(完整版)常见运动功能的机构选型汇总

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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)

当主动盘1匀速转动时,通过盘上的圆弧槽的A端和滚子2带动杆4运动,使推头5慢速移动,推送物料。在此过程中,弹簧3逐渐拉伸。当主动盘转到某一位置时,弹簧把滚子2由圆弧槽A端迅速拉向B端,并使推头快速退回。在圆弧槽的A端与滚子2再一次接触前,推头5有一段停歇时间。由于急回时的冲击、噪声较大,故高速时不宜应用。

图7-17 图7-18

10)利用轨迹的近似圆弧段实现间歇运动的机构(图7-18)

内齿轮1固定,转臂2转动时,行星齿轮3上A点的轨迹为短幅内摆线。若曲线段和半径为r的圆弧很接近,则可取连杆4的长度为r,于是当A 点在段上运动时,滑块5可看作没有移动(近似停歇)。

11)利用连杆轨迹的近似直线段实现间歇运动的机构(图7-19)

连杆M点的轨迹m上有一近似直线段M1M1,如在M点加上滑块1和导杆2(导槽与M1M1重合),则M点走到直线段M1M1上时,导杆近似停歇。

图7-19 图7-20

12)利用连杆轨迹的近似圆弧段实现双侧停歇的机构(图7-20)

喷气织机开口机构中的棕框1在上、下极限位置时,需要一段停歇时间,以便引入纬纱。图中连杆BC上E 点的轨迹如点划线所示时,其上段均与半径为r的圆弧很接近,圆弧中心分别为F、F,点。今在的垂直平分线上取一点G,以为摇杆2,以为连杆3,则当E 点运动至段上时,摇杆2在

和两极限位置近似停歇。

13)不完全齿轮—移动导杆机构(图7-21)

不完全齿轮1主动,它通过齿轮6及与锁止弧5铰接的滑块3推动移动导杆4作两侧停歇的往复运动。图中轮6齿数为20,轮1保留9个齿(末齿高修低),可使轮1每转两周,4完成一次往复运动,并在行程的两端各有一停歇时间。2和5是分别与齿轮1和6固联的锁止弧,1、6不啮合时,齿轮6被2、5锁住。

图7-21 图7-22

14)链轮—连杆组合机构(图7-22)

主动链轮1和从动曲柄2同轴,连杆3的一端和链条4铰接于E。主、从动轴的转数比等于链条节数与主动链轮齿数之比。从动曲柄2的角速度是变化的。大体上是:E在段时,曲柄作等速转动;在过B点到进入链轮5的直线段上是减速;在从脱离5到A点的直线段上是加速。适当选择机构参数,则当铰接点处在C点附近时可找到曲柄转速为零的一个位置,并在此位置附近曲柄的转速较低,甚至有小范围的折返运动,这可近似的认为曲柄处在停歇状态。

15)齿轮—连杆组合机构(图7-23)

曲柄摇杆机构ABCE上有四个齿数相同的齿轮2、3、4、5,曲柄1与齿轮2固联且长度与其节圆半径r相等。当1转一周时,从动齿轮5也转一周,但是5在一周内的转速ω5是变化的,其中还有一段短暂的停歇时间(即ω5≈0)。因此,与5固联的送纸辊6也有短时停歇,以配合切纸刀的切纸动作。由于ω5连续变化,所以机构的动力特性较好。

图7-23

16)曲柄摇杆—摆动导杆机构(图7-24)

曲柄摇杆机构ABCD的摇杆CD在极位C1D、C2D附近时角速度较小;摆动导杆机构FEG的导杆在极位E1G、E2G附近时角速度也较小。用齿轮机构将它们联系起来,并使之同时达到极位,这就使导杆在两个极限位置附近时的近似停歇时间较长。

图7-24

第四节实现预期运动轨迹的机构选型

1)精确直线导向机构(图7-25)

如各构件的长度满足以下关系:,则当杆2转动时,M点的轨迹为垂直于OA的一条直线。

图7-25 图7-26

2)双曲线型近似直线导向机构(图7-26)

取,则AB中点M在行程为h 范围内(相应摆角)的轨迹近似直线。

3)起重机的近似直线导向机构(图7-27)

要求吊钩能作较大距离的水平直线运动时,采用图示双摇杆机构ABCD中连杆上M点轨迹的近似直线段作为吊钩的轨迹。

4)装卸机液压连杆机构(图7-28)

油缸Ⅰ使动臂1转动,同时油缸Ⅱ使装料斗2在升降时保持平移运动,在装卸料时使2翻转。

图7-27 图7-28

5)手动插秧机连杆凸轮(活舌滑道)式分插机构(图7-29)

分插手柄1往复摆动,秧爪排5上的B点沿固定凸轮轮廓2运动,M点走图示轨迹(点划线)进入秧箱4进行分秧动作,并带秧苗入土完成插秧动作。活舌3保证B只能按逆时针方向沿凸轮轮廓运动,而不会反转。

图7-29 图7-30

6)缝纫机铰链四杆挑线机构(图7-30)

当曲柄转动时,连杆上的M点沿图示轨迹运动,该轨迹被用来完成挑线动作时应满足下述要求:在点9到点的一段中(对应曲柄转过2400)每一位置的放线量近似等于所需线量加某一定值余量。在5到9的一段中(对应曲柄转过1200)实现急回运动。

7)摄影机抓片机构(图7-31)

摄影机需要间歇的移动胶片,所以要求抓片齿能接近垂直地插入胶片片孔中,然后平稳地沿直线拉胶片,最后,又接近垂直地退出片孔。图示曲柄摇杆机构中,连杆上M点的轨迹呈D字形,M点走直线段M1M2时,曲柄所转的角度相当于胶片移动的时间,其余为停歇时间,它基本上能符合抓片要求。

