第十一章获得往复运动的机构

产品设计机械基础李江哈尔滨工程大学 产品设计机械基础第三篇 机构与传动设计p平面连杆机构及其设计（4学时）p凸轮机构及其设计（2学时）p齿轮机构及其设计（6学时）p连接与传动（6学时）p转动的机构（2学时）p往复运动的机构（2学时）p位移扩大及倍力机构（2学时）p间歇运动机构（2学时）p特定轨迹的机构（2学时）p其他典型机构与装置（2学时）p新原理及机构的创意（2学时）2第十一章 获得往复运动的机构 哈尔滨工程大学 产品设计机械基础教学要求能力目标能力目标1、掌握获得直线往复运动的机构、掌握获得直线往复运动的机构2、掌握获得往复摆动的机构、掌握获得往复摆动的机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础第十一章第十一章 获得往复运动的机构获得往复运动的机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构11.2 获得摆动的机构获得摆动的机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构 直线往复运动机构的运动轨迹是沿着直线来回运动的，尽管在运动中途可以是匀速的，但一般来讲，在行程的两端有必然的减速和停止，再做回返的运动。通常提供通常提供原动力的机械是发动机或电动机，输出的是原动力的机械是发动机或电动机，输出的是均匀旋转运动均匀旋转运动。因此，要获得直线往复运动要获得直线往复运动就是如何将旋转运动转变为直线往复运动就是如何将旋转运动转变为直线往复运动。常用的许多方法中，其中有些前面已提及，可见，一种机构应该有多种不同的用途，主要是怎样去组合和从什么角度去利用它。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构11.1.1 曲柄滑块机构曲柄滑块机构往复式给煤机往复哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构车门开闭机构气缸哈尔滨工程大学 产品设计机械基础作者：潘存云教授11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构多曲柄滑块机构多曲柄滑块机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.2齿轮齿条机构齿轮齿条机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构同时控制钻双孔齿轮齿条是特殊的齿轮机构，即齿轮直径为无限大。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.2齿轮齿条机构齿轮齿条机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构 齿轮齿条机构结构简单、成本低、运动速度较高、传动效率高。易于实现较长的运动行程，因此，常用于机械设备的主传动系统、进给机构、自动生产线传送装置、仪器支架的升降装置等，如图所示。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础直线电机直线电机禁翼禁翼直线电机直线电机某型飞机的禁翼操纵机构某型飞机的禁翼操纵机构放大作用：上齿条移动4R行程利用齿轮齿条机构实现行程倍增印刷机大行程送纸机构印刷机大行程送纸机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.3 推杆推杆凸轮机构凸轮机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构凸轮是最简单的从动件按预定的规律运动凸轮是最简单的从动件按预定的规律运动的机构。推杆的行程由凸轮大小半径的差的机构。推杆的行程由凸轮大小半径的差决定，推杆运动速度的变化由凸轮的轮廓决定，推杆运动速度的变化由凸轮的轮廓曲线和速度决定。曲线和速度决定。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础1 12 2刀架刀架o o机床进给机构机床进给机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构根据要实现运动的性质，凸轮的轮廓线要设计成各种曲线形状。根据要实现运动的性质，凸轮的轮廓线要设计成各种曲线形状。心形线凸轮锥形盘端面凸轮形封闭凸轮抛物线凸轮哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.4斜面机构斜面机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构 斜面机构是常见的一种简单机构。斜面机斜面机构是常见的一种简单机构。斜面机构用得最多的是夹紧装置和导向斜面，也作构用得最多的是夹紧装置和导向斜面，也作为实现某些直线往复运动的简单机件。为实现某些直线往复运动的简单机件。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.5螺旋机构螺旋机构11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构 螺旋机构是斜面机构的一种特殊形式，是将斜面绕在圆柱体上形成的。螺旋机构的螺纹根据斜面形状不同分为若干种类，而且各自具有不同的功能和特点，应用时需合理选择。