资源描述
第 1章 常 用 机 构常 用 机 构 有 平 面 连 杆 机 构 、 凸 轮 机 构 、 间 歇 运 动 机 构 和 变 速 、变 向 机 构 等 。 1.1 平 面 连 杆 机 构 1.2 凸 轮 机 构 1.3 间 歇 运 动 机 构 1.4 变 速 机 构 和 变 向 机 构 1.5 常 用 机 构 的 观 察 与 分 析 1.1.1 运 动 副所 谓 运 动 副 是 使 两 构 件 直 接 接 触 而 又 能 产 生 一 定 相 对 运 动 的 联 接 。根 据 运 动 副 中 两 构 件 的 接 触 形 式 不 同 , 运 动 副 又 可 分 为 低 副 和 高 副 。1 低 副低 副 是 指 两 构 件 之 间 作 面 接 触 的 运 动 副 。 按 两 构 件 的 相 对 运 动 情 况 , 可 分 为 :(1)转 动 副 两 构 件 在 接 触 处 只 允 许 作 相 对 转 动 。(2)移 动 副 两 构 件 在 接 触 处 只 允 许 作 相 对 移 动 。(3)螺 旋 副 两 构 件 在 接 触 处 只 允 许 作 一 定 关 系 的 转 动 和 移 动 的 复 合 运 动 ,低 副 的 接 触 表 面 一 般 是 平 面 或 圆 柱 面 , 易 制 造 和 维 修 , 承 受 载 荷 时 的 单 位 面 积压 力 较 小 , 较 为 耐 用 , 传 力 性 能 好 。 但 低 副 是 滑 动 摩 擦 , 摩 擦 大 而 效 率 较 低 。 2 高 副高 副 是 指 两 构 件 之 间 作 点 或 线 接 触 的 运 动 副 。 高 副 由 于 是 点 或 线 的 接 触 , 单 位 面 积 压 力 较 大 , 构 件 接 触 处 容 易 磨 损 , 制 造 和 维 修 困 难 , 但 高 副 能 传 递 较 复 杂 的 运 动 , 比 较 灵 活 , 易 于 实 现 预 定 的 运 动 规 律 。 低副 高副 1.1.2 铰 链 四 杆 机 构 的 基 本 类 型 及 其 应 用当 平 面 四 杆 机 构 中 的 运 动 副 都 是 转 动 副 时 , 称 为 铰 链 四 杆 机 构 。 如 图 所 示 的 铰链 四 杆 机 构 中 , 杆 4是 固 定 不 动 的 , 称 为 机 架 。 与 机 架 相 连 的 杆 1和 杆 3称 为 连 架 杆 ,不 与 机 架 直 接 相 连 的 杆 2, 称 为 连 杆 。 如 果 杆 1(或 杆 3)能 绕 铰 链 A(或 铰 链 D)作 整 周 的连 续 旋 转 , 则 此 杆 称 为 曲 柄 。 如 果 不 能 作 整 周 的 连 续 旋 转 , 而 只 能 来 回 摇 摆 一 个 角度 , 则 此 杆 就 称 为 摇 杆 。 铰 链 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 中 , 机 架 和 连 杆 总 是 存 在 的 , 因 此 可 按 曲 柄 存 在 情 况 , 分 为 三种 基 本 形 式 : 曲 柄 摇 杆 机 构 、 双 曲 柄 机 构 、 双 摇 杆 机 构 。 1 曲 柄 摇 杆 机 构 在 铰 链 四 杆 机 构 中 的 两 连 架 杆 , 如 果 一 个 为 曲 柄 , 另 一 个 为 摇 杆 , 那 么 该 机构 就 称 为 曲 柄 摇 杆 机 构 。 取 曲 柄 AB为 主 动 件 , 当 曲 柄 AB作 连 续 等 速 整 周 转 动 时 ,从 动 摇 杆 CD将 在 一 定 角 度 内 作 往 复 摆 动 。 由 此 可 见 , 曲 柄 摇 杆 机 构 能 将 主 动 件 的整 周 回 转 运 动 转 换 成 从 动 件 的 往 复 摆 动 。 剪 刀 机 是 通 过 原 动 机 驱 动 曲 柄 转 动 , 通过 连 杆 带 动 摇 杆 往 复 运 动 , 实 现 剪 切 工 作 。 1.1.2 铰 链 四 杆 机 构 的 基 本 类 型 及 其 应 用在 曲 柄 摇 杆 机 构 中 , 当 摇 杆 为 主 动 件 时 , 可 将 摇 杆 的 往 复 摆 动 经 连 杆 转 换 为 曲 柄的 连 续 旋 转 运 动 。 在 生 产 中 应 用 很 广 泛 。 缝 纫 机 的 踏 板 机 构 , 当 脚 踏 板 ( 相 当 于摇 杆 ) 作 往 复 摆 动 时 , 通 过 连 杆 带 动 曲 轴 ( 相 当 于 曲 柄 ) 作 连 续 运 动 , 使 缝 纫 机实 现 缝 纫 工 作 。 2 双 曲 柄 机 构 在 铰 链 四 杆 机 构 中 , 若 两 个 连 架 杆 均 为 曲 柄 , 则 该 机 构 称 为 双 曲 柄 机 构 。 两 曲柄 可 分 别 为 主 动 件 。 惯 性 筛 中 , ABCD为 双 曲 柄 机 构 , 工 作 时 以 曲 柄 AB为 主 动 件 ,并 作 等 速 转 动 , 通 过 连 杆 BC带 动 从 动 曲 柄 CD, 作 周 期 性 的 变 速 运 动 , 再 通 过 E点 的联 接 , 使 筛 子 作 变 速 往 复 运 动 。 惯 性 筛 就 是 利 用 从 动 曲 柄 的 变 速 转 动 , 使 筛 子 具有 一 定 的 加 速 度 , 筛 面 上 的 物 料 由 于 惯 性 来 回 抖 动 , 达 到 筛 分 物 料 的 目 的 。曲 柄 摇 杆 机 构 剪 刀 机 缝 纫 机 踏 扳 机 构 1.1.2 铰 链 四 杆 机 构 的 基 本 类 型 及 其 应 用 双 曲 柄 机 构 中 , 当 两 曲 柄 长 度 不 相 等 时 , 主 动 曲 柄 作 等 速 转 动 , 从 动 曲 柄 随 之 作变 速 转 动 , 即 从 动 曲 柄 在 每 一 周 中 的 角 速 度 有 时 大 于 主 动 曲 柄 的 角 速 度 , 有 时 小于 主 动 曲 柄 的 角 速 度 。