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1、常用機(jī)構(gòu)參賽選手:*****第四篇常用機(jī)構(gòu)一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)圖Ⅳ-1機(jī)器、機(jī)構(gòu)及運(yùn)動簡圖機(jī)器與機(jī)構(gòu)的共同之處是它們都是由一些人為制造的實(shí)體(構(gòu)件)所組成,且各實(shí)體之間具有確定的相對運(yùn)動,所以兩者統(tǒng)稱為機(jī)械。機(jī)器與機(jī)構(gòu)的不同點(diǎn)是機(jī)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的傳遞和運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換。而機(jī)器則能實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換或做有用功。二、構(gòu)件與零件機(jī)構(gòu)又是由若干構(gòu)件所組成。而構(gòu)件可以是一個零件,也可以是由幾個零件構(gòu)成的剛性整體。圖Ⅳ-2構(gòu)件與零件構(gòu)件與零件的主要區(qū)別在于構(gòu)件是運(yùn)動的單元,它作為一個整體參與運(yùn)動;而零件則是制造的單元。三、運(yùn)動副及其分類和表示方法運(yùn)動副是指兩個構(gòu)件直
2、接接觸,并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的聯(lián)接。其中兩個構(gòu)件以面接觸的運(yùn)動副稱為低副。低副中若兩個構(gòu)件之間只能相對轉(zhuǎn)動時則稱為轉(zhuǎn)動副。兩個構(gòu)件之間以點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動副稱為高副。圖Ⅳ-3轉(zhuǎn)動副的表示方法若兩構(gòu)件之間只能作相對移動時則稱為移動副。圖Ⅳ-4移動副的表示方法在分析已有的機(jī)械或設(shè)計新機(jī)械時,為了簡明地表示出機(jī)械中所含機(jī)構(gòu)種類、構(gòu)件組成、運(yùn)動副和運(yùn)動情況以及工作原理等,可以不考慮那些與運(yùn)動無關(guān)的因素,而僅僅根據(jù)那些與運(yùn)動有關(guān)的因素,并用一些規(guī)定的簡單符號繪制成機(jī)械的圖形,這種易畫、易看的簡明圖形稱為運(yùn)動簡圖。如圖Ⅳ-1b四、運(yùn)動簡圖關(guān)于“機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖
3、符號”,可參見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4460-1984的規(guī)定。第十章連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)或要求:了解連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),著重掌握連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動設(shè)計。第十章連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間均以低副相連接的機(jī)構(gòu)稱為連桿機(jī)構(gòu)。其主要功用是實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動規(guī)律或?qū)崿F(xiàn)給定的運(yùn)動軌跡。本章只討論平面四桿機(jī)構(gòu)。第一節(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其應(yīng)用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式。一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在平面四桿機(jī)構(gòu)中,四個運(yùn)動副都是轉(zhuǎn)動副時稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),見圖1。圖1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)其中固定不動的(或相對固定不動的)桿4稱為機(jī)架,與桿4相對的桿2稱為連桿,與機(jī)架相連的桿1和桿
4、3都稱為連架桿。如果連架桿能作整周(3600)轉(zhuǎn)動時,則稱為曲柄;若不能作整周轉(zhuǎn)動,而只能在一定角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動時,則稱為搖桿。因此根據(jù)兩連架桿的運(yùn)動情況的不同,可將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本型式。1、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若一個連架桿為曲柄,另一個連架桿為搖桿時稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。如圖2和圖3。圖2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)-雷達(dá)天線機(jī)構(gòu)圖3曲柄搖桿機(jī)構(gòu)-縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)2、雙曲柄機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若兩連架桿均為曲柄時稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。如圖4、5。圖4雙曲柄機(jī)構(gòu)-慣性篩機(jī)構(gòu)圖5雙曲柄機(jī)構(gòu)-機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)3、雙搖
5、桿機(jī)構(gòu)在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若兩架桿均為搖桿時稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。如圖6。圖6雙搖桿機(jī)構(gòu)-鶴式起重機(jī)圖7雙搖桿機(jī)構(gòu)-飛機(jī)起落架圖8曲柄滑塊機(jī)構(gòu)a)偏置式(e≠0)b)對心式(e=0)二、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)圖8所示的具有一個移動副和三個轉(zhuǎn)動副的機(jī)構(gòu)稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演變而來的(當(dāng)搖桿為無限長時),其中與機(jī)架4構(gòu)成移動副的塊狀構(gòu)件3稱為滑塊,當(dāng)曲柄1連續(xù)轉(zhuǎn)動時,滑塊3將沿導(dǎo)路作往復(fù)直線移動。圖中曲柄回轉(zhuǎn)中心A到滑塊導(dǎo)路中心線的距離e稱為偏距。當(dāng)e≠0時稱為偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu),見圖8a;當(dāng)e=0時稱為對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu),見圖8b。在對心式曲柄滑
6、塊機(jī)構(gòu)中,在曲軸回轉(zhuǎn)一周的過程中,曲柄與連桿兩次共線,且與導(dǎo)路的中心線重合,對應(yīng)滑塊移動的兩個極限位置C1、C2之間的距離s稱為滑塊的行程。顯然它與曲柄的長度r之間有如下關(guān)系S=2r由于對心式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)較偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有工作行程大,受力情況好等優(yōu)點(diǎn),因此在工程實(shí)際中得到更多的應(yīng)用。它與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)相似,主動件可以是曲柄,也可以是滑塊。當(dāng)主動件為曲柄時,可以將連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線移動,如應(yīng)用于插床、沖床、剪床等機(jī)器中;當(dāng)主動件為滑塊時,可以將往復(fù)直線移動轉(zhuǎn)換為連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動,如應(yīng)用于活塞式內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)等機(jī)器中。第二節(jié)平面四桿機(jī)
7、構(gòu)的基本性質(zhì)一、曲柄存在的條件由第一節(jié)可知,鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本型式的區(qū)別主要在于有無曲柄。而曲柄是否存在則取決于機(jī)構(gòu)中各桿件的相對長度關(guān)系和選取哪一個桿件為機(jī)架。下面用圖9a所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來討論曲柄存在的條件。圖9曲柄存在的條件設(shè)圖中AB為曲柄,BC為連桿,CD為搖桿,AD為機(jī)架,各桿的長度分別為a、b、c、d,且a8、限位置AB1時,∠BCD=1800;在圖9c中,構(gòu)件AB在尚未到達(dá)極限位置AB2時,∠BCD=00。因此構(gòu)件AB就不能通過AB1和AB2位置作整周轉(zhuǎn)動,即不能成為曲