的双曲柄机构形式有：
1)两曲柄长度不同的不等长双曲柄机构；
2)四个杆件形成平行四边形的平行双曲柄机构； 3)相对的两杆件分别等长但互不平行的反向双曲柄机构。
双曲柄机构应用实例1——惯性筛 • 四杆件构成不等长双曲柄机构。主动曲柄AB匀速 转动，从动曲柄CD作变速转动并通过附加连杆 CE带动筛子作变速往复直线运动，以使被筛物料 获得较好的筛分效果。
棘轮机构是间歇机构的一种形式，它将主
动件的连续运动转换为从动件的间歇运动。 棘轮机构的特点是结构简单，制造方便， 棘轮的转角可在一定范围内调节，但工作时 易产生冲击和噪声，适用于低速、转角不大
和传动平稳性要求不高的场合。
棘轮机构的组成 • 棘轮机构主要由 摇杆1、棘轮4、
棘爪2、止回棘爪
6和机架等组成。
一、铰链四杆机构的组成及基本形式
铰链四杆机构是由四个杆件通过铰链连接而成 的传动机构，简称四杆机构 。
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在机构简图中，小圆圈表示铰链，线段表示构
件；
带一组短斜线的线段或者两固定铰链间的假想
连线表示机构中固定不动的构件。
铰链四杆机构中各构件名称
在铰链四杆机构中固定不动的构件4称为机架，与机架 直接相连的构件1、3称为连架杆，与机架不直接相连的构 件2称为连杆。 在连架杆中，能做整周转动的称为曲柄，不能作整周转 动的称为摇杆。
一、凸轮机构的组成和特点 二、凸轮机构的分类和应用
三、从动件常用的运动规律
视频
• 多缸内燃机配气机构工作时，匀速回转的凸轮1迫 使气门3往复移动，以使气口开启或关闭；通过多 个凸轮的协调动作，控制着各个气缸按预定规律 完成进气和排气的工作循环。动画演示1 动画演示2
一、凸轮机构的组成和特点
凸轮机构的组成
五、曲柄滑块机构及其演化形式
• 曲柄滑块机构，它是将曲柄摇杆机构中的摇杆转 化为滑块而得来的一种演化形式。当曲柄AB匀速 转动时，通过连杆BC带动滑块3在机架导轨上作往 复直线运动。
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曲柄滑块机构应用实例1——内燃机气缸 • 内燃机应用曲柄滑块机构将活塞（相当于滑块） 的往复直线运动转换为曲轴（相当于曲柄）的旋 转运动。
二、凸轮机构的分类和应用
1、凸轮机构的分类 凸轮机构的种类很多，通常按凸轮形状和从 动件的端部结构分类。 2、凸轮机构的应用 应用实例 1 应用实例 2
凸轮机构分类（1）
凸轮机构分类（2）
动画演示1 动画演示2
凸轮机构应用实例1——靠模车削机构 • 靠模板4（相当于移动凸 轮）固定在车床床身上。 车削加工时，工件旋转， 刀架3带动车刀2（从动件） 沿工件轴向移动，由靠模 板曲线轮廓控制车刀相对 于工件的径向进给；车刀 按预定规律动作，从而车 削出具有曲面轮廓的工件。
• 摇杆CD（相当于踏板）为主 动件并往复摆动，通过连杆 BC驱动从动曲柄AB作整周转 动。
动画演示
曲柄摇杆机构运动特性分析
• 当曲柄为主动件并作匀速转动时，摇杆作 往复摆动且有急回运动特性； • 而当摇杆为主动件驱动曲柄作整周转动时， 机构会出现两个止点位置。
• 急回特性 若曲柄匀速转动，很 明显曲柄转过角 φ1=180°+θ比转过角 φ2=180°- θ需要的时间 要多，这说明摇杆往复 摆动的平均速度不同。 铰链四杆机构的这种特 性称为摇杆的急回运动 特性。
•
凸轮机构，它主要由 凸轮、从动件和固定 机架三个构件组成。 从动件靠重力或弹簧 力与凸轮紧密接触， 凸轮转动时，从动件 作往复移动。
凸轮机构的特点 • 凸轮机构的基本特点是能使从动件获得较复杂 且准确的预期运动规律；
• 凸轮轮廓与从动件的接触面积小，所以接触处 压强大，易磨损，因而不能承受很大的负荷； • 凸轮是一个具有特定曲线轮廓的构件，轮廓精 度要求高时需用数控机床进行加工。
§5－3 棘轮机构和槽轮机构
棘轮机构和槽轮机构都属于间歇运动机构。 间歇运动机构是指主动件作连续运动而从动 件作间歇运动的机构。这种机构多用于机械 的进给、送料等装置。
一、棘轮机构 二、槽轮机构
一、棘轮机构
• 棘轮机构的特点 • 棘轮机构的组成 • 棘轮机构的工作原理
• 棘轮机构的常用类型
棘轮机构的特点
曲柄摇杆机构应用实例3——搅拌器
• 主动曲柄AB匀速转动，摇杆CD往复摆动， 连杆BC的外伸端部E按预定曲线运动，从而 完成搅拌动作 。
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曲柄摇杆机构应用实例4——汽车窗刮雨器
• 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC 带动摇杆CD往复摆动，摇杆外伸端实现刮 窗动作 。
曲柄摇杆机构应用实例5——缝纫机踏板机构
曲柄摇杆机构应用实例1——剪板机
• 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC 带动摇杆CD往复摆动，摇杆延伸端实现剪 板机上刃口的开合剪切动作 。
曲柄摇杆机构应用实例2——雷达天线俯仰摆动机构
• 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC 带动摇杆CD往复摆动，以实现雷达天线的 俯仰动作。
动画演示
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双曲柄机构应用实例2——天平 • 利用平行双曲柄机构两曲柄的旋转方向和角速 度均相同的特性，保证两天平盘始终保持水平 状态 。
双曲柄机构应用实例3——码垛机械手 • 四杆件构成平行双曲柄机构。两曲柄的旋转方向 和角速度均相同。牵动主动曲柄AB的延伸端E ， 可使连杆BC带动机械手平行升降移动，以便平稳 码垛 。
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凸轮机构应用实例2——自动进刀机构 • 在圆柱表面开出曲线凹 槽的圆柱凸轮1转动时， 凹槽的侧面推动摆杆2 端部的滚子，使摆杆绕 固定铰链C的回转中心 摆动，摆杆另一端的扇 形齿轮与刀架底部的齿 条相啮合，使刀架实现 进刀和退刀动作。
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三、从动件常用的运动规律
凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律，而 从动件的运动规律是指从动件在运动时，其位移s、 速度v 和加速度a 随时间t变化的规律。 由于一般凸轮为匀速转动，其转角δ与时间t成 正比，所以从动件的运动规律通常表示为从动件的 运动参数随凸轮转角δ变化的规律。