双 曲 柄 机 构 中 , 常 见 的 还 有 平 行 双 曲 柄 机 构 和 反 向 双 曲 柄 机 构。双 曲 柄 机 构 惯 性 筛 ( 1) 当 两 曲 柄 的 长 度 相 等 且 平 行 时 , 称 为 平 行 双 曲 柄 机 构 。平 行 双 曲 柄 机 构 的 两 曲 柄 的 旋 转 方 向 相 同 , 角 速 度 也 相 等 ( 图a) 。 平 行 双 曲 柄 机 构 应 用 很 广 , 机 车 联 动 装 置 中 , 车 轮 相 当于 曲 柄 , 保 证 了 各 车 轮 同 速 同 向 转 动 。 此 机 车 联 动 装 置 中 还 增设 一 个 曲 柄 EF作 辅 助 构 件 , 以 防 止 平 行 双 曲 柄 机 构 ABCD变 成 为反 向 双 曲 柄 机 构 。 1.1.2 铰 链 四 杆 机 构 的 基 本 类 型 及 其 应 用(2)当 双 曲 柄 机 构 对 边 都 相 等 , 但 互 不 平 行 , 则 称 其 为 反 向 双 曲 柄 机 构 。 反 向 双 曲 柄的 旋 转 方 向 相 反 , 且 角 速 度 也 不 相 等 。 车 门 启 闭 机 构 中 , 当 主 动 曲 柄 AB转 动 时 , 通过 连 杆 BC使 从 动 曲 柄 CD朝 反 向 转 过 , 从 而 保 证 两 扇 车 门 能 同 时 开 启 和 关 闭 。 3 双 摇 杆 机 构 在 铰 链 四 杆 机 构 中 , 若 两 个 连 架 杆 均 为 摇 杆 时 , 则 该 机 构 称 为 双 摇 杆 机 构 。 在 双摇 杆 机 构 中 , 两 杆 均 可 作 为 主 动 件 。 主 动 摇 杆 往 复 摆 动 时 , 通 过 连 杆 带 动 从 动 摇 杆往 复 摆 动 。 双 摇 杆 机 构 在 机 械 工 程 上 应 用 也 不 少 , 汽 车 离 合 器 操 纵 机 构 中 ,当 驾 驶 员 踩 下 踏板 时 , 主 动 摇 杆 AB往 右 摆 动 , 由 连 杆 BC带 动 从 动 杆 CD也 向 右 摆 动 , 从 而 对 离 合 器 产生 作 用 。 机 车 主 动 轮 联 动 装 置 车 门 启 闭 机 构 1.1.2 铰 链 四 杆 机 构 的 基 本 类 型 及 其 应 用载 重 车 自 卸 翻 斗 装 置 中 , 当 液 压 缸 活 塞 向 右 伸 出 时 , 可 带 动 双 摇 杆 AB和 CD向 右 摆 动 , 从 而 使 翻 斗 车 内 的 货 物 滑 下 。 起 重 机 中 , 在 双 摇 杆 AB和 CD的 配合 下 , 起 重 机 能 将 起 吊 的 重 物 沿 水 平 方 向 移 动 , 以 省 时 省 功 。汽 车 离 合 器 操 纵 机 构 起 重 机自 卸 翻 斗 机 构 1.1.3 铰 链 四 杆 机 构 的 曲 柄 存 在 条 件 从 铰 链 四 杆 机 构 的 三 种 基 本 形 式 可 知 , 它 们 的 根 本 区 别 在 于 连 架 杆 是 否 为曲 柄 。 而 连 架 杆 能 否 成 为 曲 柄 , 则 取 决 于 机 构 中 各 杆 的 长 度 关 系 和 选 择 哪 个 构件 为 机 架 有 关 。 即 要 使 连 架 杆 成 为 能 整 周 转 动 的 曲 柄 , 各 杆 必 须 满 足 一 定 的 长度 条 件 , 这 就 是 所 谓 的 曲 柄 存 在 的 条 件 。 下 图 所 示 的 曲 柄 摇 杆 机 构 , 其 中 AB为 曲 柄 , BC为 连 杆 , CD为 摇 杆 , AD为 机架 , 它 们 的 长 度 分 别 用 a、 b、 c、 d来 表 示 , 在 AB转 动 一 周 中 , 曲 柄 AB与 机 架 AD两 次 共 线 。 借 助 这 两 个 位 置 , 可 找 出 一 些 铰 链 四 杆 机 构 的 几 何 关 系 。 当 连 杆 在 B1点 时 , 形 成 B1C1D。 根 据 三 角 形 两 边之 和 必 大 于 第 三 边 的 定 理 , 得 b+cd+a 当 连 杆 在 B2点 时 , 形 成 B2C2D, 得 (d-a)+cb 即 d+cb+a (d-a)+bc 即 d+bc+a 考 虑 到 四 杆 位 于 同 一 直 线 时 , 则 可 写 成 如 下形 式 b+c d+a d+c b+a d+b c+a 将 式 、 、 分 别 两 两 相 加 , 则 得 c a,b a,d a, 即 AB杆 为 最 短 杆 。 曲 柄 摇 杆 机 构 1.1.3 铰 链 四 杆 机 构 的 曲 柄 存 在 条 件 在 曲 柄 摇 杆 机 构 中 , 要 使 连 架 杆 AB为 曲 柄 , 它 必 须 是 四 杆 中 的 最短 杆 , 且 最 短 杆 与 最 长 杆 长 度 之 和 应 小 于 其 余 两 杆 长 度 之 和 , 考 虑 到更 一 般 的 情 形 , 可 将 铰 链 四 杆 机 构 曲 柄 存 在 条 件 概 括 为 : (1)连 架 杆 与机 架 中 必 有 一 个 最 短 杆 ; (2)最 短 杆 与 最 长 杆 长 度 之 和 必 小 于 或 等 于其 余 两 杆 长 度 之 和 。 上 述 两 条 件 必 须 同 时 满 足 , 否 则 机 构 中 无 曲 柄 存 在 , 根 据 曲 柄 条件 , 还 可 作 如 下 推 论 : (1)若 铰 链 四 杆 机 构 中 最 短 杆 长 度 与 最 长 杆 长 度 之 和 小 于 或 等 于 其余 两 杆 长 度 之 和 , 则 可 能 有 以 下 三 种 情 况 : 以 最 短 杆 的 相 邻 杆 为 机 架 , 则 最 短 杆 为 曲 柄 , 而 与 机 架 相 连 的另 一 杆 为 摇 杆 , 则 该 机 构 为 曲 柄 摇 杆 机 构 。 以 最 短 杆 为 机 架 , 则 其 相 邻 两 杆 均 为 曲 柄 , 故 该 机 构 为 双 曲 柄 机 构 。 