8)实现任意轨迹的固定槽凸轮机构(图7-32)

槽凸轮4固定,当曲柄1转动时,构件2上的M点走出轨迹K。

图7-31

图7-32

9)平板印刷机中的曲线槽导杆送纸机构(图7-33)

主动杆1往复摆动时,杆2上的曲线槽在定轴滚子3上滑动,使杆2上的吸盘M 沿轨迹K运动,完成吸纸送进的动作。

10)双色胶印机中完成接纸动作的凸轮连杆组合机构(图7-34)

双联凸轮1控制构件6和3一起转动,2控制5在6中的相对移动,从而使构件7的左端沿轨迹K运动,完成接纸动作。

图7-33 图7-34

11)利用矩形轨迹完成送料动作的凸轮连杆组合机构(图7-35)

当双联凸轮1、2转动时,分别控制构件3完成图示轨迹abcde。

12)IHI飞剪机剪切机构(图7-36)

IHI飞剪机主要用来将厚度6.4mm以下的热轧钢带剪成一定长度的钢板。剪切机的上下刀刃分别装在构件2和11上,由各自的传动系统带动,对运动中的钢材进行剪切。剪切机的上刀刃装在铰链五杆机构OHGFE的连杆2上。此五杆机构的两个主动件分别与铰链四杆机构OCDE的曲柄6和摇杆8固联,所以上刀刃的运动是由铰链四杆、五杆机构组成的组合机构来带动,实现图上虚线的轨迹。因为飞剪机时在钢材运动过程中进行剪切的,所以必须保证在剪切段内上刀刃在x方向(钢带输送方向)的速度分量与钢带速度同步。下刀刃11是在构件2的导杆中作往复运动,它由曲柄9带动,9-10-11相对于2是一个曲柄滑块机构。适当选择9和1之间的相位角,使下刀刃轨迹在要求的剪切区中相交完成剪切动作。

图7-35 图7-36 13)平板印刷机中用以完成送纸动作的机构(图7-37)

此机构是以铰链五杆机构ABCDE为基础机构,分别由双联凸轮1、2输入所需运动,使连杆CD上的点M走出图中虚线所示的矩形轨迹。

14)火柴装盒机钩盒机构(图7-38)

将火柴装入火柴盒时,先要用钩头1将盒壳2的一边钩起。钩头的运动受凸轮3及凸轮4的控制,凸轮3及凸轮4固联。

间歇运动机构

间歇运动机构 名词解释 间歇运动机构 intermittent motion mechanism 间歇运动机构 有些机械需要其构件周期地运动和停歇。能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构,称为间歇运动机构。例如牛头刨床工作台的横向进给运动,电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。常见的间歇运动机构有:棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构 间歇运动机构分类 间歇运动机构可分为单向运动和往复运动两类。 单向间歇运动机构 这种机构广泛应用于生产中,如牛头刨床上工件的进给运动,转塔车床上刀具的转位运动,装配线上的步进输送运动等。实现单向运动中的停歇是这种机构设计的关键。在机构运动过程中,当主动件与从动件脱离接触,或虽不脱离接触但主动件不起推动作用时,从动件便不产生运动。棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮单向间歇运动机构和擒纵机构等都用这种方法来实现间歇运动。在不完全齿轮机构中,主动轮1作等速连续转动,从动轮2作间歇转动。主动轮只在一段圆周上有4个齿,与这4个齿相啮合的从动轮要做出4个对应的齿间来实现一次间歇运动。从动轮转动一周,该机构完成4次间歇

间歇运动机构 运动,轮2共有16个齿间。轮2停歇期间,两轮的锁止弧起定位作用。凸轮单向间歇运动机构的主动件1是半径为的圆柱凸轮,从动件2是在端面圆周上均布一圈柱销的圆盘。当凸轮按箭头所示方向转动时,凸轮的曲线槽推动柱销B,使圆盘向左转动;当柱销B运动到前一柱销A位置时,柱销C进入凸轮槽内。这时,凸轮槽位于凸轮圆柱体的圆周上,凸轮的转动不能推动柱销运动,故圆盘不动,从而完成一次间歇运动。此外,还有瞬时停顿的间歇运动机构。 往复间歇运动机构 在往复间歇运动的机构中,应用最广的是凸轮机构,其中还有其他常用的两种类型。①往复摆动间歇运动机构:它利用连杆上一点C 的一段近似圆弧[c1c2]来实现摇杆带停歇的往复摆动构件C1D 的一端通过铰链与连杆在C1点处联接,另一端通过铰链D与摇杆联接,并且铰链D必须位于圆弧[c1c2]的圆心处。当C点在虚线圆弧段上运动时,摇杆不动;C点在其轨迹的实线段上运动时,摇杆往复摆动一次。②往复移动间歇运动机构:它利用导杆上的一段圆弧导路来实现移动杆带停歇的往复直线运动 间歇运动机构 。曲柄的长度等于圆弧导路半径,它的转动中心与圆弧中心重合在图[往复间歇运动机构]示位置,当曲柄逆时针转动时,滚子在圆弧导路中运动,导杆不动,移动杆也不动。当滚子运动到圆弧导路终点时,导杆开始向右摆动,移动杆向右移动。当导杆摆到右极限位置后,导杆又向左摆到图[往复间歇运动机构]示位置,移动杆便退回到起始位置这样,曲柄转一周移动杆就完成一次带停歇的往复直线运动。

