第十一章獲得往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)

1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)李江哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)第三篇 機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)設(shè)計(jì)p平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）p凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）p齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（6學(xué)時(shí)）p連接與傳動(dòng)（6學(xué)時(shí)）p轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）p往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）p位移擴(kuò)大及倍力機(jī)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）p間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）p特定軌跡的機(jī)構(gòu)（2學(xué)時(shí)）p其他典型機(jī)構(gòu)與裝置（2學(xué)時(shí)）p新原理及機(jī)構(gòu)的創(chuàng)意（2學(xué)時(shí)）2第十一章 獲得往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)要求 能力目標(biāo)能力目標(biāo) 1、掌握獲得直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)、掌握獲得直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 2、掌握獲得往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)、掌握獲得往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)

2、械基礎(chǔ)第十一章第十一章 獲得往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)11.2 獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡是沿著直線來回運(yùn)動(dòng)的，盡管在運(yùn)動(dòng)中途可以是勻速的，但一般來講，在行程的兩端有必然的減速和停止，再做回返的運(yùn)動(dòng)。通常提供原動(dòng)通常提供原動(dòng)力的機(jī)械是發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)，輸出的是均勻力的機(jī)械是發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)，輸出的是均勻旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，要獲得直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)就是要獲得直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)就是如何將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)如何將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)。常用的

3、許多方法中，其中有些前面已提及，可見，一種機(jī)構(gòu)應(yīng)該有多種不同的用途，主要是怎樣去組合和從什么角度去利用它。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)11.1.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)往復(fù)式給煤機(jī)往復(fù)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)車門開閉機(jī)構(gòu)氣缸哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)作者：潘存云教授11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)多曲柄滑塊機(jī)構(gòu)多曲柄滑塊機(jī)構(gòu)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1.2齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)同時(shí)控制鉆雙孔齒輪齒條是特殊的齒

4、輪機(jī)構(gòu)，即齒輪直徑為無限大。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1.2齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 齒輪齒條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)動(dòng)速度較高、傳動(dòng)效率高。易于實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)行程，因此，常用于機(jī)械設(shè)備的主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、自動(dòng)生產(chǎn)線傳送裝置、儀器支架的升降裝置等，如圖所示。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)直線電機(jī)直線電機(jī)禁翼禁翼直線電機(jī)直線電機(jī)某型飛機(jī)的禁翼操縱機(jī)構(gòu)某型飛機(jī)的禁翼操縱機(jī)構(gòu)放大作用：上齒條移動(dòng)4R行程利用齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)行程倍增印刷機(jī)大行程送紙機(jī)構(gòu)印刷機(jī)大行程送紙機(jī)構(gòu)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1.3 推桿推桿凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)

5、構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)凸輪是最簡(jiǎn)單的從動(dòng)件按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)凸輪是最簡(jiǎn)單的從動(dòng)件按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。推桿的行程由凸輪大小半徑的差的機(jī)構(gòu)。推桿的行程由凸輪大小半徑的差決定，推桿運(yùn)動(dòng)速度的變化由凸輪的輪廓決定，推桿運(yùn)動(dòng)速度的變化由凸輪的輪廓曲線和速度決定。曲線和速度決定。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)1 12 2刀架刀架o o機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)根據(jù)要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，凸輪的輪廓線要設(shè)計(jì)成各種曲線形狀。根據(jù)要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，凸輪的輪廓線要設(shè)計(jì)成各種曲線形狀。心形線凸輪錐形盤端面凸輪形封閉凸輪拋物線凸輪哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品

6、設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1.4斜面機(jī)構(gòu)斜面機(jī)構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 斜面機(jī)構(gòu)是常見的一種簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)。斜面機(jī)斜面機(jī)構(gòu)是常見的一種簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)。斜面機(jī)構(gòu)用得最多的是夾緊裝置和導(dǎo)向斜面，也作構(gòu)用得最多的是夾緊裝置和導(dǎo)向斜面，也作為實(shí)現(xiàn)某些直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)件。為實(shí)現(xiàn)某些直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單機(jī)件。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1.5螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 螺旋機(jī)構(gòu)是斜面機(jī)構(gòu)的一種特殊形式，是將斜面繞在圓柱體上形成的。螺旋機(jī)構(gòu)的螺紋根據(jù)斜面形狀不同分為若干種類，而且各自具有不同的功能和特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)需合理選擇。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)1

7、1.1.5螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)矩形螺紋矩形螺紋（方牙螺紋）（方牙螺紋）三角形螺紋三角形螺紋梯形螺紋梯形螺紋鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋153033011.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)單齒齒輪與齒條嚙合的模型單齒齒輪與齒條嚙合的模型單頭螺桿 螺紋還可以做成多頭的，也就是同時(shí)由幾根同樣斷面螺紋還可以做成多頭的，也就是同時(shí)由幾根同樣斷面的斜面繞圓柱面而形成的多頭螺旋，可以提高效率。的斜面繞圓柱面而形成的多頭螺旋，可以提高效率。11.1.5螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.1.6撓性件傳動(dòng)撓性件傳動(dòng)11.1 獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 利用

