机械原理第四章常用机构解析

B
F’
法向分力: F”= Fcosγ =Fsinα
A
D
γ↑ F’↑→对传动有利。
上午8时19分
杨拴强 制作
γ 出现的位置： min
为了保证机构良好的传力性能
当∠BCD≤90°时， γ＝∠BCD
当∠BCD>90°时， γ＝180°- ∠BCD
B
B
AA
C γ
F”
FF”’ C γFα
F
F’
设计：潘存云
何为双摇杆机构？ 在一个机构中，两个连架杆都是摇杆。如下动画中
所示。
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铰链四杆机构的演化
设计：潘存云
设计：潘存云
曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构
设计：潘存云
设计：潘存云
设计：潘存云
↓∞ 偏心曲柄滑块机构
s =l sin φ
φ
l
→∞
设计：潘存云
对心曲柄滑块机构
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双滑块机构
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
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杨拴强 制作
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2.压力角和传动角
压力角α：从动件驱动力F与力作用点绝对速
度之间所夹锐角。
传动角γ ：压力角的余角即连杆与从动件间
所夹的锐角。
F”
F
C
切向分力: F’= Fcosα =Fsinγ
正弦机构
杨拴强
制作
曲柄滑块机构的实例
内燃机实例
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曲柄滑块机构的实例
往复式抽水机
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运动副转化机构的演化
曲柄滑块机构
2
2
1 4
31
2
4
3
1
34
曲柄摇杆机构
曲柄移动导杆机构
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三、曲柄摇杆机构的演化
（1）取不同构件为机架，曲柄摇杆机构、 双曲柄、双摇杆可以相互演化
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移动凸轮
当盘形凸轮的转轴位 于无穷远处时，就演 化成了图示的移动凸 轮（或楔形凸轮）。 凸轮呈板状，它相对 于机架作直线移动。
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圆柱凸轮
如果将移动凸轮卷成 圆柱体即演化成圆柱 凸轮。图示为自动机 床的进刀机构。在这 种凸轮机构中凸轮与 从动件之间的相对运 动是空间运动，故属 于空间凸轮机构。
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曲柄摇杆机构（crank-rocker)
日常生活中常见的雷达、缝纫机等就是有曲柄 摇杆机构构成的。
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双曲柄机构（double-crank)
何为双曲柄机构？ 两个连架杆都是曲柄的机构。如下动画
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双摇杆机构（double-rocker)
一、铰链四杆机构的基本形式
（1）曲柄摇杆机构（crank-rocker) （2）双曲柄机构（double-crank) （3）双摇杆机构（double-rocker)
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曲柄摇杆机构（crank-rocker)
何为曲柄摇杆机构？ 既有曲柄又有摇杆的机构。如下动画中，两个连 架杆中一个是曲柄，一个是摇杆。
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5.1平面连杆机构
平面连杆机构定义：所有构件均作平行于某 一平面的运动，且构件之间只有低副连接。
1、铰链四杆机构的组成
机架——固定不动构件 连架杆——与机架以运动副相连的杆 曲柄——能做整周转动 摇杆——摆动一定角度 连杆——不直接与机架相连的杆
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2
1
3
4
杨拴强 制作
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凸轮机构的分类
按照从动件的型式分类 尖底从动件 滚子从动件 平底从动件
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2
1
3
4
曲柄摇杆
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2
1
3
4
2
1
3
4
双曲柄
双摇杆
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（2)曲柄存在的条件(GRASHOF)
(a)最短杆+最长杆≤其他两杆长度之和——格拉肖夫判别式
以最短杆的相邻杆为机架时——必为曲柄摇杆机构 以最短杆为机架时——必为双曲柄机构 以最短杆的对面杆为机架时——必为双摇杆机构
2
1
3
4
2
第五章 常用机构
杨拴强 福建江夏学院工业工程系
杨拴强 福建江夏学院
本章主要内容
5.1平面连杆机构 5.2凸轮机构 5.3棘轮机构 5.4轮槽机构 5.5典型机构动画演示
上午8时19分
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本章重点知识
平面四杆机构的演化机构 曲柄存在的条件 曲柄连杆机构的特性 凸轮机构的特点 棘轮机构的组成与原理 轮槽机构的组成与原理
DD
当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin
此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。
机构的传动角一般在运动链 最终一个从动件上度量。
B2
A
l1
B1
l l C2γ2
2γ1
设计：潘存云
C1
3
D
l4
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死点特性
摇杆为主动件， F 且连杆与曲柄两 γ＝0 次共线时，有：
γ＝0 此时机构不能运动.
1
3
4
2
1
3
4
(b)不满足格拉肖夫判别式时，以任何杆为机架，皆为
双摇杆机构
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三、平面四杆机构的基本特性
急回特性 在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，
摇杆位于两个极限位置，简称极位。此两处曲
柄之间的夹角θ 称为极位夹角。
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1、急回特性
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆 从C1D位置摆到C2D。
Knowledge Points
凸轮机构的组成 凸轮机构的分类 凸轮机构的优点、缺点
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凸轮机构的组成
凸轮是具有曲线轮廓 或凹槽的构件
凸轮机构一般由凸轮、 从动件和机架三个构 件组成。
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凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 按照从动件的型式分类 按照凸轮与从动件维持高副接触的方法
F γ＝0
称此位置为： “死点”
避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构; 靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。
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思考题
在现实生活中，那里用到了平面四杆机构 的这些特性？
这些特性的好处和坏处是什么？
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5.2 凸轮机构的应用和分类
杨拴强 福建江夏学院工业工程系
ห้องสมุดไป่ตู้分类
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凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮
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盘形凸轮
这种凸轮是一个绕固 定轴转动并且具有变 化向径的盘形零件， 如。当其绕固定轴转 动时，可推动从动件 在垂直于凸轮转轴的 平面内运动。它是凸 轮的最基本型式，结 构简单，应用最广。