间歇运动机构讲解

第六章间歇运动机构 一、教学目的和教学要求 1、教学目的:拓宽学生的知识面,使学生知道存在某一类机构。 2、教学要求 结合专业需要对棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构、星轮机构等一些其他常用机构的工作原理、运动特点及其应用有所了解。二、本章重点教学内容及教学难点 重点:了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的组成、运动特点及其运动设计的要点。至于凸轮式间歇机构和星轮机构,只需了解它们的运动特点。 难点:如何组织教学内容,使学生没有杂乱无章之感。 §6-1 棘轮机构 一、棘轮机构的组成、工作特点及类型 棘轮机构的典型结构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架组成。可将主动摇杆连续往复摆动变换为从动棘轮的单向间歇转动。其棘轮轴的动程可以在较大范围内调节,且具有结构简单、加工方便、运动可靠等特点。但冲击、噪音大,且运动精度低。 棘轮上的齿大多做在棘轮的外缘上,构成外接棘轮机构,也有做在圆筒内缘上的,这时构成内接棘轮机构。 至于其他形式的齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构仅作为了解,以开阔眼界。

二、棘轮机构的设计要点 在设计棘轮机构时,首要的问题是确定棘轮轮齿的倾斜角,因为为了保证棘轮机构工作的可靠性,在工作行程时,棘轮应能顺利地滑入棘轮齿底。棘轮齿面倾斜角δ的确定:棘轮齿面倾斜角δ为齿面与轮齿尖向径的夹角。为了使棘爪能顺利地进入棘轮齿间,则要 求齿面总作用力R 对棘爪轴心的力矩方向应迫使棘爪进入棘轮齿底。即应满足条件: ?δ> (6-1) 其中?为摩擦角。

§6-2 槽轮机构 一、槽轮机构的组成、工作特点及类型 槽轮机构的典型机构是由由主动拨盘、从动槽轮及机架组成。可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的间歇转动。并具有结构简单、尺寸小、机械效率高、能较平稳地间歇转位等特点。 普通槽轮机构有外槽轮机构和内槽轮机构之分。为了满足某些特殊的工作要求,在某些机械中还用到一些特殊型式的槽轮机构,如不等臂长的多销槽轮机构、球面槽轮机构、偏置槽轮机构等。 二、普通槽轮机构的运动系数及运动特性 (1) 普通槽轮机构的运动系数 在单销外槽轮机构中,当主动拨盘回转一周时,从动槽轮运动时间d t 与主动拨盘转一周的总时间t 之比称为槽轮机构的运动系数,并以k 表示,即 z t t k d 1 21-== (6-2) 式中z ——槽轮的槽数。 如果在拨盘上均匀地分布n 个圆销,则当拨盘转动一周时,槽轮将被拨动n 次,则该槽轮机构的运动系数为 )1 21(z n k -= (6-3) 运动系数必须是大于零而小于1。 (2)普通槽轮机构的运动特性 主动拨盘以等速度1ω转动。当主动拨盘处在1?位置角时,从动槽轮所处的位置角2?、角速度2ω及角加速度2α分别为 )()]cos 1/(sin arctan[11112?α??α?λ?<<--= (6-4) )cos 21/()(cos 21112λ?λλ?λωω+--= (6-5)

常见运动功能的机构选型汇总

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。

(新)机构运动简图测绘与分析实验

实验一机构运动简图测绘与分析实验 一、实验目的 1.根据机构模型,掌握正确绘制平面机构运动简图的方法和技能。 2.验证和巩固机构自由度的计算,进一步理解机构自由度的概念。 3.应用机构自由度的计算方法,分析平面机构运动的确定性。 4.掌握平面机构的组成原理,能够对平面机构进行结构分析。 二、实验设备 1、机构模型(铆钉机构B1、简易冲床B 2、装订机机构B 3、鄂式破碎机B 4、步进输送机B 5、假肢膝关节机构B 6、机械手腕部机构B 7、抛光机B 8、牛头刨床B 9、制动机构B10等); 2.所用工具:钢板尺、游标卡尺、三角板、铅笔、圆规、橡皮、纸(除钢板尺和游标卡尺外,其余学生自备)。 三、实验内容 1. 选择5种机构模型进行测量,绘制机构运动简图; 2. 计算机构自由度,并注明其活动构件数、低副数、高副数,然后代入公式进行计算。 3.对所选择的机构进行结构分析,确定机构的级别。 四、实验原理、方法和手段 在对现有机械设备进行分析或设计新的机械设备时,都需要运用其机构运动简图。而机构各部分的运动是由其原动件的运动规律、该机构中各运动副的数目、类型,运动副相对位置和构件的数目来确定的,而与构件的外形、断面尺寸、组成构件的零件数目及运动副的具体构造等无关。所以,只要根据机构的运动尺寸,按一定的比例尺定出各运动副的位置,就可以用运动副的代表符号和简单的线条把机构的运动简图画出来。

常用符号见下表: 1、机构运动简图的概念 抛开构件的复杂外形和运动副的具体结构,利用简单的线条和规定的符号来代表每一个构件和运动副,并按一定的比例将机构的运动特征表达出来的简单图形称为机构运动简图。机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性,因而可以根据该图对机构进行运动分析和动力分析。 2、测绘方法 (1)分析运动情况。绘制机构运动简图时,首先要把该机器或模型的实际构造和运动情况搞清楚。为此,先应确定出原动件和从动件,再使被测机器或模型缓慢运动,然后按照运动的传递路线,把原动件和从动件之间的各构件的运动情况观察清楚,尤其应注意有微小

最新机械设计基础教案——第6章间歇运动机构.docx

第 6 章间歇运动机构 (一)教学要求 1.掌握各种常用机构的工作原理 2.了解各种机构的组成及应用 (二)教学的重点与难点 1.工作原理 2.常用机构的应用 (三)教学内容 6.1槽轮机构 一、组成、工作原理 1.组成:具有径向槽的槽轮,具有圆销的构件,机架 2.工作原理: 构件 1→连续转动;构件2(槽轮)→时而转动,时而静止 当构件 1 的圆销 A 尚未进入槽轮的径向槽时,槽轮的内凹锁住弧被构件 1 的外凸圆弧卡住,槽轮静止不动。 当构件 1 的圆销 A 开始进入槽轮径向槽的位置,锁住弧被松开,圆销驱使槽轮传动。 当圆销开始脱出径向槽时,槽轮的另一内凹锁住弧又被构件 1 的外凸圆弧卡住,槽轮静止不动。 往复循环。 4 个槽的槽轮机构:构件 1 转一周,槽轮转1 周。4

