连杆机构的结构设计

连杆机构的结构设计

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1 构件的结构

1. 带转动副的构件

连杆机构中的构件有杆状、块状、偏心轮、偏心轴和曲轴等型式。当构件上两转动副轴线间距较大时，一般做成杆状。

带两个转动副的双副杆结构：

带三个转动副的三副杆结构：

杆状结构的构件应尽量做成直杆。有时为了避免构件之间的运动干涉，也可将杆状构件做成其他结构。

带三个转动副的三副杆的结构设计较为灵活，与三个转动副的相对位置和构件加工工艺有关，下图为8种典型结构形式：

另外，根据对构件强度、刚度等要求的不同，可以将构件的横截面设计成不同的形状，如下图所示:

块状构件大都是作往复移动的构件，其结构和形状与移动副的构造有关，故在移动副的结构设计中一并讨论。

当两转动副轴线间距很小时，难以在一个构件上设置两个紧靠着的轴销或轴孔，此时可采用偏心轮或偏心轴结构，分别如下图a和b所示，其中的偏心轮或偏心轴相当于连杆机构中的曲柄。另外，当曲柄需安装在直轴的两支承之间时，为避免连杆与曲柄轴的运动干涉，也常采用偏心轮或偏心轴结构。图c为偏心轮、偏心轴综合应用的结构实例，可以实现曲柄长度在一定范围内的连续调节。

当曲柄较长且需装在轴的中间时，若采用偏心轮或偏心轴形式，则结构必然庞大。这种情况下常用图d所示的曲轴式曲柄，它能承受较大的工作载荷。

2. 带转动副和移动副的构件

带转动副和移动副的构件结构形式主要取决于转动副轴线与移动副导路的相对位置及移动副元素接触部位的数目和形状。下图为带转动副和移动副构件的几种结构形式。

3. 带两个移动副的构件

当构件带有两个移动副时，其结构与移动副导路的相对位置及移动副元素形状有关。其典型结构如下图所示，其中：a)为十字滑块联轴器；b)为十字滑槽椭圆画器；c)为带移动导杆的六杆机构。

4. 构件长度的调节

构件长度的调节可采用如下方法实现：1)用螺纹联接调节（图a）；2)用长槽调节（图b）；

3)用偏心轮调节（图7.36）。

2 转动副的结构

转动副有滑动轴承式和滚动轴承式。

滑动轴承式转动副结构：

特点：结构简单，径向尺寸较小，减振能力较强，但滑动表面摩擦较大，应考虑润滑或采用减磨材料。

滚动轴承式转动副结构：

特点：摩擦小，换向灵活，润滑和维护方便，但对振动敏感，易产生噪声，径向尺寸较大。

3 移动副的结构

按滑块和导路相对移动摩擦性质的不同，移动副结构有滑动导轨式和滚动导轨式。其中滑动导轨式又可分为：

棱柱面滑动导轨:

1-滑块2-导轨3-紧定螺钉4-调节螺钉

圆柱面滑动导轨：

当需要移动副有较高的运动灵活度和较小的摩擦时，可选用滚动导轨。但滚动导轨结构复杂，

尺寸较大，且接触面小，其刚性不如滑动导轨。

不可循环式滚珠导轨：

1-滑块2-导轨3-滚珠4-保持器5-钢丝循环式滚珠导轨：

1-滑块2-导轨3-直线轴承

滚柱导轨：

圆柱面滚柱导轨：

1-运动件2-承导件