8、撓性件可以傳遞直線運(yùn)動(dòng)，在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間的皮帶可以單方向連續(xù)地運(yùn)動(dòng)，再配以其他輔助機(jī)件，用來執(zhí)行一定的功能。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.2獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu) 擺動(dòng)是機(jī)件或物體繞一固定的轉(zhuǎn)動(dòng)中心往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一種形式，實(shí)際上是轉(zhuǎn)動(dòng)的一部分。靠重力擺動(dòng)是最簡(jiǎn)單的一種形式，叫單擺運(yùn)動(dòng)，如計(jì)時(shí)鐘上的擺錘的運(yùn)動(dòng)。在機(jī)構(gòu)中常利用擺動(dòng)完成一些功能動(dòng)作。擺動(dòng)可以由多種機(jī)構(gòu)獲得，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)等。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.2獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)11.2.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)圖示為插齒機(jī)插刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖示為插齒機(jī)插刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。當(dāng)偏

9、心盤簡(jiǎn)圖。當(dāng)偏心盤1回轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)連回轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)連桿桿2使搖桿使搖桿3繞軸心繞軸心4擺動(dòng)。同時(shí)擺動(dòng)。同時(shí)扇形齒輪扇形齒輪5帶動(dòng)齒條帶動(dòng)齒條6連同主軸連同主軸7和插齒刀和插齒刀8上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且插齒（向下）速度慢，提上去時(shí)插齒（向下）速度慢，提上去時(shí)候（空返）時(shí)速度快。候（空返）時(shí)速度快。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.2獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)11.2.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)，也是利用搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性，當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)，也是利用搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性，當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（相當(dāng)于曲柄），顎板像動(dòng)物的下顎一樣一咬合一張開，動(dòng)時(shí)（相當(dāng)于曲柄），顎板像動(dòng)物的下顎一

10、樣一咬合一張開，且咬合的速度快，破碎力強(qiáng)，張開速度慢，破碎的物料自由且咬合的速度快，破碎力強(qiáng)，張開速度慢，破碎的物料自由落出，但在這里不是靠搖桿工作，是靠連桿工作的，動(dòng)顎相落出，但在這里不是靠搖桿工作，是靠連桿工作的，動(dòng)顎相當(dāng)于連桿。當(dāng)于連桿。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.2.2擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)11.2獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu) 擺動(dòng)導(dǎo)桿，用擺動(dòng)導(dǎo)桿配以其它輔助機(jī)件，也可以實(shí)現(xiàn)擺擺動(dòng)導(dǎo)桿，用擺動(dòng)導(dǎo)桿配以其它輔助機(jī)件，也可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)件桿動(dòng)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)件桿1回轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊回轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊2便在導(dǎo)桿便在導(dǎo)桿3上滑動(dòng)。桿上滑動(dòng)。桿4是固定的，因此桿是固定的，因此桿3只能做左右擺

11、動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。只能做左右擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。擺動(dòng)油泵擺動(dòng)油泵哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.2.3利用凸輪獲得擺動(dòng)機(jī)構(gòu)利用凸輪獲得擺動(dòng)機(jī)構(gòu)5.2獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)11-15（a）11-15（b） 利用凸輪，也可以實(shí)現(xiàn)使被動(dòng)件擺動(dòng)的目地，利用凸輪，也可以實(shí)現(xiàn)使被動(dòng)件擺動(dòng)的目地， 11-15（a）是利用凸輪使連桿擺動(dòng)的簡(jiǎn)圖，凸輪拉力彈簧是使擺桿回復(fù)的附件是利用凸輪使連桿擺動(dòng)的簡(jiǎn)圖，凸輪拉力彈簧是使擺桿回復(fù)的附件件。在件。在11-15（b）中，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可使兩平面擺桿同時(shí)做閉合運(yùn)動(dòng)。）中，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可使兩平面擺桿同時(shí)做閉合運(yùn)動(dòng)。哈爾濱工程大學(xué) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)11.2獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)獲得擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)11.2.4齒輪齒條擺動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪齒條擺動(dòng)機(jī)構(gòu) 前面講述了運(yùn)用齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使齒條做直線運(yùn)動(dòng)或者直線往前面講述了運(yùn)用齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使齒條做直線運(yùn)動(dòng)或者直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。我們將原理反過來就可以利用齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在齒復(fù)運(yùn)動(dòng)。我們將原理反過來就可以利用齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在齒條上得到一個(gè)往復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)這個(gè)往復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)不超過一周時(shí)條上得到一個(gè)往復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)這個(gè)往復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)不超過一周時(shí)就成為了往復(fù)擺動(dòng)。這時(shí)可以講齒輪的多余部分省去，成為就成為了往復(fù)擺動(dòng)。