6 个槽的槽轮机构:构件 1 转一周,槽轮转1 周。6 二、槽轮机构的基本尺寸和运动系数 1.基本尺寸 b l (r r s )r s——圆销的半径 r l sin2b——槽轮回转中心到径向槽底的距离 a l cos2a——槽轮回转中心到径向槽口的距离 r——圆销中心到构件 1 中心的距离 l ——两轮回转中心之间的距离 2.运动系数(τ ):槽轮每次运动的时间 m t 之比。 t 对主动构件回转一周的时间 t m21(构件 1 等速回转) t2 2 1——槽轮运动时构件 1 转过的角度 (通常,为了使槽轮 2 在开始和终止运动时的瞬时角速度为零。以避免圆销与槽发生撞击,圆销进入、退出径向槽的瞬间使O1A ⊥O2A ) ∴ 2 1222 Z ∴ 21Z211 22Z2Z 讨论: 1、τ>0,∴ Z ≥3 τ=0,槽轮始终不动。 2、111 2Z :槽轮的运动时间总小于静止时间。 2 3、要使1 ,须在构件 1 上安装多个圆销。2 设 K为均匀分布的圆销数, K (Z2) 2Z 三、槽轮机构的特点和应用 优点:结构简单,工作可靠,能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。 缺点:①对一个已定的槽轮机构来说,其转角不能调节。 ②在转动始、末,加速度变化较大,有冲击。 应用:应用在转速不高,要求间歇转动的装置中。 电影放映机中,用以间歇地移动影片。 自动机中的自动传送链装置。(布图)

最新常用机械机构介绍

常用机械机构介绍

第4章常用机构 4.1 平面连杆机构 4.1.1 平面连杆机构的组成 我们将机构中所有构件都在一平面或相互平行的平面内运动的机构称为平面机构。 1、构件的自由度 如图4-1所示,一个在平面内自由运动的构件,有沿X轴移动,沿y轴移动或绕A点转动三种运动可能性。我们把构件作独立运动的可能性称为构件的“自由度”。所以,一个在平面自由运动的构件有三个自由度。可用如图4-1所示的三个独立的运动参数x、y、θ表示。 2、运动副和约束 平面机构中每个构件都不是自由构件,而是以一定的方式与其他构件组成动联接。这种使两构件直接接触并能产生一定运动的联接,称为运动副。两构件组成运动副后,就限制了两构件间的部分相对运动,运动副对于构件间相对运动的这种限制称为约束。机构就是由若干构件和若干运动副组合而成的,因此运动副也是组成机构的主要要素。 两构件组成的运动副,不外乎是通过点、线、面接触来实现的。根据组成运动副的两构件之间的接触形式,运动副可分为低副和高副。 (1)低副两构件以面接触形成的运动副称为低副。按它们之间的相对运动是转动还是移动,低副又可分为转动副和移动副。 ①转动副组成运动副的两构件之间只能绕某一轴线作相对转动的运动副。通常转动副的具体结构形式是用铰链连接,即由圆柱销和销孔所构成的转动副,如图4-2(a)所示。

②移动副组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副,如图4-2(b)所示。 由上述可知,平面机构中的低副引入了两个约束,仅保留了构件的一个自由度。因转动副和移动副都是面接触,接触面压强低,称为低副。我们将由若干构件用低副连接组成的机构称为平面连杆机构,也称低副机构。由于低副是面接触,压强低,磨损量小,而且接触面是圆柱面和平面,制造简便,且易获得较高的制造精度。此外,这类机构容易实现转动、移动等基本的运动形式及转换,因而是在一般机械和仪器中应用广泛。平面连杆机构也有其缺点:低副中的间隙不易消除,引起运动误差,且不易精确地实现复杂的运动规律。 (2)高副两构件以点或线接触形成的运动副称为高副,如图4-3所示。这类运动副因为接触部位是点或线接触,接触部位压强高,故称为高副。 3、构件分类 机构中的构件可分为三类。 (1)机架它是机构中视作固定不动的构件,起支撑其他活动构件的作用。 (2)原动件它是机构中接受外部给定运动规律的活动构件。 (3)从动件它是机构中的随原动件运动的活动构件。 4.1.2平面机构的运动简图 为方便对机构进行分析,可以撇开机构匮与运动无关的因素(如构件的形状、组成构件的零件数目、运动副的具体结构等),用简单线条和符号表示构件和运动副,并按一定比例定出各运动副的位置,以简图表示出机构各构件间相对运动关系,这种简图为机构运动简图。它是表示机构运动特征的一种工程用图) 1、常用运动副的符号(如图4-4)

