常见运动功能的机构选型

第三部分机械原理与设计课程设计

常用资料与参考图例

第七章常见运动功能的机构选型

第一节连续回转机构选型

能实现连续回转的机构除了教材中讲到的齿轮机构、摩擦轮机构、双曲柄机构、转动导杆机构、双万向铰链机构、反平行四边形机构、带传动、链传动、行星轮系等以外，实际中还用到下面一些机构。

1）平行四边形机构（图7-1）

图7-1中ABCD是一个平行四边形机构，两连架杆AB、CD作同速转动，连杆BC作平动。图示机构为多个平行四边形机构的组合，在多头钻床中就应用了此机构。

图7-1 图7-2

2）摆动齿轮行星减速机构（图7-2）

图7-2中主动件1与导杆3，上的内齿轮3固联，而齿轮2从动。当曲柄1匀速回转时，齿轮2变速回转，其平均转速为：

式中为主动件1的转速，、为齿轮2、3的齿数。

3）极限四杆机构（图7-3）

图7-3中构件长度l1= l2，l3= l4。构件1和3的转向相同。杆1转一周时，杆3转两周。

图7-3 图7-4

4）以曲柄滑块为基础的转动导杆机构（图7-4）

图7-4中的曲柄滑块机构ABC与导杆机构CDE串接在一起。当

时，导杆5可作整周转动。

5）齿轮－连杆机构（图7-5）

图7-5a）中的四杆机构ABCD上装有一对齿轮2'和5。行星齿轮2'和连杆2固联，而中心轮5与曲柄1共轴线并可分别自由转动。当主动曲柄1以ω1等速转动时，从动齿轮5作非匀速转动，其角速度为：

式中为连件2的角速度，、为齿轮2'、5的齿数。

通过改变杆长和齿轮节圆半径，可是从动齿轮5作单方向的非匀速转动，或作瞬时停歇的转动或带逆转的转动。

图7-5b）所示为用于铁板传输机构中的齿轮－连杆组合机构。齿轮1与曲柄固联，齿轮2、3、4及构件DE组成差动论系。该轮系的中心论2由齿轮1带动，而系杆DE由四杆机构带动作变速运动，因此，使从动轮4实现变速转动。

a) b)

图7-5

第二节往复运动机构选型

实现往复运动的机构除常见的曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、摆动导杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构等以外，实际中还用到下面一些组合机构。以改善其运动或动力特性。

1）差速凸轮机构（图7-6）

圆柱凸轮7上固定着钻卡9，7与齿轮3的轴用滑键联接，齿轮4、5、6、3的齿数分别为23、21、31、34，当齿轮4、5接合时，轮1带动3、6作差速运动，钻头实现自动慢速进刀。轮6相对轮3差一转所需时间为

图7-6

2）行程增大（减小）的圆柱凸轮机构（图7-7）

齿轮2和凸轮3、5固联，主动齿轮1转动时，凸轮既转且移。从动杆6的往复行程由凸轮3的转动和移动两者合成。设凸轮3、5曲线槽

的升程分别是S

3、S

5

，杆6的移动距离为S

6

，当滚子放在图示位置时，，

若两凸轮的曲线同向时，上式用正号，反向时用负号。

图7-7 图7-8 3）可调行程凸轮机构（图7-8）

滑块6的上、下面分别和滑块5及滚子2铰接，滚子2嵌入在凸轮1的凹槽中。杆3被螺钉4固定在不同位置时，从动杆7的行程就不同。这种机构可用作绕线机的排线机构。

第三节间歇运动机构选型

除槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、间歇凸轮机构等以外，实际中还

采用下面一些组合机构来改善间歇机构的运动或动力特性。

1）凸轮控制离合器实现间歇运动的机构（图7-9）

图7-9 图7-10

主动轴Ⅰ通过离合器4带动从动轴Ⅱ转动，同时又经蜗杆1带动蜗轮2转动。

当固结在蜗轮上的凸块A推动杆3使离合器脱开时，轴Ⅱ停止转动。轴Ⅱ的停、动时间可以通过更换凸块来调整。

2）间歇喂料机构（图7-10）

主动曲柄1通过杆2、3使杆4往复摆动，再经超越离合器5使喂料辊6作单向间歇转动，把料仓中的原料向下间歇送进。改变曲柄的长度，可调节送进量的大小。

3）凸轮—槽轮机构（图7-11）

圆销4可在销轮3的槽中滑动。当3转动时，4带动槽轮1转动，同时随固定凸轮板2的槽形而改变它到轮心的距离，这可改善槽轮1的运动和动力性能。

图7-11

图7-12

4）椭圆齿轮—槽轮机构（图7-12）

主动椭圆齿轮1带动椭圆齿轮2，2和拨杆2，固联，2，在角速度大的情况下带动槽轮3转动，则可缩短槽轮的运动时间。如机床转位机构可用此方法缩短辅助时间，增加工作时间。若2，在角速度较低的时候带动槽轮运动，则可以降低槽轮的角加速度和振动。

5）凸轮控制定时脱啮的连杆—齿轮机构（图7-13）

带齿条的连杆5可在摇块4的槽中滑动，4又与3铰接，轮6的转轴上装有滚子，并嵌在3的导槽中。凸轮1通过杠杆2使件3上移，并使3下部的齿条和6啮合，而同时又使5上的齿条和6脱离，这时，6被锁住。当凸轮1通过2使件3下移，并使3下部的齿条和6脱离啮合，并使5和6啮合时，6才开始运动。所以轮6的停、动时间均受凸轮1控制。

图7-13 图7-14

6）单侧停歇的摆动机构（图7-14）

当主动曲柄1作连续转动时，通过连杆2使摇杆3上的滚子A 在范围内摆动。当滚子与从动杆4的沟槽脱离时，4停歇不动，并由锁止弧B保证停歇位置不变。

7）双侧停歇的摆动机构（图7-15）

曲柄1转动时，通过连杆2使扇形板3摆动，3上有可滑移的齿圈4。图示位置，3顺时针方向转动，挡块A推动齿圈4使齿轮5逆时针方向转动。当3逆时针方向回

摆时，齿圈在3上滑移，而齿轮5停歇不转，直至齿圈接触挡块B后，才推动齿轮5作顺时针方向转动。3再次变向摆动时，轮5同样也有一段停歇时间。故这种机构具有双侧停歇的特性。改变间距l，可调整停歇时间的长短。

8）单侧停歇的曲线槽导杆机构（图7-16）

导杆2的导槽由如图示的a、b、c三段圆弧槽组成。当主动曲柄1在1200范围内运动时，滚子位于b段圆弧槽内，导杆停歇。所以从动杆具有单侧停歇的间歇运动特性。可用于食品加工机械中作为物料的推送机构，其结构紧凑，制造简单，运动性能较好。如果导槽曲线由两段相对的圆弧构成，则可获得双侧停歇的间歇运动。

图7-15 图7-16

9）弹力急回间歇送进机构（图7-17）