以 最 短 杆 相 对 杆 为 机 架 , 则 无 曲 柄 存 在 , 因 此 该 机 构 为 双 摇 杆机 构 。 (2)若 铰 链 四 杆 机 构 中 最 短 杆 长 度 与 最 长 杆 长 度 之 和 大 于 其 余 两 杆长 度 之 和 , 则 无 论 以 哪 一 杆 为 机 架 , 均 为 双 摇 杆 机 构 。 1.1.4 铰 链 四 杆 机 构 的 演 化 及 其 应 用 除 了 铰 链 四 杆 机 构 的 上 述 三 种 形 式 外 , 人 们 还 广 泛 采 用 其 他 形 式 的 平 面 四杆 机 构 。 分 析 、 研 究 这 些 平 面 四 杆 机 构 的 运 动 特 性 可 以 发 现 : 这 些 平 面 四 杆 机构 是 由 铰 链 四 杆 机 构 通 过 一 定 途 径 演 化 而 来 的 。 1 偏 心 轮 机 构 在 图 a所 示 的 曲 柄 摇 杆 机 构 中 , 杆 1为 曲 柄 , 杆 3为 摇 杆 , 若 将 转 动 副 的 销 钉B的 半 径 逐 渐 扩 大 至 超 过 曲 柄 的 长 度 , 便 可 得 到 如 图 b所 示 的 机 构 , 这 时 曲 柄 演变 成 一 几 何 中 心 不 与 回 转 中 心 相 重 合 的 圆 盘 , 此 圆 盘 称 偏 心 轮 , 该 两 轮 中 心 之间 的 距 离 称 为 偏 心 距 , 它 等 于 曲 柄 长 。 曲 柄 为 偏 心 轮 的 机 构 称 偏 心 轮 机 构。 偏 心 轮 机 构 一 般 多 用 于 曲 柄 销 承 受 较 大 冲 击 载 荷 或 曲 柄 较 短 的 机 构 ,如 剪 床 、 冲 床 以 及 破 碎 机 等 。 销 钉 扩 大 1.1.4 铰 链 四 杆 机 构 的 演 化 及 其 应 用 2 曲 柄 滑 块 机 构 在 图 a所 示 的 曲 柄 摇 杆 机 构 中 , 杆 1为 曲 柄 , 杆 3为 摇 杆 , 若 在 机 架 上 作 一 弧 形 槽 , 槽 的 曲率 半 径 等 于 摇 杆 3的 长 度 , 把 摇 杆 3改 成 弧 形 滑 块 , 如 图 b所 示 , 这 样 尽 管 把 转 动 副 改 成 了 移 动副 , 但 相 对 运 动 的 性 质 却 完 全 相 同 。 如 果 将 圆 弧 形 槽 的 半 径 增 加 到 无 穷 大 , 则 圆 弧 形 槽 变 成 了直 槽 , 这 样 曲 柄 摇 杆 机 构 就 演 化 成 了 偏 置 的 曲 柄 滑 块 机 构 (图 c), 图 中 P为 曲 柄 中 心 A至 直 槽 中心 线 的 垂 直 距 离 , 称 偏 心 距 。 当 时 , 称 为 对 心 曲 柄 滑 块 机 构 , 常 简 称 为 曲 柄 滑 块 机 构 (图 d)。因 此 , 可 以 认 为 曲 柄 滑 块 机 构 是 由 曲 柄 摇 杆 机 构 演 化 而 来 的 。 曲 柄 滑 块 机 构 在 机 械 中 应 用 十 分 广 泛 。 如 内 燃 机 、 搓 丝 机 、 自 动 送 料 装 置 以 及压 力 机 都 是 曲 柄 滑 块 机 构 。 在 曲 柄 滑 块 机 构 中 , 若 曲 柄 为 主 动 件 , 可 将 曲 柄 的 连 续旋 转 运 动 , 经 连 杆 转 换 为 从 动 滑 块 的 往 复 直 线 运 动 , 图 所 示 的 压 力 机 , 当 曲 柄 连 续旋 转 运 动 时 , 经 连 杆 带 动 滑 块 实 现 加 压 工 作 ; 反 之 若 滑 块 为 主 动 件 , 经 连 杆 转 换 为从 动 曲 柄 的 连 续 旋 转 运 动 。曲 柄 摇 杆 机 构 的 演 化 压力机 1.1.4 铰 链 四 杆 机 构 的 演 化 及 其 应 用 3 导 杆 机 构 若 将 曲 柄 滑 块 机 构 ( 图 1a) 中 的 构 件 1作 为 机 架 , 就 演 化 成 导 杆 机 构 ( 图 1b) 。导 杆 机 构 可 分 转 动 导 杆 机 构 和 摆 动 导 杆 机 构 。 ( 1) 转 动 导 杆 机 构 图 1b所 示 导 杆 机 构 , 当 时 , 机 架 1为 最 短 杆 , 它 的 相 邻 杆 2与导 杆 4均 能 绕 机 架 作 连 续 转 动 , 故 称 为 转 动 导 杆 机 构 ( 图 2a) ; 图 2b所 示 为 插 床 机 构 ,其 中 构 件 1、 2、 3、 4组 成 转 动 导 杆 机 构 , 工 作 时 , 导 杆 4绕 A点 回 转 , 带 动 构 件 5及 插刀 6往 复 运 动 , 实 现 切 削 。( 2) 摆 动 导 杆 机 构 图 1b所 示 导 杆 机 构 , 当 时 , 机 架 1不 是 最 短 杆 , 它 的 相 邻 构 件导 杆 4只 能 绕 机 架 摆 动 , 故 称 为 摆 动 导 杆 机 构 ( 图 3a) 。 图 3b所 示 为 刨 床 机 构 , 其 中构 件 1、 2、 3、 4组 成 摆 动 导 杆 机 构 , 工 作 时 , 导 杆 4绕 A点 摆 动 , 带 动 构 件 5及 刨 刀 6往 复 运 动 , 实 现 刨 削 。图 1 导 杆 机 构 转 动 导 杆 机 构 摆 动 导 杆 机 构 1.1.4 铰 链 四 杆 机 构 的 演 化 及 其 应 用 4 定 块 机 构 若 将 曲 柄 滑 块 机 构 ( 图 1) 中 的 构 件 3作 为 机 架 , 就 演 化 成 定 块 机 构 ( 图 2a), 此 机构 中 滑 块 固 定 不 动 。 图 2b所 示 的 抽 水 机 , 就 应 用 了 定 块 机 构 。 当 摇 动 手 柄 1时 , 在 杆 2的 支 撑 下 , 活 塞 杆 4即 在 固 定 滑 块 3( 唧 筒 作 为 静 件 ) 内 上 下 往 复 移 动 , 以 达 到 抽 水 的目 的 。 5 摇 块 机 构 若 将 曲 柄 滑 块 机 构 ( 图 1) 中 的 构 件 2作 为 机 架 , 就 演 化 成 摇 块 机 构 ( 图 3a), 此机 构 中 滑 块 相 对 机 架 摇 动 。 