间歇运动机构

间歇运动机构 一、复习思考题 1.什么是间歇运动?有哪些机构能实现间歇运动? 2.棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构,它们各有什么特点? 3.槽轮机构的运动系数τ=0.4表示什么意义?为什么运动系数必须大于零而小于1? 五个槽的单销槽轮机构其运动系数τ等于多少? 4.棘轮机构的运动设计主要包括哪些内容? 5.槽轮机构设计时要避免什么问题? 6.棘轮机构和槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇运动,但在具体的使用选择上又有什么不同? 7.止回棘爪的作用是什么? 8.调节棘轮转角大小都有哪些方法? 9.用什么方法能改变棘轮的转向? 10.槽轮的静止可靠性和防止反转是怎样保证的? 11.单向运动棘轮机构和双向式棘轮机构,有什么不同之处? 12.棘轮机构有哪些作用? 二、填空题 1.所谓间歇运动机构,就是在主动件作运动时,从动件能够产生周期性的、运动的机构。 2.棘轮机构主要由、和等构件组成。 3.棘轮机构的主动件是,从动件是,机架起固定和支撑作用。 4.棘轮机构的主动件作运动,从动件作性的时停、时动的间歇运动。 5.双向作用的棘轮,它的齿槽是的,一般单向运动的棘轮齿槽是的。 6.为保证棘轮在工作中的可靠和防止棘轮的,棘轮机构应当装有止回棘爪。 7.槽轮机构主要由、、和机架等构件组成。 8.槽轮机构的主动件是,它以等速作运动,具有槽的槽轮是从动件,由它来完成间歇运动。 9.槽轮的静止可靠性和不能反转,是通过槽轮与曲柄的实现的。 10.不论是外啮合还是内啮合的槽轮机构,总是从动件,总是主动件。 11.间歇齿轮机构是由演变来的。 12.间歇齿轮机构从动件的静止可靠性,是通过而实现的。 13.间歇齿轮机构在传动中,存在着严重的,所以只能用在低速和轻载的场合。

4种常见的间歇运动机构

在各类机械中,常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。 而实现间歇运动的四种常用机构分别为:棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。 一、棘轮机构棘轮机构的类型很多,从工作原理上可 分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构;从结构上可分为外啮合 式和内啮合式棘轮机构;从传动方向上分为单向(单动和双 动)式和双向式棘轮机构。棘轮机构是把摇杆的摆动转变为 棘轮的间歇回转运动。其优点轮齿式棘轮机构运动可靠,棘 轮转角容易实现有级调节,但在工作过程中棘爪在齿面上滑 行,齿尖易磨损并伴有噪音,同时为使棘爪能顺利落入棘轮 槽,摇杆摆角应略大于棘轮转角,这样就不可避免地存在空 程和冲击,在高速时尤其严重,所以常用在低速、轻载 下实现间歇运动。摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声, 棘轮转角可作无级调节。图1 单向轮齿啮合式棘轮 但由于运动准确性差,不 宜用于运动精度要求高的场合。在工程实践中,棘轮机构 常用于实现间歇送进(如牛头刨床)、止动(如起重和牵 引设备中)和超越(如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为 传动中的超越离合器,实现自动进给和快速进给功能)等 场合。 图2 摩擦式棘轮 二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构,也是常用的间歇运动机构之一。普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构(图3)和内接式槽轮机构(图4)两种类型。它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮2、带有圆柱销A的拔盘1以及机架组成。 图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构 槽轮机构的工作过程是:主动拨盘1上的圆柱销A进入槽轮2上的径向槽以前,拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住,则槽轮静止不动。当拔盘圆柱销A进入槽轮径向

实验一机构运动简图的测绘及分析

实验一机构运动简图的测绘及分析 一、实验目的: 1、掌握机构运动简图测绘的基本方法; 2、巩固机构自由度的计算。并验证机构具有确定运动的条件; 3、通过对机构进行结构分析,了解结构的组成原理 二、设备和工具 机器和机构模型量具铅笔橡皮和草稿纸 三、实验原理 机构运动与机构中的构件的数目、构件组成运动副的形式以及各运动副的相对位置有关,而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关,因此,在工程上对 机构进行结构分析、运动分析和力分析时可以用机构运动简图来进行。 机构运动简图既简单又能正确地反映一部机器的运动特征,因此,正确地测量和绘制机构运动简图是机械设计的重要组成部分、 四、实验方法与步骤 1、观察机构的运动,弄清构件的数目 缓慢移动被测的及其或机构模型,从原动件开始,根据运动传递路线,仔细观察相连接的两构件是否有相对运动,特别要注意那些运动很微小的构件,从而弄清楚组成机构的构件数目。 2、判别运动副类型 一般,从原动件开始,遵循运动传递的顺序,仔细观察各相邻构件之间的相对运动性质。由此确定机构中运动副的类型、数目 3、合理选择视图 一般选择与机构的多数构件运动平面平行的平面作为投影面。必要时也可以

就机构的不同部分选择两个或者两个以上的投影面,然后展开到一张图面上。或者把主运动简图上难于表示清楚的部分,另绘一张局部简图。 对于齿轮机构则可选择与运动平面相垂直的平面作为投影面。总之,以简单清楚的把机构的运动情况表示出来为原则。 4、画出机构运动简图的草图,计算机构的自由度。 将原动件转到某一位置(即可看清多数活动构件和运动副的位置)。在草稿纸上按照规定的符号,目测尺寸使实物与图形大致成比例,徒手画出机构运动简图的草图,然后计算机构的自由度,并将草图与实物对照,观察是否和实物相符合。 5、画正式的机构运动简图。 确定尺寸比例尺,认真测量机构各运动副之间的相对位置参数,在实验报告纸上用三角板和圆规,将上述草图按照选定的比例尺卩1(构件的真实长度与图示长度的比值,单位为m/mn或mm/mn画出正式的机构运动简图。 注:对于某些不便直接测定的机构尺寸,可首先分析其机构的性质,采用间接测量的办法。

