第3章 常用机构和机械传动
机械传动

§3.2 机械传动理论
②齿面点蚀 :轮齿在啮合中,齿轮工 作表面啮合点处的接触应力是脉动循 环变化的。当齿面接触应力超过材料 的接触持久极限时,在载荷的多次重 复作用下,齿面表层就会产生细微的 疲劳裂纹,这些裂纹的逐渐扩展将使 金属微粒剥落下来,形成微小的凹坑, 这种现象称为点蚀。 ③齿面胶合: 在高速重载传动中,常 因齿面啮合区温度升高而引起润滑失 效,致使两齿面金属直接接触而熔粘 在一起,当两齿面相对运动时,较软 的齿面沿滑动方向被撕下而形成沟纹, 这种现象称为胶合
§3.2 机械传动理论
(2)渐开线标准齿轮各部分的名称和尺寸 齿廓线是渐开线的齿轮称渐开线齿轮。 ①齿顶圆:以齿轮的轴心为圆心,通过齿轮各轮齿顶端所作的圆称 为齿顶圆。其直径和半径分别以da和ra表示。 ②齿根圆:以齿轮的轴心为圆心,通过齿轮各齿槽底部所作的圆称 为齿根圆。其直径和半径分别以df和rf表示。 ③齿厚:沿任意圆周所量得的轮齿上的弧线厚度称为该圆周上的齿 厚,以sk表示。 ④齿槽宽:相邻两轮齿之间的齿槽沿任意圆周所量的弧线宽度,称 为该圆周上的齿槽宽,以ek表示。 ⑤齿距:沿任意圆周所量得的相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长称为 该圆上的齿距,以pk表示,pk=sk+ek。 ⑥分度圆:在齿轮上作为计算基准的一个圆,其上的齿厚与齿槽 宽相等,称该圆为齿轮的分度圆。其直径、半径、齿厚、齿槽宽 和齿距分别以d、r、s、e和p表示,即e=s,且p=s+e。
§3.2 机械传动理论
④齿面磨损: 齿轮传动时,两渐开线齿廓之间有相对滑动,在载荷 作用下会引起齿面磨损。一种情况是由于灰尘、硬屑粒等进入齿 面间而引起的磨粒性磨损;另一种是因齿面不可避免的互相摩擦 而产生的磨合性磨损。 ⑤齿面塑性变形:在重载作用下,较软的齿面上可能产生局部的 塑性变形,使齿面失去正确齿形。这种损坏常在低速和过载、起 动频繁的传动中遇到。 磨粒性磨损
机构与机械传动知识点总结

机构与机械传动知识点总结一、机构概念及分类机构是实现某种特定运动要求或传递动力、转动力的元件组成系统。
机构可分为平面机构和空间机构。
平面机构是由相互连接的刚性物体组成,构成一个平面框架,用于改变平面内一个物体的运动状态。
而空间机构则是由连接的刚性物体组成,构成三维空间中的框架,用以改变空间内一个物体的运动状态。
二、机构运动分析机构的运动分析是研究机构元件在作相对运动时,这些相对运动的大小、方向和速度的关系,进而确定各个链件上的参数和点上的运动规律。
机构运动分析中的关键问题是构件的相对位置和来定向关系、原动件与从动件之间传递运动参数的关系。
1. 机构的图解图分析机构的图解是利用逐点图解的方法,把机构的各种运动传动关系用图形方式表示出来的过程。
2. 机构的位置分析机构的位置分析是指确定机构有且仅有一个稳定的工作姿态。
位置分析的关键是将机构元件的相对位置用运动参数表示出来。
3. 机构的速度分析速度分析是指确定机构各个部件的运动速度。
速度分析时,可以将链速度与各凸轮器件上点的速度分解为切矢方向和截矢方向上的速度。
4. 机构的加速度分析机构加速度分析侧重于确定机构各个部件的加速度。
在加速度分析中,最重要的是识别相对位移函数的二阶导数以确定加速度。
三、机械传动概念及分类机械传动是指通过机械装置来传递或转换动力和运动的过程。
根据传递的力的特性和运动轴线位置的方向,机械传动可分为顺合传动和交叉传动。
顺合传动是指输入轴和输出轴的方向一致,而交叉传动则是指输入和输出轴的方向不一致。
四、机械传动的组成部分1. 传动机构传动机构是指通过传动装置来实现力的传递和转换的系统。
传动机构的主要组成元件包括齿轮、链条、带传动等。
2. 联接件联接件是机械传动系统中用于连接传动机构的部件,包括轴、螺纹副、销轴、键等。
3. 动力元件动力元件是指机械传动系统中用来提供动力的元件,包括电动机、内燃机等。
4. 传动环境传动环境是指机械传动系统工作的环境条件,包括传动系统的温度、湿度、气压等。
