机构分类与运动机理

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：原动节与从动节在特定的机构中称为传导机构。该机构称为摆杆曲柄机构，常用于汽车的车窗刮水器。图1-41连杆机构2.凸轮机构凸轮机构属于直接接触传动机构，以具有特殊轮廓曲线的凸轮作为原动节，其从动节作上下或左右的直线运动。因此，凸轮机构是依靠凸轮位置的周期性变化来使从动节实现相应的往复直线运动的。图1-42常用凸轮机构3.间歇机构间歇机构是指把原轴的连续旋转断续地传递到从轴，使从轴实现间歇性往复运动的机构。

多种机械零件的有机组合就构成了机构。当机构中的一个零件产生运动时，机构中的其他零件将对应产生一定的运动，这样的运动系统称为机构。这里所说的零件是指节，也称为连杆。

两个零件一边接触一边相对运动的结合状态或组合称为对偶。对偶以改变运动形态为目的。对偶零件相互之间的接触方式可以分为两种类型，即低次对耦和高次对耦，见表1-1。

表1-1　对偶及其接触方式

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低次对偶因在简单机构中容易使用而富有实用性；高次对偶则适合要求高速度、高精度的场合，需要使用者具有材料选择和加工精度等方面的知识。所谓节，就是连接对偶与对偶，同时传递力或运动的零件。在机构中，节的作用主要有以下4个方面：①从外部输入能量；②动力传递与变换；③物体支撑及静止；④特定作业时的运动。

其中，①称为原动节或输入节；②称为从动节或输出节；③称为静止节或固定节。原动节与从动节在特定的机构中称为传导机构。在传导机构中，原动节与从动节直接接触称为直接接触传动；原动节与从动节之间具有媒介节的称为媒介传动。传动与机构的关系见表1-2。

表1-2　传动与机构的关系

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节有单节和复节之分，具有2个对偶的节称为单节，由3个以上对偶构成的则称为复节。用对偶把若干节连接起来的闭合机构称为连锁机构，分为固定连锁和约束连锁两种。前者是由不形成相对运动的连锁构成的连锁机构；后者则是当一个节运动时，不固定的节将作满足一定约束运动的连锁机构。对于构成机构的节来说，除了有棒类、连杆类之外，还包括皮带类、绳索类、活塞类等，分别具有不同的特点。棒类和连杆类可以完成拉伸或压缩的功能；皮带类和绳索类只能实现拉伸作用；而活塞类则只能实现压缩功能。

1.连杆机构

连杆机构是指若干刚性节用旋转对偶或直线对偶连接的机构，如图1-41所示。相对于固定节能够完全旋转的节称为曲柄；只能摇动某一角度的节称为摇臂或摆杆。图1-41中，节a为固定节，节b为曲柄，节d为摆杆。该机构称为摆杆曲柄机构，常用于汽车的车窗刮水器。若将节d置换成作往复直线运动的滑块，可以把做旋转运动的摆杆曲柄机构变换成作往复直线运动的滑块曲柄机构，汽车发动机采用的就是这种机构。

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图1-41　连杆机构

2.凸轮机构

凸轮机构属于直接接触传动机构，以具有特殊轮廓曲线的凸轮作为原动节，其从动节作上下或左右的直线运动。利用凸轮的不同形状来改变直线运动的行程时，可以很容易地完成某些复杂的动作，因此凸轮机构广泛应用于各种机械装置。根据凸轮轮廓形状的不同，可分为具有平面曲线的平面凸轮和具有空间曲线的立体凸轮。具有代表性的平面凸轮是板凸轮。板凸轮就是把作为原动节的旋转板做成带有凸轮的轮廓形状，从而带动从动节作相应的直线运动。因此，凸轮机构是依靠凸轮位置的周期性变化来使从动节实现相应的往复直线运动的。凸轮机构广泛应用于印刷机、广播机械、发动机，特别是用于提高汽车发动机燃烧效率的控制。图1-42所示为一些常用的凸轮机构。

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图1-42　常用凸轮机构

3.间歇机构

间歇机构是指把原轴的连续旋转断续地传递到从轴，使从轴实现间歇性往复运动的机构。间歇机构广泛应用于制造工厂的加工或装配生产线的间歇运动以及旋转平台的分度等。

机构分类与运动机理

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