机构运动简图的测绘和分析试验报告

实验一机构运动简图的测绘和分析 一.实验目的 1.学会根据各种机械实物或模型,绘制机构运动简图; 2.分析和验证机构自由度,进一步理解机构自由度的概念,掌握机构自由度的计算方法; 3.加深对机构结构分析的了解。 二.设备和工具 1.各类典型机械的实物(如:缝纫机等) 2.各类典型机械的模型(如:内燃机模型、牛头刨床等); 3.钢皮尺,内外卡钳,量角器(根据需要选用); 4.三角板,铅笔,橡皮,稿纸(自备)。 三.原理和方法 1.原理 由于机构和运动仅与机构中所有的构件的数目的构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关,因此,在绘制机构运动简图时,可以撇开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简略的符号(如教科书和机械设计手册中有关“常用构件的运动副简图符号”的规定)来代替构件和运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,以此表明机构的运动特征。表1-1为常用符号示例。 2.方法 (1)确定组成机构的构件数目 测绘时使被测绘机械缓慢运动,仔细观测机构的运动,区分各个运动单元,从而确 定组成机构的构件数目,找出原动件。 (2)测绘运动副的种类、数目 根据相联接两构件的接触情况及相对运动的特点,确定各个运动副的种类。(3)合理选择投影面,坐标和原动件位置 选与机构的各个构件上的点运动平面皆平行的平面,或选能反映机构运动特征的其 他平面做投影面。 转动(或移动)原动件,找出每个构件都能表达清楚的原动件位置。 (4)绘机构运动简图的示意图 徒手按规定的符号,凭目测,使图与实物大致成比例(转动副位置、移动副导路方

位,高副接触点及曲率),从原动件开始,依构件的连接次序,逐渐画出机构运动 简图的示意图。用数字1、2、3……区分构件,用字母A、B、C……区分运动副。(5)绘正式机构运动简图 仔细测量与机构运动有关的尺寸,即转动副间的中心距和移动导路的方向等,按适 当的比例尺画出正式机构运动简图。 四.步骤和要求 1.对指定绘制的几种机器或机构运动简图,其中至少有一种需按确定的比例尺绘制,其余的可凭目测,使图与实物大致成比例,这种不按比例尺绘制的简图通常称为机构示意图。

间歇运动机构

第十一章 间歇运动机构 第一节 棘轮机构 一、棘轮机构的工作原理、特点和应用 典型的棘轮机构由棘爪1、棘轮2、摇杆3、机架4等组成(图11-1)。摇杆及铰接于其上的棘爪为主动件,棘轮为从动件。 图11-2所示为外啮合曲柄摇杆式棘轮机构。当主动曲柄连续转动时,摇杆3往复摆动。当摇杆逆时针摆动时,棘爪2嵌入棘轮1的齿槽内,推动棘轮沿逆时针方向转过一个角度;当摇杆顺时针摆动时,棘爪4在棘轮齿背上滑过,棘轮静止不动。在机架上安装止动棘爪可防止棘轮逆转。工作棘爪和止动棘爪均利用弹簧5使其与棘轮保持可靠接触。这样,当曲柄连续回转时,棘轮作单向的间歇运动。 如果要求摇杆往复运动时都能使棘轮向同一方向转动,则可采用图11-3所示的双动式棘轮机构。驱动棘爪可制成钩头(图11-3a )或直头(图11-3b )。 如果要求棘轮作双向间歇运动时,可采用具有矩形齿的棘轮以及与之相适应的双向棘爪。如图11-4所示为矩形齿双向棘轮机构。图11-4a) 的驱动棘爪在实线位置时,棘轮 图11-1 棘轮机构的组成 图11-2 外啮合式棘轮机构 a) b) a) b) 图11-3 双动式驱动棘爪 图11-4 矩形齿双向棘轮机构

作逆时针间歇转动;将驱动棘爪绕A 点翻转成虚线位置时,棘轮作顺时针间歇转动。如图11-4b )所示为回转棘爪双向棘轮机构,当棘爪1按图示位置放置时,棘轮2作逆时针间歇转动。若将棘爪提起,并绕本身轴线转动180°后再插入棘轮齿槽时,棘轮作顺时针方向间歇转动。若将棘爪提起绕本身轴线转动90°,棘爪将被架在壳体的平面上,使轮与爪脱开,当棘爪往复摆动时,棘轮静止不动。 除外啮合棘轮机构外,还有内啮合棘轮机构(如 图11-5)和棘条机构等。 棘轮机构结构简单,但不能传递大的动力,而且 传动平稳性较差,不适宜于高速传动。一般用作机床 及自动机械的进给机构,送料机构、刀架的转位机构、 精纺机的成型机构、牛头刨床的送进机构等,也广泛 用于卷杨机、提升机及牵引设备中,用它作为防止机械逆转的止动器。 二、棘轮机构的主要参数及几何尺寸 1.主要参数 (1)棘轮齿数z 。一般应由整个机器工作的需要来决定,通常取z =12~25。 (2)模数m 。仿照齿轮标准确定,与齿轮不同之处是从棘轮齿顶圆测量求得。令 πp m = (mm ) 式中:m 为模数,mm ,已系列化,见表11-1; p 为周节,mm ,由p=πD /z 可导出 D = m z (mm )。 (3)齿顶圆直径d a 棘轮的最大直径称为棘 轮的齿顶圆直径,d a mz =。 (4)棘轮齿高 h = 0.75m 。 (5)棘齿偏斜角?。如图11-6所示,棘轮 机构工作时,为使棘爪受载最小而推动棘轮的 有效力最大,棘爪回转中心O 1应位于棘轮齿顶 圆的切线上。当棘爪与棘齿在A 点接触时,棘齿对棘爪的作用有正压力N 和阻止棘爪下滑的 摩擦力F (=Ntg ρ),为保证棘爪在此二力作用下仍能向棘齿根部滑动而不从齿槽滑脱,其合力R 应使棘爪有逆时针回转的力矩,为此,轮齿工作面相对棘轮半径应有一个负倾角?,称为棘齿偏斜角,可以证明,?角与摩擦角ρ 之间应有如下关系: ρ?> (11-1) 式中:ρ为摩擦角,arctgf =ρ,f 为摩擦系数取25.0~2.0=f ,ρ=11.3°~14°时,为 了保证运转安全可靠,一般可取=?20°。棘轮齿槽夹角θ由铣刀刃面夹角决定,一 般取θ=60°,因此,在绘制棘轮齿形时,需对齿顶厚s 或棘齿偏斜角?进行修正。 2.棘轮机构几何尺寸计算 棘轮机构几何尺寸按表11-1计算。 图11-6 棘轮齿形 图11-5 自行车后轮轴的棘轮机构

