曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合是如何实现行程倍增传动的?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-11-21 09:08 标签：

第五章机构的创新 总结 机构的组匼原理是指将几个基本机构按一定的原则或规律，组合成一个复杂的机构这个复杂的机构有两种形式，一种是由几种基本机构融合成性能更加完善、运动形式更加多样化的新机构——组合机构；另一种则是由几种基本机构组合在一起组合体的各基本机构还保持各自特性，但需要各个机构的运动或动作协调配合以实现组合的目的，这种形式被称为机构的组合 基本机构主要是指机械中最常用的、最简單的一些机构，如四连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等利用这些基本机构的良好性能，改善它们的不良特性运用机构組合原理构造出既满足工作要求，又具有良好运动和动力性能的机构 二、串联式机构组合与创新 1.串联式机构组合的原理与创新方法 串联式机构组合是指若干个单自由度的基本机构顺序联接，以前一个机构的输出构件作为后一个机构的输入构件的机构组合方式 2.串联式机构組合的主要功能分析 (1)Ⅰ型串联式组合 1)前置子机构为连杆机构　连杆机构的输出构件一般是连架杆，它能实现往复摆动、往复移动及变速转動输出可具有急回特性。常采用的后置子机构有：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、棘轮机构 例 图示的缝纫机梭心摆动机構，前置子机构为铰链四杆机构后置子机构为导杆机构，其中导杆OBC与摇杆OBB联为一体当主动曲柄OAA回转时，从动摇杆OBB作往复摆动其最大擺角为?3，该摆角满足不了缝纫机梭心摆动的摆角要求为此，通过串联一导杆机构则摇杆OCC的摆角?5可达200°左右，增大了输出摆角，即可满足缝纫机梭心的摆动要求。该串联式机构组合实现了输出摆角增大作用。 例 图示连杆齿轮齿条行程倍增机构，前置子机构为连杆机构后置子机构为齿轮齿条机构。主动曲柄1转动推动齿轮3与上、下齿条4、5啮合传动，上齿条4固定下齿条5作往复移动，其行程H=4R即把连杆机构嘚输出行程扩大了一倍。显然在输出位移相同的前提下，其曲柄比一般对心曲柄滑块机构的曲柄可缩小一半从而可缩小整个机构尺寸。若将齿轮3改为双联齿轮3-3′节圆半径分别为r3、r3′，齿轮3与固定齿条4啮合齿轮3′与移动齿条5啮合，其行程为 2)前置子机构为凸轮机构——通常后置子机构利用凸轮机构输出构件的运动规律改善后置子机构的运动特性，或使其运动行程增大后置子机构可以是连杆机构、齿輪机构、槽轮机构等。 3)前置子机构为齿轮机构 齿轮机构的输出通常为转动或移动后置子机构可以是各种类型的基本机构，可获得各种减速、增速以及其它的功能要求 例 齿轮和圆柱凸轮组合的行程增大（减小）机构，前置子机构为齿轮机构后置子机构为圆柱凸轮机构。齒轮2与凸轮3、5固定联接齿轮1转动时，齿轮2带动凸轮一起转动但由于凸轮机构5－4中的从动件4不能左右移动，故凸轮5边转边移凸轮3也边轉边移，带动从动件6往复移动使从动 (2)Ⅱ型串联式组合 后置子机构的输入构件，一般与前置子机构中作平面复杂运动的连杆在某一点联接利用前置子机构与后置子机构联接点处的特殊运动轨迹——直线、圆弧曲线、“8”字自交形曲线等，使机构的输出构件获得某些特殊的運动规律如停歇、行程两次重复等。 二、并联式机构组合与创新 1.并联式机构组合原理与创新方法 两个或两个以上基本机构并列布置称為并联式机构组合。 Ⅰ型并联——各个基本机构有共同的输入构件但却有各自的输出构件。； Ⅱ型并联——各个基本机构具有各自的输叺构件而有共同的输出构件 Ⅲ型并联——各个基本机构有共同的输入与输出构件； 按输出运动的性质划分： 简单型并联式机构组合，输叺或输出运动的性质是简单的移动、转动或摆动 复杂型并联式机构组合 ，主要用于实现复杂的运动或动作要求它的输出形式一般按功能要求而设定。 2.并联式机构组合的主要功能分析 (1)Ⅰ型并联式组合——相当于运动的合成设计时要求两个并联的机构要协调，以满足所要求的输出运动 例 图示多缸发动机曲柄连杆机构，由多个曲柄滑块机构并联组合而成各曲柄滑块机构的曲柄为 (2)Ⅱ型并联式组合——相当於将一个运动分解为两个运动，再将这两个运动合成为一个运动输出 例 图示间歇传送机构，由两个齿轮机构和两个连杆机构组成齿轮1經两个齿轮2与2′带动一对曲柄3与3′同步转动，曲柄使连杆4（送料动梁）平动5为工作滑轨，6为被推送的工件由于动梁 (3)Ⅲ型并联组合——楿当于运动的分解，其主要功能是实现两个运动输出而这两个运动又相互配合，完成较复杂的工艺动作 例 图示冲压机凸轮连杆机构，輸入机构为两个固接在一起的盘状凸轮凸轮1与推杆2组成移动从动件凸轮机构，凸轮1′和摆杆3组成摆动从动件凸轮机构当凸轮1-1′转动时，推杆2实现左右移 二、叠加式机构组合

当四杆机构在曲柄与机架共线的兩位置处出现最小传动角传动角是连杆与摇杆所夹锐角。最小传动角可以用三角函数的余弦定理公式计算

如图偏心曲柄滑块，偏心距為e在A2到达最高点时，杆件II和基准面OB1垂直压力角最大，传动角γ最小。

用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，通过转动副联接曲柄和滑块的构件为连杆

曲柄滑块的运动特性常用曲柄转角与滑块行程s的關系曲线来表示。如果是对心曲柄滑块机构（没有急回特性，极位夹角为零

偏置滑块机构存在曲柄的杆长条件是：机构中连杆与曲柄嘚杆长之差应大于滑块移动的导路中心线与曲柄回转中心之间的偏距e。

内燃机中的活塞、曲轴、连杆以及汽缸体．实际上利用了曲柄滑块機构的运动特征其中．活塞相当于曲柄滑块机构中的滑块，曲轴是曲柄汽缸体是机架．连杆分别与活塞及曲轴连接。

当四杆机构在曲柄与机架共线的两位置处出现最小传动角传动角是连杆与摇杆所夹锐角。最小传动角可以用三角函数的余弦定理公式计算

曲柄滑块的運动特性常用曲柄转角与滑块行程s的关系曲线来表示。如果是对心曲柄滑块机构没有急回特性，极位夹角为零

偏心曲柄滑块，偏心距為e在A2到达最高点时，杆件II和基准面OB1垂直传动角γ最小。

曲柄滑块机构中，根据滑块移动的导路中心线是否通过曲柄的回转中心划分荿对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构两种类型。

曲柄滑块机构滑块的导路中心线通过曲柄的回转中心A，为对心曲柄滑块机构如果將对心曲柄滑块机构中的滑块C作为机构运动的输出件。

滑块C运动到两个极限位置时原动件曲柄AB在对应位置间的夹角等于零，即机构的极位夹角为0°，对心曲柄滑块机构没有急回运动特性。

当四杆机构在曲柄与机架共线的两位置处出现最小传动角
传动角是连杆与摇杆所夹銳角。最小传动角可以用三角函数的余弦定理公式计算

如图偏心曲柄滑块，偏心距为e在A2到达最高点时，杆件II和基准面OB1垂直压力角最夶，传动角γ最小。

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