这 种 机 构 常 应 用 于 摆 缸 式 内 燃 机 或 液 压 驱 动 装 置 。 图 3b所 示 的 自 卸 翻 斗 装 置 , 也 应 用 了 摇 块 机 构 。 杆 1( 车 厢 ) 可 绕 车 架 2上 的 B点 摆 动 。 杆4( 活 塞 杆 ) , 液 压 缸 3( 摇 块 ) 可 绕 车 架 上 C点 摆 动 , 当 液 压 缸 中 的 压 力 油 推 动 活 塞杆 运 动 时 , 迫 使 车 厢 绕 B点 翻 转 , 物 料 便 自 动 卸 下 。图 1 曲 柄 滑 块 机 构 图 2 定 块 机 构 图 3 摇 块 机 构 1.1.5 平 面 四 杆 机 构 的 运 动 特 性 1 急 回 特 性 图 所 示 为 曲 柄 摇 杆 机 构 , 设 等 速 转 动 的 曲 柄 AB为 主 动 件 , 它 在 回 转 一 周 的 过 程 中 ,与 连 杆 BC有 两 次 共 线 位 置 ABl和 AB2, 此 时 从 动 件 摇 杆 CD分 别 位 于 左 、 右 两 个 极 限 位 置ClD和 C2D, 其 夹 角 称 为 摇 杆 的 摆 角 。 主 动 曲 柄 与 连 杆 在 两 共 线 位 置 时 所 夹 的 锐 角 称 为极 位 夹 角 。 图 1 曲 柄 摇 杆 机 构2 12 2 1 11 2 21 21 180180C Cv t tK v tC Ct 当 曲 柄 等 速 转 动 时 , 摇 杆 来 回 摆 动 的 速 度 是 不 同 的 ,其 空 回 行 程 的 平 均 速 度 大 于 工 作 行 程 的 平 均 速 度 , 这 种性 质 为 机 构 的 急 回 特 性 。 为 了 表 达 这 个 特 征 的 相 对 程 度 ,设该 值 称 为 从 动 件 的 行 程 速 比 系 数 。 K的 大 小 表 示 急 回 的 程 度 。 由 上 式 可 知 , K与 有 关 , 当 =0时 , K=1, 说明 该 机 构 无 急 回 特 性 ; 当 0, 则 机 构 具 有 急 回 特 性 , 越 大 , K值 越 大 ,急 回 特 性 越 明 显 。 与 K的 关 系 为1180 1KK 1.1.5 平 面 四 杆 机 构 的 运 动 特 性 2 死 点 在 曲 柄 摇 杆 机 构 中 , 如 图 所 示 , 若 取 摇 杆 为 主 动 件 , 当 摇 杆 在 两 极 限 位 置 时 , 连 杆 与 曲 柄 共线 , 通 过 连 杆 加 于 曲 柄 的 力 F经 过 铰 链 中 心 A, 该 力 对 A点 的 力 矩 为 零 , 故 不 能 推 动 曲 柄 转 动 , 从而 使 整 个 机 构 处 于 静 止 状 态 。 这 种 位 置 称 为 死 点 。 平 面 四 杆 机 构 是 否 存 在 死 点 位 置 , 决 定 于 从 动 件 是 否 与 连 杆 共 线 。 凡 是 从 动 件 与 连 杆 共 线 的位 置 都 是 死 点 。 图 1 死 点 位 置 对 机 构 传 递 运 动 来 说 , 死 点 是 有 害 的 , 因 为 死 点 位 置 常 使 机 构 从 动 件 无 法 运 动 或 出 现 运 动 不 确定 现 象 。 如 图 1所 示 的 缝 纫 机 踏 板 机 构 ( 曲 柄 摇 杆 机 构 ) , 当 踏 板 CD为 主 动 件 并 作 往 复 摆 动 时 , 机构 在 两 处 有 可 能 出 现 死 点 位 置 , 致 使 曲 柄 AB不 转 或 出 现 倒 转 现 象 。 为 了 保 证 机 构 正 常 运 转 , 可 在曲 柄 轴 上 装 飞 轮 , 利 用 其 惯 性 作 用 使 机 构 顺 利 地 通 过 死 点 位 置 。 在 工 程 上 , 有 时 也 利 用 死 点 进 行 工 作 , 如 图 2所 示 的 铰 链 四 杆 机 构 中 , 就 是 应 用 死 点 的 性 质 来夹 紧 工 件 的 一 个 实 例 。 当 夹 具 通 过 手 柄 1, 施 加 外 力 F使 铰 链 的 中 心 B、 C、 D处 于 同 一 条 直 线 上 时 ,工 件 2被 夹 紧 , 此 时 如 将 外 力 F去 掉 , 也 仍 能 可 靠 地 夹 紧 工 件 , 当 需 要 松 开 工 件 时 , 则 必 须 向 上 扳动 手 柄 1, 才 能 松 开 夹 紧 的 工 件 。 图 2 夹 紧 机 构 1.2.1 凸 轮 机 构 的 特 点 和 应 用 凸 轮 机 构 由 凸 轮 、 从 动 件 和 机 架 组 成 ( 图 1) 。 凸 轮 是 主 动 件 , 从 动 件 的 运 动 规 律 由 凸 轮 轮廓 决 定 。 凸 轮 机 构 是 机 械 工 程 中 广 泛 应 用 的 一 种 高 副 机 构 。 图 1 凸 轮 机 构 凸 轮 机 构 常 用 于 低 速 、 轻 载 的 自 动 机 或 自 动 机 的 控 制 机 构 。 图 2所 示 为 汽 车 内 燃 机 的 配 气 机 构 , 当 凸 轮 1转 动 时 , 依 靠 凸 轮 的 轮 廓 , 可 以 迫 使 从 动 件 气 阀 2向 下 移 动 打 开 气 门 (借 助 弹 簧 的 作 用 力 关 闭 ), 这 样 就 可 以 按 预 定 时 间 , 打 开 或 关 闭 气 门 , 以 完 成内 燃 机 的 配 气 动 作 。 凸 轮 是 一 个 具 有 曲 线 轮 廓 或 凹 槽 的 构 件 。 它 能 控 制 从 动 件 运 动 规 律 , 因 此 凸 轮 通 常 作 主 动 件并 作 等 速 转 动 , 当 凸 轮 运 动 时 , 借 助 它 的 曲 线 轮 廓 (或 凹 槽 ), 可 使 从 动 件 作 预 期 的 运 动 。 凸 轮 机 构 的 应 用 特 点 有 : (1)便 于 准 确 地 实 现 给 定 的 运 动 规 律 。 ( 2) 结 构 简 单 紧 凑 , 易 于 设 计 ; (3)凸 轮 机 构 可 以 高 速 起 动 , 动 作 准 确 可 靠 。 (4)凸 轮 与 从 动 件 为 高 副 接 触 , 不 便 润 滑 , 容 易 磨 损 , 为 延 长 使 用 寿 命 , 传 递 动 力 不 宜 过 大 。 (5)凸 轮 轮 廓 曲 线 不 易 加 工 。 构结机燃内车汽2图 图 3 自 动 车 床 的 走 刀 机 构 1.2.2 凸 轮 机 构 的 类 型 凸 轮 机 构 按 凸 轮 的 形 状 与 从 动 件 形 式 可 分 为 不 同 类 型 。 1 按 凸 轮 形 状 分 ( 1) 盘 形 凸 轮 凸 轮 的 基 本 形 式 , 应 用 最 广 。 但 从 动 件 的 行 程 不 能 太 大 , 否 则 凸 轮 变 化 过 大 ,对 凸 轮 机 构 的 工 作 不 利 , 所 以 一 般 应 用 于 行 程 较 短 的 场 合 。 ( 2) 移 动 凸 轮 ( 板 状 凸 轮 ) 可 视 为 回 转 中 心 趋 向 于 无 穷 远 的 盘 形 凸 轮 , 它 相 对 于 机 架 作 直线 往 复 移 动 。 图 1中 用 以 车 制 手 柄 的 靠 模 就 是 采 用 移 动 凸 轮 机 构 。 移 动 凸 轮 机 构 在 靠 模 仿 形 机 械中 应 用 较 广 。 上 述 两 种 凸 轮 组 成 机 构 时 , 凸 轮 与 从 动 件 的 相 对 运 动 是 平 面 运 动 , 因 此 , 上 述 两 种 凸 轮 机 构称 为 平 面 凸 轮 机 构 , 其 凸 轮 称 为 平 面 凸 轮 。 ( 3) 圆 柱 凸 轮 在 圆 柱 面 上 开 有 曲 线 凹 槽 , 或 在 圆 柱 端 面 上 制 出 曲 线 轮 廓 , 可 使 从 动 件 得 到较 大 的 行 程 。 属 于 空 间 凸 轮 机 构 ( 图 2)。 图 1 移 动 凸 轮 机 构 图 2 端 面 圆 柱 凸 轮 机 构 1.2.2 凸 轮 机 构 的 类 型 2 按 从 动 件 的 形 式 分 类 根 据 从 动 件 的 运 动 形 式 和 端 部 形 状 区 分 , 基 本 类 型 列 于 表 1。 表 1 凸 轮 机 构 从 动 件 的 基 本 类 型 接触形式运动形式主要特点移动摆动尖顶结构简单、紧凑,可准确地实现任意运动规律。但易磨损,适用于低速、传力小和动作灵敏的场合,如仪表机构中滚子滚子接触,摩擦阻力小,不易磨损,承载能力较大,但运动规律有局限性,不宜于高速,故可用于传递较大的动力平底结构紧凑,润滑性能好,摩擦阻力小,适用于高速。但不能与内凹的轮廓接触,因此运动规律受到一定限制曲面介于滚子和平底之间 1.2.3 凸 轮 机 构 的 基 本 参 数 1.基 圆 半 径 在 图 1所 示 的 机 构 中 , 从 动 件 (杆 )在 最 低 位 置 时 , 尖 顶 在 点 (图 1a), 以 凸 轮 的 最 小 半 径 所 作的 圆 称 为 基 圆 , 称 为 基 圆 半 径 。 图 1 凸 轮 机 构 的 位 移 曲 线 图2 凸轮机构的压力角 2 行 程 和 转 角 当 凸 轮 按 逆 时 针 方 向 转 过 一 个 角 度 时 (图 1b), 从 动 件 将 上 升 一 段 距 离 , 即 产 生 一 段 位 移 s。当 凸 轮 转 过 0时 , 从 动 件 到 达 最 高 位 置 (图 1c), 此 时 从 动 件 的 最 大 升 距 称 为 行 程 , 用 h表 示 。凸 轮 转 动 角 度 , 称 为 转 角 (也 称 为 动 作 角 或 运 动 角 )。 3 位 移 曲 线 如 果 将 从 动 件 的 位 移 s与 凸 轮 转 角 的 关 系 用 曲 线 表 示 ( 图 1d) , 此 曲 线 称 为 从 动 件 (杆 )的 位 移 曲 线 ( s- 曲 线 ) 。 4 压 力 角 图 2所 示 的 凸 轮 机 构 中 , 从 动 件 (杆 )与 凸 轮 轮 廓 在 A点 接 触 , 凸 轮 给 从 动 件 一 作 用 力 F, 其方 向 为 沿 接 触 点 的 法 线 方 向 , 我 们 把 这 个 力 的 作 用 线 与 从 动 件 运 动 方 向 之 间 的 夹 角 , 叫 做 凸 轮机 构 在 该 点 的 压 力 角 , 用 表 示 。 1.2.4 从 动 件 常 用 运 动 规 律 从 动 件 的 运 动 规 律 是 指 其 位 移 、 速 度 和 加 速 度 随 时 间 变 化 的 规 律 。 从 动 件 的 运 动 规 律 是 根 据机 器 工 作 要 求 确 定 的 。 从 动 件 不 同 的 运 动 规 律 对 应 于 不 同 的 凸 轮 轮 廓 。 在 设 计 凸 轮 机 构 时 ,首 先 选 定 从 动 件 的 运 动 规 律 , 再 根 据 运 动 规 律 设 计 凸 轮 轮 廓 。 最 常 用 的 运 动 规 律 有 以 下 两种 。 1.等 速 运 动 规 律 当 凸 轮 以 等 角 速 度 转 动 时 , 从 动 件 在 推 程 和 回 程 的 速 度 为 常 数 , 这 种 运 动 规 律 叫 做 等 速 运 动规 律 (图 1)。 图 1 等 速 运 动 规 律 2.等 加 速 等 减 速 运 动 规 律 这 种 运 动 规 律 是 从 动 件 在 一 个 推 程 或 者 回 程 中 , 前 半 段 做 等 加 速 运 动 , 后 半 段 做 等 减 速 运动 ; 而 且 前 后 两 段 加 速 度 的 绝 对 值 相 等 。 图 2 等 加 速 等 减 速 运 动 规 律 1.2.5 凸 轮 机 构 轮 廓 曲 线 的 画 法 当 从 动 件 运 动 规 律 选 定 后 , 即 可 根 据 该 运 动 规 律 和 其 他 给 定 条 件 ( 如 凸 轮 转 向 、 基 圆 半 径 等 )确 定 凸 轮 的 轮 廓 曲 线 。 