机构运动简图的测绘及分析实验指导书

实验一 机构运动简图的测绘及分析 一、目的要求 1. 学会根据各种机械实物或模型,绘制机构运动简图,了解运动副及构件的实际结构; 2. 分析和验证机构自由度,进一步理解机构自由度的概念,掌握机构自由度的计算方法; 3. 加深对机构组成原理、机构结构分析的理解。 二、设备和工具 1. 各类典型机械的实物(如:牛头刨床、缝纫机头、插齿机等); 2. 课本,三角板,铅笔,橡皮,草稿纸(自备)。 三、原理和方法 1.机构运动简图是表征机器和机构传动原理及运动特征的简单的图形,由于机构的运动特性主要与机构的构件数目、构件与构件组成的运动副数目、运动副的类型和同一构件上各运动副的相对位置有关,因此在对机构进行分析时可以撇开构件的复杂外形和运动副的具体构造。 2.测绘机构运动简图的方法: (1)使被测机械缓慢运动,从原动件开始仔细观察机构运动的传递路径,了解其工作原理,从而确定组成机构的构件数目。 (2)根据相联接的两构件间的接触情况及相对运动的性质,确定各个运动副的类型。 (3)选择最能描述各构件相对运动关系的运动平面作为投影面,让机械停止在便于绘制简图的位置。从原动件开始,用规定符号及构件的联接次序(一个构件至少与二个构件用运动副相联接)逐步画出机构示意图,然后用数字(1、2、3……)分别标注各构件,用英文字母A 、B 、C ……分别标注各运动副。 (4)仔细测量机构的运动学尺寸(如构件上两回转副的中心距和移动副导路的位置等),按适当的比例尺将示意图画成正规的机构运动简图。 长度比例尺 ()l μ=构件实际长度米图中表示该构件的长度(毫米) (5)按公式 L H 32F n P P =-- 式中: n ——机构活动构件数 P L ——平面低副个数 P H ——平面高副个数 计算机构的自由度,注意局部自由度、复合铰和虚约束。 (6)除去原动件(原动件和机架)、去除虚约束、注意复合铰链中回转副的数目、高副低代后,观察经整理后的机构运动简图中有无IV 级或III 级基本杆组(表4),若没有,则按II 级基本杆组的5种形式将机构拆分.最后根据所含基本杆组的最高级别确定机构的级别。 四、实验步骤 1. 先在草稿纸上徒手绘制机构示意图,标注出必要的运动学尺寸,再按适当比例画成正规的机构运动简图,如果只要求画机构示意图可不进行测量,这时可凭目测使简图中构件的尺寸与实物大致成比例. 2. 计算机构的自由度,并将计算结果与实际机构对照,观察是否相符.否则应重新绘制

间歇运动机构在工业中的应用

机电系统设计与分析课程 作业 间歇运动机构在工业中的应用 学院: 专业: 学号: 姓名:

间歇运动机构在工业中的应用摘要:在自动化设备和半自动化设备中,往往需要某些机构来实现周期性的转位、间歇动作以及带有分度的动作,实现这种运动的机构称为间歇机构。它可以将连续运动转化为间歇移动或转动,从而使系统能在停歇段完成预定的工艺动作。自动机械向高速化、精密化、轻量化的方向发展,对间歇机构运动学与动力学性能的要求越来越高。凸轮间歇机构、棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮都是间歇运动机构,本文将从它们的结构特点、工作原理与应用场合做以分析。 关键词:间歇运动机构,工业应用 引言 随着当前机械产品向自动化方向的发展,各种各样的自动机械在机械产品中的地位日益显著。由于生产工艺的要求,有些机械需要其构件周期地运动和停歇。能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构,称为间歇运动机构。例如牛头刨床工作台的横向进给运动,电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。 按照这些要求,该执行机构应具有以下两个基本功能: (1)运动(位移或速度)缩小 (2)运动停歇 常见的间歇运动机构有:凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构。 1.凸轮机构 凸轮型间歇机构具有结构简单,能自动定位,动静比可任意选择的特点,更适用于要求高速、高分度精度的场合,因而成为现代间歇机构发展的主要方向。滚子齿形凸轮式间歇运动机构,工程上又称为凸轮分度机构,常见有圆柱分度凸轮机构和弧面分度凸轮机构等。1.1圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构,如图1.1所示。该机构由圆柱凸轮1、转盘2及机架组成。转盘上均匀分布着若干个滚子3,滚子轴线与转盘轴线相平行,凸轮轴线与转盘轴线垂直交错。当凸轮匀速转动时,转盘作单向间歇运动,转盘的运动完全取决于凸轮轮廓曲线的形状,凸轮轮廓线由分度段和停歇段组成。当凸轮回转时,其分度段轮廓推动滚子使转盘分度转位;当凸轮转到停歇段轮廓时,转盘上两相邻滚子跨夹在凸轮的圆环面突脊上使转盘停歇。设计时通常取凸轮槽数为1,转盘滚子数为6~12,滚子做成上大下小圆锥体,以改善磨损情况。 该机构分度盘上布置的滚子数较多,适用于要求分度数较多的场合(6~60分度)滚子表面一般为圆柱形,为了使滚子的接触表面磨损均匀,并且便于调整滚子与凸轮槽两侧面的间隙,也可采用圆锥形滚子。但当分度数增大时,分度盘转动惯量较大,机构中滚子与凸轮轮廓间的间隙较难补偿,容易产生横越冲击,刚度和啮合性能均不及弧面分度凸轮机构。圆柱分度凸轮机构能够实现大分度输出,特别适合于中、低速情况下要求在一个周期内停歇次数较多的场合,如灯泡机械、烟草机械和大输液罐装机械。

