机械基础第6章常用结构.ppt

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1、6.46.16.3构件、运动副与平面机构构件、运动副与平面机构总总结结第六章第六章 常用机构常用机构平面四杆机构平面四杆机构6.2凸轮机构凸轮机构第二章第二章杆件的静力分析杆件的静力分析运动副：运动副：构件和构件之间既要相互连接（构件和构件之间既要相互连接（接触接触）在一起，又要有）在一起，又要有相对运动相对运动。而两构件之间这种而两构件之间这种可动连接可动连接就称为运动副。就称为运动副。6.1.-1 运动副的概念运动副的概念两个构件组成的运动，通常用三种接触形式连接起来：两个构件组成的运动，通常用三种接触形式连接起来：点接触点接触线接触线接触面接触面接触6.1-2 运动副的类型运动副的类型低

2、低 副副高高 副副转动副转动副移动副移动副(只允许两构件做只允许两构件做相对移动相对移动）(只允许两构件做只允许两构件做相对转动相对转动）构件的组成构件的组成一、平面机构的运动简图一、平面机构的运动简图用线条表示构件用线条表示构件用简单符号表示运动副的类型用简单符号表示运动副的类型按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸这种简明表示机构各构件间这种简明表示机构各构件间运动关系运动关系的图形称为的图形称为机构运动简图机构运动简图。定定 义义对于只为了表示机构的结构及运动情况，而不严格按照比例绘对于只为了表示机构的结构及运动情况，而不严格按照

3、比例绘制的简图，通常称为制的简图，通常称为机构示意图机构示意图。机构各部分的运动，取决于机构各部分的运动，取决于运动副的运动副的数目数目运动副的运动副的类型类型运动副的运动副的相对位置相对位置运动副的运动副的某些尺寸某些尺寸二、构件表示方法二、构件表示方法三、运动副的表示方法三、运动副的表示方法转动副转动副移动副移动副高副（齿轮副、高副（齿轮副、凸轮副）凸轮副）四、机构运动简图的绘制方法四、机构运动简图的绘制方法步骤：步骤：（1 1）分析机构的运动情况，找出原动件、工作构件、机架）分析机构的运动情况，找出原动件、工作构件、机架 （2 2）各构件间构成的运动副类型各构件间构成的运动副类型 （3

4、3）选定比例尺选定比例尺五五.例：例：内燃机内燃机第二章第二章杆件的静力分析杆件的静力分析6.26.2.1铰链四杆机构的形式铰链四杆机构的形式平面四杆机构平面四杆机构6.2.2铰链四杆机构类型的确定铰链四杆机构类型的确定5.2.3含有一个移动副的四杆机构含有一个移动副的四杆机构3.4平面四杆机构的工作特性平面四杆机构的工作特性空间连杆机构空间连杆机构空间连杆机构空间连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构平面连杆机构连杆机构连杆机构连杆机构连杆机构6.2.1铰链四杆机构的形式铰链四杆机构的形式空间连杆机构空间连杆机构平面连杆机构平面连杆机构连杆机构连杆机构连杆机构连杆机构:由若干由若干刚性

5、构件刚性构件用用低副联接低副联接而成的而成的低副机构低副机构称为连杆机构。称为连杆机构。以下是平面连杆机构？以下是平面连杆机构？3.平面连杆机构的特点平面连杆机构的特点 承载大承载大(运动副是运动副是面接触面接触)，压强小压强小，便于润滑便于润滑 制造方便制造方便(接触面是圆柱面或平面)，易获得较高的精度易获得较高的精度 实现多种运动规律和轨迹要求实现多种运动规律和轨迹要求(易实现转动、移动易实现转动、移动)优点优点:缺点缺点:累积误差大，不易准确实现复杂运动；累积误差大，不易准确实现复杂运动；运动产生的惯性力难以平衡，因此常用于低速场合。运动产生的惯性力难以平衡，因此常用于低速场合。平面四杆

6、机构平面四杆机构平面四杆机构平面四杆机构具有具有四个构件四个构件(包括机架且机架只能算一个包括机架且机架只能算一个)的平的平面连杆机构。面连杆机构。连杆机构中的构件常称为连杆机构中的构件常称为杆杆，一般连杆机构以其所，一般连杆机构以其所含杆的含杆的数目数目来命名。最常见的平面连杆机构是来命名。最常见的平面连杆机构是-四杆机构四杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构铰链四杆机构构件间用四个构件间用四个转动副转动副相连的平面相连的平面四杆四杆机构。机构。平平面面四四杆杆机机构构铰链四杆机构铰链四杆机构 (全转动副全转动副)含有移动副含有移动副的平面四杆的平面四杆机构机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机

7、构 双曲柄机构双曲柄机构 双摇杆机构双摇杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 摇杆滑块机构摇杆滑块机构 曲柄摇块机构曲柄摇块机构 导杆机构导杆机构 二、铰链四杆机构的组成二、铰链四杆机构的组成 连架杆连架杆:以转动副与机架相连的杆以转动副与机架相连的杆;连杆连杆:不与机架相连的杆不与机架相连的杆,连接两连架杆。连接两连架杆。固定构件固定构件可动构件可动构件 曲柄曲柄:能能整周转动整周转动的连架杆的连架杆;摇杆摇杆:不能作整转动，只能做不能作整转动，只能做往复摆动往复摆动的连架杆的连架杆;-机架机架:固定不动的杆固定不动的杆;一曲一摇一曲一摇二曲二曲曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双曲柄机构双摇杆

