機械設(shè)計中必須掌握的平面機構(gòu)知識

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若組成機構(gòu)的所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動，則稱該機構(gòu)為平面機構(gòu)。機構(gòu)是具有確定運動的構(gòu)件系統(tǒng)，其組成要素有構(gòu)件和運動副。所有構(gòu)件的運動平面都相互平行的機構(gòu)亦稱為平面機構(gòu)，否則稱為空間機構(gòu)。

1、構(gòu)件

構(gòu)件是機構(gòu)彼此相對運動的運動單元體。一個構(gòu)件可以是一個單獨制造的零件，如連桿；也可以是由若干零件聯(lián)接構(gòu)成的組合體。

2、運動副

機構(gòu)中各個構(gòu)件之間必須有確定的相對運動，因此，構(gòu)件的連接既要使兩個構(gòu)件直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對運動，這種直接接觸的活動連接稱為運動副。軸承中的滾動體與內(nèi)外圈的滾道，嚙合中的一對齒廓、滑塊與導軌)，均保持直接接觸，并能產(chǎn)生一定的相對運動，因而都構(gòu)成了運動副。

3、平面機構(gòu)運動簡圖

工程上通常不考慮構(gòu)件的外形、截面尺寸和運動副的實際結(jié)構(gòu)，只用規(guī)定的簡單線條和符號表示機構(gòu)中的構(gòu)件和運動副，并按一定的比例畫出表示各運動副的相對位置及它們相對運動關(guān)系的圖形，這種表示機構(gòu)各構(gòu)件之間相對運動關(guān)系的簡單圖形，稱為機構(gòu)運動簡圖。機構(gòu)運動簡圖保持了其實際機構(gòu)的運動特征，它簡明地表達了實際機構(gòu)的運動情況。

平面機構(gòu)運動簡圖的繪制步驟：

• 分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動情況，找出主動件、從動件和機架，確定運動關(guān)系；
  
• 確定機構(gòu)中構(gòu)件的數(shù)目和運動副的類型及數(shù)目；
  
• 選擇視圖平面；
  
• 選定適當?shù)谋壤撸L制機構(gòu)運動簡圖；
  
  
  

4、鉸鏈四桿機構(gòu)

全部用轉(zhuǎn)動副將四個構(gòu)件聯(lián)接起來的四桿機構(gòu)稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。它是四桿機構(gòu)的最基本的形式，其它形式的四桿機構(gòu)都可看作是在它的基礎(chǔ)上演化而成。

鉸鏈四桿機構(gòu)中，根據(jù)連架桿運動形式的不同，可分為曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)三種基本形式。

5、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化

通過連桿機構(gòu)的倒置、改變各桿相對長度或改變運動副形式等方法，由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而來，典型實例是曲柄搖桿機構(gòu)演化為曲柄滑塊機構(gòu)。

曲柄滑塊機構(gòu)是用曲柄和滑塊來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動和移動相互轉(zhuǎn)換的平面連桿機構(gòu)，也稱曲柄連桿機構(gòu)。

曲柄滑塊機構(gòu)中與機架構(gòu)成移動副的構(gòu)件為滑塊，通過轉(zhuǎn)動副A、B聯(lián)接曲柄和滑塊的構(gòu)件為連桿。

應用領(lǐng)域及作用：內(nèi)燃機中的曲軸為曲柄、連桿為連桿，活塞為滑塊。作用是將燃燒后的空氣產(chǎn)生的壓力帶動活塞的直線運動轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運動，發(fā)動機就轉(zhuǎn)了。

空氣壓縮機：曲軸為曲柄、連桿為連桿，活塞為滑塊，其中的作用是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，壓縮空氣。

王章

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