机构运动简图的绘制

机构运动简图的绘制 【一】能力目标 能根据实物绘制机构运动简图 【二】知识目标 1.了解机构组成原理 2.理解自由度、运动副、约束的概念及三者的关系 【三】教学的重点与难点 重点:平面机构的运动简图的绘制。 难点:绘制简图时构件及运动副的表示。 【四】教学方法与手段 多媒体教学,采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式。 【五】教学任务及内容 一、 的组 成 (一) 运动 副 a), 轴承中的滚动体与内外圈的滚道、图b)啮合中的一对齿廓、图c)滑块与导槽,均保持直接 接触,并产生一定的相对运动。因而它们都构成了运动副。构件上参与接触的点、线、面, 称为运动副的元素。 根据运动副对构件运动形式的约束及两构件接触方式的不同,运动副可如下分类: 1、高副 两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。如图所示,凸轮与从动杆及两齿轮分别 在其接触处组成高副。 2、低副两构件通过面接触组成的运动副称为低副。平面低副可分为转动副和移动副。 (1)转动副若运动副只允许两构件作相对转动,则称该运动副为转动副,也称铰链。 如图所示各构件的联接就是转动副。如果转动副的两构件之一是固定不动的,则称该转 动副为固定铰链。若转动副中两构件都是运动的,则称该转动副为活动铰链。 (2)移动副若运动副只允许两构件沿接触面某一方向相对滑移,则称该运动副为移 动副。如图所示。 y (二)自由度和运动副的约束 O 12

1、构件的自由度 在平面运动中,每一个独立的构件,其运动均可分为三个独立的运动,即沿x轴和y 轴的移动及在xoy平面内的转动。构件的这三种独立的运动称为其自由度,分别用x、y及α为三个独立参数表示。由上述可知:构件的自由度等于构件的独立运动参数。 平面内自由的构件,有3个自由度,而空间内自由的构件,有6个自由度。 2、运动副的约束 当两构件通过运动副联接,任一构件的运动将受到限制,从而使其自由度减少,这种限制就称为约束。每引入一个约束,构件就减少一个自由度。 (1)转动副 2——约束,1——自由度 (2)移动副 2——约束,1——自由度 (3)平面高副 1——约束,2——自由度 (三)运动链和机构 两个以上的构件以运动副联接而构成的系统称为运动链。未构成首末相连的封闭环的运动链称为开链,否则称为闭链。在运动链中选取一个构件固定(称为机架),当另一构件(或少数几个构件)按给定的规律独立运动时,其余构件也随之作一定的运动,这种运动链就成为机构。机构中输入运动的构件称为主动件,其余的可动构件称为从动件。由此可见,机构是由主动件、从动件和机架三部分组成的。 闭链开链 二、平面机构的运动简图 机构的运动简图:撇开那些与运动无关的构件的外形和运动副的具体结构,仅用简单的线条和规定的符号来表示构件和运动副,并按比例定出各运动副的相对位置,表达机构的各构件间的相对运动关系的简图。 (一)构件的表示方法 1、构件 (1)参与形成两个运动副的构件 (2)参与形成三个运动副的构件 2、转动副构件组成转动副时,其表示方法如图。图面垂直于回转轴线时用图a表示;图面不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈,其圆心必须与回转轴线重合。一 3

机构运动简图绘制分析实验(指导书)

实验一平面机构运动简图绘制和分析 一、实验目的 1.熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法,学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能; 2.加深和巩固机构自由度的计算方法,并检验机构是否具有确定运动; 3.加深对平面机构结构分析的了解。 二、实验内容及要求 1.以指定的3~4种机构模型或机器为研究对象,进行机构运动简图的绘制; 2.分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目,计算机构的自由度,并验证它们是否具有确定的运动; 3.进行机构的结构分析。 三、实验设备和工具 1.各种机器实物和模型; 2.学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等; 四、实验原理 机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸(即各运动副间相对位置尺寸)来决定的。因此,在绘制机构运动简图时,可以撇开构件的形状和运动副的具体构造,而用一些简单的线条来代替构件。构件的表示法见图1。用规定的符号代表运动副,并按一定的比例尺表示运动副的相对位置,以此表明机构的运动特征。常用运动符号示例见表1-1。 五、实验步骤 1、确定组成机构的构件数:缓慢转动机器,沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小),从而确定组成机构的构件数目。

2、确定运动副的类型:根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点,确定各个运动副的类型。 3、选定视图平面:一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。 4、绘制机构示意图的草图:凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号,从原动件开始,按各构件的连接次序,用简单的线条代表构件,逐步画出机构示意图的草图。用数字1、2、3……分别标准各构件,用字母 A 、 B 、 C ……分别标准各运动副。 5、计算机构的自由度数,并将计算结果与实际机构的自由度相对照,观察二者是否相符。机构自由度的计算公式:F=3n-2PL-PH (式中: n 为活动构件的数目;P L 为低副的数目; P H 为高副的数目。) 6、测量机构运动尺寸:对转动副测量回转中心间的相对尺寸;对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。 7、选取适当的比例尺:长度比例尺 ) ()(mm mm l 图纸上所画的长度构件实际长度=μ 8、绘制机构运动简图:按一定的比例尺。用制图仪器画成正式的机构运动简图。 图1 构件的表示法

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