机械基础复习提纲

机械基础复习提纲第一章总论一、名词解释1.机构、机器、机械、构件、零件的含义。
2.运动副的含义、分类、判别。
3.平面机构自由度的含义、计算公式。
4.如果机构自由度F > 原动件数,将会怎样?如果机构自由度F < 原动件数,将会怎样?如果机构自由度F =0,将会怎样?5.平面机构自由度计算,注意复合铰链、局部自由度和虚约束等情况,不要误判、遗漏杆件及高副等。
例如右图所示机构、习题1-7e所示机构。
第三章常用机构§3-1 平面连杆机构一、铰链四杆机构及其应用1.曲柄摇杆机构2.双曲柄机构3.双摇杆机构二、平面四杆机构的的演化1.曲柄滑块机构2.导杆机构——分转动导杆、摆动导杆3.摇块机构4.定块机构平面四杆机构的的演化三、平面四杆机构的主要特性1. 曲柄存在的条件:(1)在曲柄摇杆机构中,曲柄最短;(2)最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和。
根据这一条件及取不同构件作为机架时,可以得到不同的铰链四杆机构。
(1)最短杆与最长杆之和大于于或等于其余两杆之和,不存在曲柄,为摇杆机构。
(2)最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和,存在三种情况:①以最短杆的邻杆为机架,则为曲柄摇杆机构,曲柄为最短杆;②以最短杆为机架,则为双曲柄机构;③以最短杆的对边杆为机架,则为双摇杆机构。
2.急会特性和行程速度变化系数1)急回特性——从动件的回程平均速度大于工作行程平均速度,以缩短非生产时间,提高生产效率。
2)行程速度变化系数——从动件回程平均速度与工作行程平均速度之比。
用K 表示:3. 压力角与传动角压力角α——作用在从动件C 点上力F 与该点绝对速度 之间的夹角。
传动角γ——γ=90º-α。
4. 死点在曲柄摇杆机构中,若摇杆为主动件,曲柄为从动件,当摇杆处在两个极限位置时,连杆线与曲柄线重合,连杆推动曲柄的力通过曲柄转动中心,无法形成力矩,不能推动曲柄旋转。
§3-2 凸轮机构凸轮机构——将原动件的连续转动或移动,转化为从动件的任意预定运动规律的连续或间歇的往复移动、摆动或复杂平面运动。
《汽车机械基础》课件——第三章 机械传动与常用机构知识

这类传动具有吸收振动载荷以及阻尼振动影响的作用,所以传动平稳,而且结构简单,易于制造。常用于中心距较大情况下的传动。在情况 相同的条件下,与其他传动相比,简化了机构,降低了成本。
2.2.2挠性传动的类型和应用 (1)挠性摩擦传动 (2)挠性啮合传动 (3)牵引式挠性传动
二、螺纹联接的防松
螺纹联接的防松件
螺纹联接多采用单线普通螺纹,其导程角为1.50---3.50,当量摩擦角60---90,一般都具有自锁性; 在静载荷和工作环境温度变化不大的情况下不会自动松脱。但在振动、冲击、变载荷或温度变化很大时,联接就有可能松脱。为保证联接安全可靠,设计时必须考虑放松问题。 1.防松目的:防止因外载荷的变化、材料蠕变等因素造成螺纹联接 松驰,从而使联接失效。 2.防松原理:消除或限制螺纹副之间的相对运动。 3.防松办法及措施 摩擦防松:双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等。 机械防松:开槽螺母与开口销、圆螺母与止动垫圈、弹簧垫片、 轴用带翅垫片、止动垫片、串联钢丝等。 永久防松:端铆、冲点(破坏螺纹)、点焊、粘合。
第三章 机械传动与常用机构知识
学习支持: 知识目标: 通过本章的学习具备联接与支承零部件的基础知识;具备汽车机械所涉及的带传动与链传动的基本知识;具备汽车机械所应用的齿轮传动的基本知识;具备汽车机械中齿轮系与减速器的基本知识;具备常用机构的基本知识。 能力目标: 通过本章的学习能认识相应联接件;掌握带传动、链传动的类型、特点与应用;掌握渐开线齿轮基本特征以及传动特点,掌握渐开线斜齿轮的传动特点与应用;掌握定轴齿轮系的传动比计算方法及轮系中各个齿轮的转动方向的判别,会确定主、从动轮的转向关系;掌握平面连杆机构、凸轮机构、间歇机构、螺旋机构等的基本形式与应用特点。