8、机构双摇杆机构铰链四杆机构二摇二摇三、铰链四杆机构的基本类型三、铰链四杆机构的基本类型三、铰链四杆机构的基本类型三、铰链四杆机构的基本类型根据两连架杆是根据两连架杆是曲柄曲柄还是还是摇杆摇杆，将铰链四杆机构分为：，将铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构连架杆连架杆 曲柄（通常为原动件）曲柄（通常为原动件）匀速转动匀速转动 摇杆（通常为从动件）摇杆（通常为从动件）变速往复摆动变速往复摆动 如如图图所所示示为为调调整整雷雷达达天天线线俯俯仰仰角角的的曲曲柄柄摇摇杆杆机机构构。曲曲柄柄1 1缓缓慢慢地地匀匀速速转转动动，通通过过连连杆杆2 2使使摇摇杆杆3 3在在一一定定的的角角度度范范围围内

9、内摇摇动动，从从而而调调整整天天线线俯俯仰仰角角的的大小。大小。图图 雷达调整机构（曲柄主动）雷达调整机构（曲柄主动）如如图图所所示示为为缝缝纫纫机机的的踏踏板板机机构构，图图b为为其其机机构构运运动动简简图图。摇摇杆杆1（原原动动件件）往往复复摆摆动动，通通过过连连杆杆2驱驱动动曲曲柄柄3（从从动动件件）作作整整周周转转动动，再再经经过过带带传传动使机头主轴转动。动使机头主轴转动。图图 6-13 缝纫机的踏板机构（缝纫机的踏板机构（摇杆主动摇杆主动）(a)(b)双曲柄机构双曲柄机构主动曲柄主动曲柄等速回转等速回转从动曲柄从动曲柄变速回转变速回转 特殊双曲柄机构：特殊双曲柄机构：平行四边形机构

10、平行四边形机构逆平行四边形机构逆平行四边形机构ABCDAB=CD BC=ADADBC摄影平台摄影平台耕地耕地料斗料斗DCAB天天 平平播种机料斗机构播种机料斗机构平行四边形机构实例平行四边形机构实例车车门门开开闭闭机机构构逆平行四边形机构实例逆平行四边形机构实例双摇杆机构双摇杆机构主、从动摇杆等速摆动。主、从动摇杆等速摆动。起重机起重机 两两摇摇杆杆长长度度相相等等的的双双摇摇杆杆机机构构，称称为为等等腰腰梯梯形机构。形机构。C CB B B BA A图图 汽车前轮转向机构汽车前轮转向机构D DC CP P动画动画动画动画设计：潘存云ABDCEABDCEABDCEl双摇杆机构：双摇杆机构：两连

11、架杆均为摇杆的铰链四杆机构。两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构。图图2-7所所示示为为飞飞机机起起落落架架的的运运动动简简图图。飞飞机机着着陆陆前前，需需要要将将陆陆轮轮5从从机机翼翼4中中推推放放出出来来；起起飞飞后后，为为了了减减少少空空气气阻阻力力，又又需需要要将将着着陆陆轮轮收收入入翼翼中中。这这些些动动作作是是由由原原动动摇摇杆杆3，通通过过连连杆杆2、从从动动摇摇杆杆1带带动动着着陆陆轮轮来来实实现的。现的。图图2-7 飞机起落架机构飞机起落架机构ABCDF513242.2.Lmax+Lmin Lmax+Lmin L+LL+L 只能构成只能构成双摇杆双摇杆机构。机构。取取最短杆最短杆为

12、为连架杆连架杆时，构成时，构成曲柄摇杆曲柄摇杆机构；机构；取取最短杆最短杆为为机架机架时，构成时，构成双曲柄双曲柄机构；机构；取取最短杆最短杆为为连杆连杆时，构成时，构成双摇杆双摇杆机构。机构。1.1.Lmax+Lmin L+LLmax+Lmin L+L 判别方法归纳判别方法归纳关键点关键点6.2.2铰链四杆机构类型的确定铰链四杆机构类型的确定AA曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 BB双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构 CC双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构 AA曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 BB双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构 CC双摇

13、杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构 判断图示四杆机构是什么机构？（单项选择题）判断图示四杆机构是什么机构？（单项选择题）1、2、AA曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 BB双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构 CC双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构 AA曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 BB双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构双曲柄机构 CC双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构 3、4、40907011040+110=15070+90=160双曲柄双曲柄机机 构构曲柄摇杆曲柄摇杆机机 构构双摇杆双摇杆机机 构构曲柄摇杆曲柄摇杆机机 构构a)40+1107