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.5螺旋机构螺旋机构矩形螺纹矩形螺纹（方牙螺纹）（方牙螺纹）三角形螺纹三角形螺纹梯形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹153033011.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础单齿齿轮与齿条啮合的模型单齿齿轮与齿条啮合的模型单头螺杆 螺纹还可以做成多头的，也就是同时由几根同样断面的螺纹还可以做成多头的，也就是同时由几根同样断面的斜面绕圆柱面而形成的多头螺旋，可以提高效率。斜面绕圆柱面而形成的多头螺旋，可以提高效率。11.1.5螺旋机构螺旋机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.1.6挠性件传动挠性件传动11.1 获得直线运动的机构获得直线运动的机构 利用挠性件可以传递直线运动，在主动轮和从动轮之间的皮带可以单方向连续地运动，再配以其他辅助机件，用来执行一定的功能。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.2获得摆动的机构获得摆动的机构 摆动是机件或物体绕一固定的转动中心往复运动的一种形式，实际上是转动的一部分。靠重力摆动是最简单的一种形式，叫单摆运动，如计时钟上的摆锤的运动。在机构中常利用摆动完成一些功能动作。摆动可以由多种机构获得，如曲柄摇杆机构、摆动凸轮机构、齿轮齿条机构等。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.2获得摆动的机构获得摆动的机构11.2.1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构图示为插齿机插刀往复运动机构图示为插齿机插刀往复运动机构简图。当偏心盘简图。当偏心盘1回转时，经连回转时，经连杆杆2使摇杆使摇杆3绕轴心绕轴心4摆动。同时摆动。同时扇形齿轮扇形齿轮5带动齿条带动齿条6连同主轴连同主轴7和插齿刀和插齿刀8上下往复运动，并且上下往复运动，并且插齿（向下）速度慢，提上去时插齿（向下）速度慢，提上去时候（空返）时速度快。候（空返）时速度快。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.2获得摆动的机构获得摆动的机构11.2.1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 颚式破碎机颚式破碎机，也是利用摇杆机构的急回特性，当偏心轴转，也是利用摇杆机构的急回特性，当偏心轴转动时（相当于曲柄），颚板像动物的下颚一样一咬合一张开，动时（相当于曲柄），颚板像动物的下颚一样一咬合一张开，且咬合的速度快，破碎力强，张开速度慢，破碎的物料自由且咬合的速度快，破碎力强，张开速度慢，破碎的物料自由落出，但在这里不是靠摇杆工作，是靠连杆工作的，动颚相落出，但在这里不是靠摇杆工作，是靠连杆工作的，动颚相当于连杆。当于连杆。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.2.2摆动导杆机构摆动导杆机构11.2获得摆动的机构获得摆动的机构 摆动导杆，用摆动导杆配以其它辅助机件，也可以实现摆摆动导杆，用摆动导杆配以其它辅助机件，也可以实现摆动运动，当主动件杆动运动，当主动件杆1回转时，滑块回转时，滑块2便在导杆便在导杆3上滑动。杆上滑动。杆4是固定的，因此杆是固定的，因此杆3只能做左右摆动的运动。只能做左右摆动的运动。摆动油泵摆动油泵哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.2.3利用凸轮获得摆动机构利用凸轮获得摆动机构5.2获得摆动的机构获得摆动的机构11-15（a）11-15（b）利用凸轮，也可以实现使被动件摆动的目地，利用凸轮，也可以实现使被动件摆动的目地，11-15（a）是利用凸轮使连杆摆动的简图，凸轮拉力弹簧是使摆杆回复的附件是利用凸轮使连杆摆动的简图，凸轮拉力弹簧是使摆杆回复的附件件。在件。在11-15（b）中，凸轮的转动可使两平面摆杆同时做闭合运动。）中，凸轮的转动可使两平面摆杆同时做闭合运动。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础11.2获得摆动的机构获得摆动的机构11.2.4齿轮齿条摆动机构齿轮齿条摆动机构 前面讲述了运用齿轮的转动使齿条做直线运动或者直线往前面讲述了运用齿轮的转动使齿条做直线运动或者直线往复运动。我们将原理反过来就可以利用齿条的往复运动在齿复运动。我们将原理反过来就可以利用齿条的往复运动在齿条上得到一个往复的转动，当这个往复的转动不超过一周时条上得到一个往复的转动，当这个往复的转动不超过一周时就成为了往复摆动。这时可以讲齿轮的多余部分省去，成为就成为了往复摆动。这时可以讲齿轮的多余部分省去，成为扇形齿轮。扇形齿轮。哈尔滨工程大学 产品设计机械基础 利用挠性件机构如链条、绳索、带等也可以使工作机件实现摆动运动。2611.2.4挠性件摆动机构挠性件摆动机构哈尔滨工程大学 产品设计机械基础本章小结重点掌握：重点掌握：1、掌握获得直线往复运动的机构掌握获得直线往复运动的机构2、掌握获得往复摆动的机构、掌握获得往复摆动的机构27