3机械传动基本知识

1.1.3 V形带的布置、使用和维修
8
图1-3 带传动的张紧装置 1―电动机;2―固定螺栓;3―导轨;1―调整螺栓;5―摆动机座; 6―小轴;7―张紧轮 Tianjin University
1.1.1同步齿形带传动 它有如下特点: ① 平均传动比准确; ② 带的初拉力较小,轴和轴承上所受的 载荷较小; ③ 由于带薄而轻,强力层强度高,故带 速可达10m/s,传动比可达10,结构紧 凑,传递功率可达200kw,因而应用日 益广泛; ④ 效率较高,约为0.98; ⑤ 带及带轮价格较高,对制造安装要求 高。 同步齿形带常用于要求传动比准确 的中小功率传动中,其传动能力取决于 带的强度。
1.3 齿轮传动
1.3.1概述
图1-7 渐开线齿廓
15
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表1-1 齿轮机构的类型
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17
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1.3.2直齿圆柱齿轮 1、直齿圆柱齿轮各部分的名称及符号 2、直齿圆柱齿轮的模数 分度圆上的周节p对π的比值称为模数,用m(mm)表示,即
1.3.3齿轮轮齿的失效形式 齿轮最重要的部分为轮齿。它的失效形式主要有以下几种。 (1)轮齿折断 (2)齿面磨损 (3)齿面点蚀
(1)齿面胶合
图1-10 齿面磨损图
1-11 轮齿齿面点蚀
20
图1-12 齿面胶合 Tianjin University
1.3.1齿轮材料 常用的是锻钢,其次是铸钢、铸铁,在特殊情况下采用 有色金属、粉末冶金制品及工程塑料。 1.3.5齿轮的结构
机械传动基本知识
基本概念和定义
机器 机器就是人工的物体组合。它的各部分之间具有一 定的相对运动,并能用来作有效的机械功或转换机械能。 机构 在机器中有传递运动或转变运动形式(如将转动变 为移动)的部分,称为机构,如机器中的带传动机构、齿轮传 动机构等。机构是机器的重要组成部分。通常所说的机械,是 机构和机器的总称。 运动副 低副 两构件之间作面接触的运动副称为低副,如滑动轴 承、铰链连接、滑块与导槽、螺母与螺杆等。 高副 两构件作点或线接触的运动副称为高副,如滚动轴 承、凸轮机构和齿啮合等。 高副的显著特点是它能传递较复杂的运动,但是构件易磨 损,寿命短。 低副构件承载力大,易制造和维修,不能传递较复杂的运 动,效率低。 Tianjin University
机械传动

链条
• 常用链条有滚子链、 套筒链、齿形链 • 滚子链由内链板,外 链板,销轴,套筒和 滚子组成。
链条
• 滚子链可做成多排,排数越多,传动能力 越大。
链轮
• 链轮应有足够的接触强度和耐磨性 • 小齿轮的齿数多,所以要求的材质比大齿 轮高 • 材质为Q235、Q237、45、ZG310-570、 HT200、重要的齿轮可使用合金钢如12Cr、 40Cr、 35CrMo
• 运动形式上分为间歇转位运动(分度运动) 和直线间歇进给运动 • 运动过程上分为周期性运动和非周期性运 动 • 常用的间歇运动机构有:棘轮机构、槽轮 机构、不完全齿轮机构、星轮机构、曲柄 导杆机构等;此外还有气动、液动步进机 构和机电一体化的机构
间歇运动的要求
• • • • 停歇位臵准确可靠 换位迅速平稳 调节性能好 定位精度可长期保持,结构简单紧凑,制 造工艺好
• 常用材料为锻钢、铸钢、铸铁。 • 齿面硬度 HB<350常用材料;45#、 35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB • 齿面硬度 HB>350,常用材料:45、40Cr、 40CrNi • 齿面硬度高 HRC=48-55,接触强度高,耐 磨性好。常用材料;20Cr、20CrMnTi、 20MnB、20CrMnTo