14、0+90，又以最短杆为机架，则为双曲柄机构，又以最短杆为机架，则为双曲柄机构 b)120+4560+70，无无论论如如何何都都是是双摇杆机构双摇杆机构d)50+10090+70,但但以以最最短短杆杆BC对对边为机架，则为双摇杆机构边为机架，则为双摇杆机构平平面面四四杆杆机机构构铰链四杆机构铰链四杆机构 (全转动副全转动副)含有移动副含有移动副的平面四杆的平面四杆机构机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 双曲柄机构双曲柄机构 双摇杆机构双摇杆机构 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 摇杆滑块机构摇杆滑块机构 曲柄摇块机构曲柄摇块机构 导杆机构导杆机构 5.2.3含有一个移动副的四杆机构含有一个移动副的四杆机构1

15、.曲柄滑块机构：曲柄滑块机构：铰链四杆机构中，使转动副变成移动副。铰链四杆机构中，使转动副变成移动副。对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构。偏置曲柄滑块机构。特点：可以实现转动和往复移动的变换。特点：可以实现转动和往复移动的变换。应用：活塞式内燃机、空气压缩机、冲床等机械等。应用：活塞式内燃机、空气压缩机、冲床等机械等。e2.2.摇杆滑块机构摇杆滑块机构ABC滑块为机架BC为摇杆AC作往复移动3.3.曲柄摇块机构曲柄摇块机构应用于各种摆动式应用于各种摆动式原动机和工作机中。原动机和工作机中。摆缸式液压泵、卡摆缸式液压泵、卡车车箱自动翻转卸车车箱自动翻转卸料机构料机构 。ACBBC机

16、架4.4.导杆机构导杆机构12343124应用实例：回转式油泵（转动导杆机构）牛头刨床的主应用实例：回转式油泵（转动导杆机构）牛头刨床的主体机构（摆动导杆机构）。体机构（摆动导杆机构）。取曲柄滑块机构的不同构件为机架而获得的。取构件2为机架，构件3为主动件，若 ，导杆1作整周运动，称为转动导杆机构转动导杆机构；若 ，导杆1作往复摆动，称为摆动导杆机构。摆动导杆机构。2341取曲柄滑块机构中的滑块4为机架而得到的。当曲柄2转动时，导杆1可在固定滑块4中往复移动，故该机构称为移动导杆机构移动导杆机构（或定块机构定块机构）。4.4.移动导杆机构移动导杆机构应用实例：手压抽水机、抽油泵等。应用实例：手

17、压抽水机、抽油泵等。1 1、凸轮机构、凸轮机构 定义：定义：机械的回转或滑动件机械的回转或滑动件(如如轮或轮的突出部分轮或轮的突出部分),),它把运它把运动传递给紧靠其边缘移动的动传递给紧靠其边缘移动的滚轮或在槽面上自由运动的滚轮或在槽面上自由运动的针杆。这种针杆。这种具有曲面工作轮具有曲面工作轮廓轮廓或边缘的构件称为廓轮廓或边缘的构件称为凸凸凸凸轮轮轮轮。含有凸轮的机构称为。含有凸轮的机构称为凸凸凸凸轮机构轮机构轮机构轮机构。2 2、凸轮机构的组成凸轮机构的组成uu 11凸轮凸轮uu 22从动件从动件uu 33机架机架凸轮机构的凸轮机构的优优、缺、缺点点：只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即只需确

18、定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动规律；结构简单，可实现从动件复杂的运动规律；结构简单，运动可靠。运动可靠。缺点：缺点：从动件与凸轮轮廓为点接触或线接触，从动件与凸轮轮廓为点接触或线接触，接触应力大，易磨损。接触应力大，易磨损。用途：用途：常用于传力不大的常用于传力不大的控制机构控制机构。优点：优点：（四）按凸轮与从动件间的接（四）按凸轮与从动件间的接 锁合方式锁合方式力锁合力锁合形锁合形锁合尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件二）按从动件的形状二）按从动件的形状摆动从动件摆动从动件移动从动件移动从动件三）按从动件的运动形式分三）按从动件的运动形式分盘形凸轮

19、盘形凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮一）按凸轮的形状一）按凸轮的形状凸凸轮轮机机构构的的分分类类二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分、按凸轮的形状分（1）盘形凸轮）盘形凸轮（2）移动凸轮）移动凸轮（3）圆柱凸轮）圆柱凸轮 绕固定轴线转动绕固定轴线转动并具有半径变化并具有半径变化的盘形零件。的盘形零件。凸轮沿机架凸轮沿机架作直线运动。作直线运动。轮廓曲线卷绕在轮廓曲线卷绕在 圆柱体上的凹槽圆柱体上的凹槽2 2、按从动件的形状分、按从动件的形状分尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件3 3、按从动件的运动型式分、按从动件的运动型式分移动从动件：从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线。从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线。摆动从动件：从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。4 4、按凸轮与从动件间的锁合方式、按凸轮与从动件间的锁合方式力锁合力锁合内燃机凸轮与挺杆依靠弹内燃机凸轮与挺杆依靠弹 簧力保持接触簧力保持接触等宽凸轮等宽凸轮等径凸轮等径凸轮形锁合形锁合