确 定 凸 轮 轮 廓 曲 线 的 方 法 有 图 解 法 和 解 析 法 。 图 解 法 的 特 点 是 简 便 、直 观 , 但 不 够 精 确 , 不 过 其 准 确 度 已 足 以 满 足 一 般 机 器 的 工 作 要 求 。 1 “ 反 转 法 ” 作 图 方 法 凸 轮 轮 廓 曲 线 作 图 的 方 法 是 “ 反 转 法 ” 。 为 了 作 图 方 便 起 见 , 可 以 看 成 凸 轮 在 图 纸 上 不 转 动 ,而 将 从 动 件 的 位 置 看 成 是 相 反 于 凸 轮 的 旋 转 方 向 转 动 , 并 以 此 方 向 作 图 , 这 就 是 “ 反 转法 ” 。 这 种 方 法 的 优 点 是 容 易 作 图 。 2 轮 廓 曲 线 画 法 步 骤 (1)先 画 出 从 动 件 的 位 移 曲 线 图 。 用 凸 轮 转 角 作 横 坐 标 , 以 从 动 件 的 位 移 作 纵 坐 标 , 由 从 动件 的 运 动 规 律 作 出 位 移 曲 线 , 如 图 b所 示 。 (2)再 画 凸 轮 轮 廓 曲 线 。 在 凸 轮 基 圆 上 作 等 分 角 线 , 用 “ 反 转 法 ” 以 与 位 移 曲 线 相 同 的 比 例截 取 各 对 应 点 (位 移 行 程 ), 连 接 各 点 , 即 可 得 凸 轮 轮 廓 曲 线 。 如 图 a所 示 。 尖顶式移动凸轮的画法 1.3.1 棘 轮 机 构 1 棘 轮 机 构 的 工 作 原 理 及 应 用 典 型 的 棘 轮 机 构 ( 图 1) 是 由 棘 轮 1、 棘 爪 2、 机 架 以 及 止 回 棘 爪 5等 组 成 。 弹 簧 6使 止 回 棘 爪 5和 棘 轮 1始 终 保 持 接 触 。 当 曲 柄 连 续 转 动 时 , 摇 杆 作 往 复 摆 动 。 当 摇 杆 逆 时 针 摆 动 时 , 棘 爪便 嵌 入 棘 轮 的 齿 槽 中 , 棘 爪 被 推 动 向 逆 时 针 方 向 转 过 一 个 角 度 ; 当 摇 杆 顺 时 针 摆 动 时 , 棘爪 便 在 棘 轮 齿 背 上 滑 过 , 这 时 止 回 棘 爪 阻 止 棘 轮 顺 时 针 转 动 , 故 棘 轮 静 止 不 动 。 这 样 , 当摇 杆 作 连 续 摆 动 时 , 棘 轮 就 作 单 向 的 间 歇 运 动 。 棘 轮 机 构 的 类 型 很 多 , 按 照 工 作 原 理 可 分 为 齿 啮 式 和 摩 擦 式 , 按 结 构 特 点 可 分 为 外 接 式 和内 接 式 。 下 面 介 绍 几 种 常 用 的 棘 轮 机 构 。 (1)具 有 棘 齿 的 棘 轮 机 构 单 动 式 棘 轮 机 构 (图 1), 双 动 式 棘 轮 机 构 (图 2), 可 变 向 棘 轮 机 构 (图 3), 前 述 棘 轮 机 构 , 棘 轮 的 转 角 都 是 以 棘 轮 的 轮 齿 为 单 位 的 , 即 棘 轮 转 角 的 改 变 都 是 有 级 的 ,若 要 无 级 地 改 变 棘 轮 的 转 角 , 可 采 用 无 棘 齿 的 摩 擦 棘 轮 机 构 (图 4) , 该 机 构 是 摩 擦 棘 轮 机 构 中的 一 种 。 摩 擦 式 棘 轮 机 构 的 使 用 优 点 是 无 噪 声 , 多 用 于 轻 载 间 歇 运 动 机 构 。 图1 棘轮机构 图 2 双 动 式 棘 轮 机 构 图 3 可 变 向 棘 轮 机 构 图 4 摩 擦 式 棘 轮 机 构 1.3.2 槽 轮 机 构 1 槽 轮 机 构 的 工 作 原 理 槽 轮 机 构 能 把 主 动 轴 的 等 速 连 续 运 动 转 变 为 从 动 轴 周 期 性 的 间 歇 运 动 , 槽 轮 机 构常 用 于 转 位 或 分 度 机 构 。 图 1所 示 为 一 单 圆 外 啮 合 槽 轮 机 构 , 它 由 带 圆 柱 销 2的主 动 拨 盘 1、 具 有 径 向 槽 的 从 动 槽 轮 3和 机 架 等 组 成 。 槽 轮 机 构 工 作 时 , 拨 盘 为主 动 件 并 以 等 角 速 度 连 续 回 转 , 从 动 槽 轮 作 时 转 时 停 的 间 歇 运 动 。 当 圆 销 2未 进 入 槽 轮 的 径 向 槽 时 , 由 于 槽 轮 的 内 凹 锁 止 弧 被 拨 盘 的 外 凸 圆 弧 卡 住 ,故 槽 轮 静 止 不 动 。 图 1a所 示 为 圆 销 2刚 开 始 进 入 槽 轮 径 向 槽 的 位 置 。 这 时 锁 止 弧 刚 好被 松 开 , 随 后 槽 轮 受 圆 销 2的 驱 使 而 沿 反 向 转 动 。 当 圆 销 2开 始 脱 出 槽 轮 的 径 向 槽 时( 图 1b) , 槽 轮 的 另 一 内 凹 锁 止 弧 又 被 曲 柄 的 外 凸 圆 弧 卡 住 , 致 使 槽 轮 又 静 止 不 动 ,直 到 曲 柄 上 的 圆 销 2进 入 下 一 径 向 槽 时 , 才 能 重 复 上 述 运 动 。 这 样 拨 盘 每 转 一 周 , 槽轮 转 过 两 个 角 度 。 图 1 槽 轮 机 构 1.3.2 槽 轮 机 构 2 槽 轮 机 构 的 特 点 和 应 用 构 造 简 单 , 外 形 尺 寸 小 , 工 作 可 靠 。 但 槽 轮 的 转 角 大 小 不 能 调 节 , 圆 销 与 轮 槽 间 冲 击较 严 重 , 尤 其 是 在 槽 轮 径 向 槽 数 目 较 少 的 情 况 下 更 为 明 显 , 因 此 在 设 计 槽 轮 机 构 时 不 能 将槽 轮 的 槽 数 选 得 很 少 , 在 生 产 实 际 中 用 的 槽 轮 机 构 , 其 槽 数 常 取 4 8。 槽 轮 机 构 一 般 应 用 在 转 速 不 高 、 要 求 断 续 地 转 过 某 一 特 定 角 度 的 装 置 中 。 