带传动
• 带传动是由两个带 轮(主动轮和从动 轮)和一根紧绕在 两轮上的传动带组 成,靠带与带轮接 触面之间的摩擦力 来传递运动和动力 的一种挠性摩擦传 动。
传动带的分类
• 按截面的形状分为平带、V形带(三角带)、 圆形带等
带传动特点
• 优点:(1)具有良好的弹性,能起吸振缓冲作 用,因而传动平稳,噪音小;(2)过载时,带 与带轮会出现打滑,防止其它零件损坏;(3) 结构简单,成本低,加工和维护方便;(4)、 适用于两轴中心距较大的传动。 • 缺点:(1)外廓尺寸较大,结构不够紧凑; (2)由于带的弹性滑动,不能保证准确的传动 比;(4)带的寿命较短,一般2000~3000小时; (5)摩擦损失较大,传动效率较低,一般平带 传动为0.94~0.98,V带传动为0.92~0.97
第三章机械系统的运动简图设计

8.推杆 7. 凸轮
1.汽缸体
2. 活塞
3. 连杆
6. 齿轮 5. 齿轮
4. 曲轴
3.合理选择视图平面 (选机构的主运动平面及其 平行平面)和适当的机构运 动瞬时位置(图示位置)
4.选择适当的长度 比例尺μl定出运动副之 间的相对位置,用规定 的符号绘制机构运动简 图。
F
2C
1
6
3 E
5'
D
B 4
第一章
一. 机械系统
(machinery system)
原动机 ——给机械系统提供动力。
传动装置 ——将原动机的动力和运动传递给执 行机构的中间装置。 (1)减速或增速; (2)变速; 它的功能: (3)传递动力; (4)改变运动规律; (5)实现多路运动;
工作机构(执行机构)
——利用机械能来进行生产或达到预定 要求的装置。
例1-1 绘制内燃机的机构运动简图 解:1.分析机构的运动,判别固定件、原动件和从动件
1)分析内燃机的机构组成:
主运动机构:由气缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4组成 其他机构:齿轮机构(齿轮5 、齿轮6),凸轮机构(凸轮7 、 推杆8)
2)根据机构的运动情况, 8.推杆 判别固定件、原动件和从 动件
固定件: 气缸体1 原动件: 活塞2
7. 凸轮
从 连杆3、曲轴4 动 齿轮5 、 6 件 凸轮7 、推杆8
6. 齿轮 5. 齿轮
1.汽缸体
2. 活塞
3. 连杆
4. 曲轴
2.从原动件开始,按运动传递顺序,分析各构件之间相对 运动的性质、确定运动副的种类和数目。
2个移动副——2和1、8和1;
该机构 4个转动副——2和3、3 和4、5和1、6和1; 2个高 副——5和6、7 和8 。
机械传动基础和常用机构

一、机械传动概述
移动副的表示方法一、机械传动 Nhomakorabea述(2)高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高
副。如轴与滚动轴承、凸轮机构和齿轮啮合 等。车轮与钢轨、凸轮与从动件、轮齿与轮 齿分别在接触处组成高副。组成平面高副二 构件间的相对运动是沿接触处切线t-t方向的 相对移动和在平面内的相对转动。 除上述平面运动副之外,机械中还经常见到 球面副和螺旋副。这些运动副两构件间的相 对运动是空间运动,故属于空间运动副。
这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为 运动副。(例如轴与轴承的连接、活塞与气缸的连接、传动齿轮两
个齿轮间的连接等都构成运动副)
构件组成运动副后,其独立运动受到约束,自由度便随之减少,两构 件组成的运动副,不外乎通过点、线或面的接触来实现。
按照接触特性,通常把运动副分为低副和高副两类。
=3×5 -2×7-0 =1
3、平面机构的自由度
计算机构自由度时应注意的事项 复合铰链:两个以上个构件在同一条轴线上形成的转动副。
由m个构件组成的复合铰链,共有(m-1)个转动副。
F 3n2pl ph 35 27 0 1
3、平面机构的自由度
机构具有确定运动的条件
原动件的数目=机构的自由度数F(F>0或F≥1)。
3.传动部分:把原动机的运动和动力传递给工作机。
4.控制部分:使机器的原动部分、传动部分、工作 部分按一定的顺序和规律运动,完成给定的工作循环。
一、机械传动概述
(二)机械传动的传动比和效率
传动比 i=n1/n2
机械效率
η=Po/Pi
一、机械传动概述
(三)机械传动的类型
摩擦传动
按
工
带传动、摩擦轮传动
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3.1 铰链四杆机构
平行四边形机构在运动过程中,主动曲柄AB每回转一周,两曲柄与连 杆BC出现两次共线,如图3-13所示,此时会产生从动曲柄CD运 动的不确定现象。为消除这种运动不确定现象,可采取三种措施:①依 靠构件本身的质量或附加一转动惯量较大的飞轮,依靠其惯性作用来导 向;②添加辅助构件;③采用多组机构错列等(如图3-14所示)。
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3.1 铰链四杆机构
2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。当原动曲柄连续转 动时,从动曲柄也作连续转动,如图3-9所示为不等双曲柄机构运动 原理图。 不等双曲柄机构一般原动曲柄作等速转动,从动曲柄作变速转动。如图 3-10所示惯性筛机构正是利用从动曲柄作变速运动而带动筛子做变 速运动,使颗粒物料因惯性作用而达到分筛的目的。
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3.1 铰链四杆机构
3.1.3
铰链四杆机构的演化及应用
工程实际中,平面四杆机构的形式多种多样,但其中绝大多数是在铰链 四杆机构的基础上发展演化而来,这说明各种平面四杆机构甚至多杆机 构之间是有内在联系的。
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3.1 铰链四杆机构
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3.1 铰链四杆机构
如图3-17所示港口起重机变幅机构,当摇杆CD摆动时,连杆BC 上悬挂重物的M点作近似水平直线运动,可避免重物在移动时因不必要 的升降而发生事故。如图3-19为采用双摇杆机构的飞机起落架收放 机构。飞机要着陆前,着陆轮5须从机翼(机架)2中推放至图中实线 所示位置,该位置处于双摇杆机构的死点,即AB与BC共线。飞机起 飞后,为了减小飞行中的空气阻力,又须将着陆轮收入机翼中(图中虚 线位置)。上述动作由主动摇杆AB通过连杆BC驱动从动摇杆CD带 动着陆轮实现。
第3章
1 2
常用机构和机械传动
3.1 铰链四杆机构Байду номын сангаас
3.2 凸轮机构 3.3 步进运动机构 3.4 带传动和链传动 3.5 螺旋传动
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3
4 5
第3章
6 7
常用机构和机械传动
3.6 摩擦轮传动和齿轮传动
3.7 机械润滑与密封
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3.1 铰链四杆机构
平面连杆机构是低副机构。所有构件均在同一平面内运动或在相互平行 的平面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。由四个构件组成的平面连 杆机构称为平面四杆机构,它是平面连杆机构中最为常见的形式。若平 面四杆机构中的低副全部都是转动副,则称其为铰链四杆机构,它是平 面四杆机构的基本形式,其他形式的平面四杆机构都可看成是在它的基 础上演化而成的。
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3.1 铰链四杆机构