例 如 : 在 自动 机 上 , 用 以 间 歇 地 转 动 刀 架 或 工 作 台 ; 在 化 工 厂 管 道 系 统 中 , 用 以 启 闭 阀 门 ; 在 电 影 放映 机 中 , 用 作 卷 片 机 构 ( 图 1) , 为 了 适 应 人 们 的 视 觉 暂 留 现 象 , 要 求 影 片 作 间 歇 运 动 ,它 采 用 四 槽 槽 轮 机 构 , 当 传 动 轴 带 动 圆 销 每 转 过 一 周 , 槽 轮 相 应 地 转 过 90 , 因 此 能 使 影片 的 画 面 作 短 暂 的 停 留 。 图 2所 示 为 六 角 自 动 车 床 的 刀 架 转 位 机 构 , 为 了 满 足 零 件 加 工 工艺 要 求 自 动 变 换 所 需 刀 具 , 采 用 六 槽 的 槽 轮 机 构 , 当 圆 销 1进 、 出 槽 轮 一 次 , 则 可 推 动 槽轮 2转 过 60 , 并 且 使 下 一 工 序 的 刀 具 转 到 工 作 位 置 。 图 1 放 映 机 的 卷 片 机 构 图 2 刀 架 转 位 机 构 1.4.1 变 速 机 构 和 变 向 机 构 变 速 机 构 是 指 在 输 入 转 速 不 变 的 条 件 下 , 使 从 动 轮 (轴 )得 到 不 同 转 速 的 传 动 装 置 。 例如 机 床 主 轴 的 变 速 传 动 系 统 是 将 动 力 源 (主 电 动 机 )的 恒 定 转 速 通 过 变 速 箱 变 换 为 主 轴 的 多级 转 速 。 机 床 、 汽 车 和 其 他 机 械 上 常 用 的 变 速 机 构 有 滑 移 齿 轮 变 速 机 构 、 塔 齿 轮 变 速 机 构 、 倍增 变 速 机 构 和 拉 键 变 速 机 构 等 。 但 无 论 哪 一 种 变 速 机 构 , 都 是 通 过 改 变 一 对 齿 轮 传 动 比 大小 , 从 而 改 变 从 动 轮 (轴 )的 转 速 。 1 塔 齿 轮 变 速 机 构 如 图 所 示 为 塔 齿 轮 变 速 机 构 。 导 向 键 14装 在 主 轴 15的 长 键 槽 中 , 其 上 装 有 滑 移 齿 轮 11和 拨 叉 10, 并 可 沿 轴 滑 动 。 主 轴 15可 通 过 齿 轮 11、 中 间 齿 轮 12将 运 动 传 给 塔 齿 轮 1中 的 任意 一 个 , 使 轴 2转 动 。 由 于 塔 齿 轮 由 小 到 大 , 所 以 齿 轮 箱 壳 体 上 就 制 成 斜 形 插 孔 板 8, 用 插销 9插 入 定 位 , 以 限 制 齿 轮 11在 运 转 时 轴 向 移 动 。 轴 2转 动 时 , 可 通 过 离 合 器 3和 4传 给 丝 杠5, 或 通 过 齿 轮 7传 给 光 杆 6。 它 是 通 过 滑 移 齿 轮 11分 别 与 塔 形 齿 轮 啮 合 , 使 丝 杠 或 光 杆 得到 不 同 的 转 速 。 塔齿轮变速机构 1.4.1 变 速 机 构 2 倍 增 齿 轮 变 速 机 构 如 图 1所 示 为 倍 增 变 速 机 构 , 它 是 由 三 根 轴 和 滑 移 、 空 套 、 固 定 齿 轮 组 成 。 轴 1是 主 动轴 , 其 上 装 有 三 个 二 联 齿 轮 Z28 42, 其 中 一 个 固 定 在 轴 1上 , 其 余 两 个 是 空 套 的 。 在 轴 上空 套 三 个 二 联 齿 轮 。 Z42 56, 右 端 边 上 还 有 一 个 。 Z56齿 轮 空 套 在 轴 上 。 在 轴 3上 装 有 一个 滑 移 齿 轮 , 以 便 与 轴 上 任 意 一 个 Z56齿 轮 啮 合 。 这 样 可 以 得 到 四 种 传 动 比 。第 一 级第 二 级 第 三 级 第 四 级 113 3 42 28 142 56 2ni n 113 3 56 28 128 56ni n 113 3 56 42 56 28 228 42 28 56ni n 113 3 56 42 56 42 56 28 428 42 28 42 28 56ni n 3.拉 键 变 速 机 构 图 2所 示 为 拉 键 变 速 机 构 , Z1、 Z3、 Z5和 Z7四 个 齿 轮 固 定在 轴 2上 , Z2、 Z4、 Z6和 Z8四 个 齿 轮 空 套 在 套 筒 轴 3上 , 中 间 用垫 圈 隔 开 。 套 筒 轴 3的 孔 中 插 入 手 柄 轴 4, 并 在 轴 的 前 端 设 有 弹簧 键 1, 可 以 从 套 筒 轴 3的 穿 通 的 长 槽 中 弹 出 , 以 便 嵌 入 四 个 空套 齿 轮 中 的 一 个 。 在 图 8.54所 示 位 置 , 键 1嵌 在 齿 轮 Z8内 孔 的 键槽 中 , 这 样 轴 2的 运 动 通 过 齿 轮 Z7与 Z8的 啮 合 传 给 轴 3。 此 时Z2、 Z4、 Z6也 以 各 自 的 转 速 空 转 。 图1 倍增变速机构 图2 拉键变速机构 1.4.1 变 速 机 构 4 滑 移 齿 轮 变 速 机 构 曾 在 前 面 轮 系 部 分 介 绍 过 滑 移 齿 轮 变 速 的 原 理 , 故 此 处 不 再 详 述 。 上 面 所 讲 的 变 速 机 构 为 有 级 变 速 机 构 , 它 们 的 变 速 可 靠 、 传 动 比 准 确 、 结 构 紧 凑 。 但所 用 的 零 件 多 、 质 量 大 、 高 速 转 动 不 平 稳 、 变 速 时 有 噪 声 。 5 无 级 变 速 机 构 图 所 示 , 是 摩 擦 盘 式 无 级 变 速 机 构 的 传 动 原 理 结 构 图 。 锥 形 盘 1装 在 电 动 机 轴 上 , 电动 机 轴 线 倾 斜 一 个 角 度 。 端 面 盘 2装 在 底 板 支 架 6上 , 借 弹 簧 3的 压 力 使 其 与 锥 形 盘 1的 斜 面贴 紧 。 