1.曲柄摇杆机构 曲柄摇杆机构———两连架杆中一个是曲柄,一个是摇杆的铰链四杆机 构,运动原理如图3-5所示,当曲柄为原动件时,可将曲柄的连续转 动,转变为摇杆的往复摆动。 曲柄摇杆机构一般以曲柄为原动件作等速转动,摇杆为从动件作往复摆 动。如图3-1所示雷达天线俯仰角调整机构及如图3-6所示的搅拌 机构。在曲柄摇杆机构中也有以摇杆为原动件而曲柄作从动件的情况, 如图3-7所示的脚踏砂轮机构和如图3-8所示的缝纫机踏板机构等。
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3.1 铰链四杆机构
3.1.1
铰链四杆机构的应用特点
平面连杆机构是在各种机器中应用最为广泛的机构之一,特点显著,应 用广泛。 (1)寿命较长。因为连杆机构以低副连接,接触表面为平面或圆柱面, 压力小,且便于润滑,磨损较小,故寿命较长: (2)易于制造。因连杆机构以杆件为主,结构简单,制造加工比较容 易; (3)可实现远距离操纵控制。因连杆易于做成较长的构件; (4)可实现预定的运动轨迹或预定的运动规律。因为连杆机构中存在 作平面运动的构件,其上各点的轨迹和运动规律丰富多样,所以连杆机 构常常用来作为实现预定运动轨迹或预定运动规律的机构;
双曲柄机构当连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等时,若曲柄转 向相同,称为平行四边形机构,如图3-12(a)所示;若曲柄转向 不同,称为反向平行双曲柄机构,简称反向双曲柄机构,如图3-12 (b)所示。 平行四边形机构的运动特点是:两曲柄的回转方向相同,角速度相等。 反向平行双曲柄机构的运动特点是:两曲柄的回转方向相反,角速度不 等。
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3.1 铰链四杆机构
3.1.2
铰链四杆机构的基本形式及应用
如图3-4所示铰链四杆机构中,杆4是机架,与机架相对的杆2称为 连杆,与机架相连的杆1和杆3称为连架杆,在铰链四杆机构中能作整 周回转运动的连架杆称为曲柄,不能作整周回转运动的连架杆称为摇杆。 根据两连架杆运动形式的不同,铰链四杆机构有三种基本形式。
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3.1 铰链四杆机构
(5)连杆机构的设计计算比较复杂繁琐,所实现的运动规律也往往精 度不高。连杆机构由于具有以上特点,因而广泛应用于各种机械和仪表 平面连杆机构;再如雷达天线俯仰角的调整机构(如图3-1)、摄影 车的升降机构(如图3-2)、电风扇的摇头机构(如图3-3)以及 颚式破碎机、回转油泵、拖拉机等机器中的传动或控制机构也都是平面 连杆机构。
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3.1 铰链四杆机构
如图3-15所示为车门启闭机构,采用的是反向平行双曲柄机构。当 主动曲柄AB转动时,通过连杆BC使从动曲柄CD反向转动,从而保 证了两扇车门的同时开启和关闭至各自的预定位置 3.双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。运动原理如图3-16 所示,双摇杆机构常用于操纵机构、仪表机构等。如图3-17港口起 重机变幅机构;图3-18汽车前轮转向机构;图3-19飞机起落架 收放机构;图3-20自动翻斗车。这些都是双摇杆机构的应用实例。
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3.1 铰链四杆机构
如图3-11所示为插床的主运动机构运动简图,主动曲柄AB作等速 回转时,连杆BC带动从动曲柄构件CDE作周期性变速回转,再通过 构件EF使滑块带动插刀作上下往复运动,实现慢速工作行程(下插) 和快速退刀行程的工作要求。
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3.1 铰链四杆机构