当 转 动 齿 轮 5通 过 固 定 在 底 板 上 的 齿 条 4移 动 支 架 6时 , 就 可 以 改 变 接 触 半 径 , 因 而可 得 到 不 同 的 传 动 比 。 摩 擦 盘 无 级 变 速 机 构 1 22 1n Ri n R 式 中 : n1、 n2锥 形 盘 1和 端 面 盘 2的 转 速 , r min; R1、 R2锥 形 盘 1和 端 面 盘 2接 触 点 半 径 。 1.4.1 变 速 机 构 4 滑 移 齿 轮 变 速 机 构 曾 在 前 面 轮 系 部 分 介 绍 过 滑 移 齿 轮 变 速 的 原 理 , 故 此 处 不 再 详 述 。 上 面 所 讲 的 变 速 机 构 为 有 级 变 速 机 构 , 它 们 的 变 速 可 靠 、 传 动 比 准 确 、 结 构 紧 凑 。 但所 用 的 零 件 多 、 质 量 大 、 高 速 转 动 不 平 稳 、 变 速 时 有 噪 声 。 5 无 级 变 速 机 构 图 所 示 , 是 摩 擦 盘 式 无 级 变 速 机 构 的 传 动 原 理 结 构 图 。 锥 形 盘 1装 在 电 动 机 轴 上 , 电动 机 轴 线 倾 斜 一 个 角 度 。 端 面 盘 2装 在 底 板 支 架 6上 , 借 弹 簧 3的 压 力 使 其 与 锥 形 盘 1的 斜 面贴 紧 。 当 转 动 齿 轮 5通 过 固 定 在 底 板 上 的 齿 条 4移 动 支 架 6时 , 就 可 以 改 变 接 触 半 径 , 因 而可 得 到 不 同 的 传 动 比 。 摩 擦 盘 无 级 变 速 机 构 1 22 1n Ri n R 式 中 : n1、 n2锥 形 盘 1和 端 面 盘 2的 转 速 , r min; R1、 R2锥 形 盘 1和 端 面 盘 2接 触 点 半 径 。 1.4.2 变 向 机 构 所 谓 变 向 机 构 是 指 在 输 入 旋 转 方 向 不 变 的 条 件 下 , 改 变 从 动 轮 (轴 )旋 转 方 向 的 装 置 。 常 用的 有 三 星 齿 轮 变 向 机 构 、 滑 移 齿 轮 变 向 机 构 和 圆 锥 齿 轮 变 向 机 构 等 。 1 三 星 齿 轮 变 向 机 构 图 1所 示 , 由 Z1、 Z2、 Z3和 Z4四 个 齿 轮 , 以 及 三 角 形 杠 杆 架 组 成 。 Zl和 Z4两 齿 轮 用 键 装 在 位置 固 定 的 轴 上 , 并 可 与 轴 一 起 转 动 2和 3两 齿 轮 空 套 在 三 角 形 杠 杆 架 的 轴 上 , 杠 杆 架 通 过 搬 动手 柄 可 绕 齿 轮 Z4轴 心 转 动 。 在 图 示 位 置 , 齿 轮 通 过 齿 轮 Z3带 动 齿 轮 Z4, 使 齿 轮 z4按 一 定 方 向 旋转 , 齿 轮 Z2空 转 。 若 手 柄 向 下 搬 动 , 这 时 Z1和 Z3两 齿 轮 脱 开 啮 合 , Z1和 Z2进 入 啮 合 , 这 样 齿 轮Z1通 过 齿 轮 2和 3而 带 动 齿 轮 4, 由 于 多 了 一 个 中 间 齿 轮 Z2, 当 齿 轮 Z1的 旋 转 方 向 不 变 , 齿 轮 在Z4的 旋 转 方 向 就 改 变 了 。 2 滑 移 齿 轮 变 向 机 构 图 2所 示 为 滑 移 齿 轮 变 向 机 构 。 由 Z1、 Z2、 Z3、 Z4和 中 间 齿 轮 2组 成 ; Z1和 Z3为 二 联 滑 移 齿轮 , 用 导 向 键 或 花 键 与 轴 联 接 。 Z2和 Z4固 定 在 轴 上 。 在 图 示 位 置 , 当 齿 轮 Z1的 转 动 通 过 中 间 齿轮 Z带 动 齿 轮 Z2转 动 时 , 则 齿 轮 Zl和 Z2的 旋 转 方 向 相 同 。图1 三星齿轮变向机构 图2 滑移齿轮变向机构 1.4.2 变 向 机 构若 将 二 联 齿 轮 Z1和 Z3向 右 移 动 时 , 使 齿 轮 Zl与 中 间 齿 轮 Z脱 开 啮 合 , 齿 轮 Z3和 Z4进 入 啮 合 , 因为 少 了 一 个 中 间 齿 轮 在 该 变 向 机 构 中 , 所 以 齿 轮 Z3和 Z4的 旋 转 方 向 相 反 。 在 该 变 向 机 构 中 , 若 ,则 只 是 一 个 变 向 机 构 ; 若 则 既 是 一 个 变 向 机 构 , 又 是 一 个 变 速 机 构 , 即 可 同 时 完 成 变 向 和 变 速要 求 。 3 圆 锥 齿 轮 变 向 机 构 图 所 示 为 圆 锥 齿 轮 变 向 机 构 。 在 图 a中 , 两 个 端 面 带 有 爪 形 齿 的 圆 锥 齿 轮 Z2和 Z3, 空 套 在水 平 轴 上 , 这 两 个 圆 锥 齿 轮 能 与 同 轴 上 可 滑 移 的 双 向 爪 形 离 合 器 啮 合 或 分 离 , 双 向 爪 形 离 合 器和 水 平 轴 用 键 联 接 。 另 一 个 圆 锥 齿 轮 Z1固 定 在 垂 直 轴 上 。 当 圆 锥 齿 轮 Z1旋 转 时 , 带 动 水 平 轴 上两 个 圆 锥 齿 轮 Z2和 Z3, 这 两 个 齿 轮 同 时 以 相 反 的 方 向 在 轴 上 空 转 。 如 果 双 向 离 合 器 向 左 移 动 ,与 左 面 圆 锥 齿 轮 Z2上 的 端 面 爪 形 齿 啮 合 , 那 么 运 动 由 左 面 的 圆 锥 齿 轮 Z2通 过 双 向 离 合 器 传 给 水平 轴 ; 若 双 向 离 合 器 向 右 移 动 , 与 圆 锥 齿 轮 Z3端 面 爪 形 齿 啮 合 , 那 么 运 动 将 由 圆 锥 齿 轮 Z3通 过双 向 离 合 器 传 给 水 平 轴 , 且 旋 转 方 向 相 反 。 图 b所 示 为 滑 移 齿 轮 式 变 向 机 构 。 通 过水 平 轴 上 的 滑 移 齿 轮 , 使 左 或 右 齿 轮 与 主动
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