机械结构设计原理.pptx

### 机械结构设计原理知识点详解 #### 曲柄摇杆机构 **定义**: 曲柄摇杆机构是一种常见的平面连杆机构，其中一个构件能够做整圈旋转运动（曲柄），另一个构件只能做往复摆动（摇杆）。 **工作原理**: - 当曲柄作为原动件作匀速转动时，摇杆会根据曲柄的位置变化进行摆动。 - 在摆动过程中，存在一个特征角度——极位夹角θ，这个角度决定了机构是否具备急回特性。 - **急回特性**: 如果φ1 (曲柄从初始位置到最大位置的转角) 大于 φ2 (曲柄从最大位置回到初始位置的转角)，则摇杆从左极限位置回到右极限位置的时间会比从右极限位置到左极限位置的时间短，这种现象被称为急回特性。 #### 双摇杆机构 **定义**: 双摇杆机构是指两个摇杆都只能进行摆动的平面连杆机构。 **工作特点**: - 该机构有两个死点位置，即当两个摇杆处于同一直线上时。 - 在这些位置上，如果受到外力的影响，可能会导致机构运动方向不确定。 - **应用**: 利用其死点位置的特性可以实现某些特定功能，如夹具机构中利用死点位置的自锁特性来确保工件夹紧不会松脱。 #### 平行双曲柄机构 **定义**: 平行双曲柄机构是一种特殊的双曲柄机构，两个曲柄平行且长度相等。 **特点**: - 在某些特定位置，如机构处于AB1C1D和AB2C2D时，传动角γ为0，这使得机构处于死点位置。 - **解决方法**: 可以通过引入平行机构（如机车驱动轮联动机构）来避免或减轻这种不确定性。 - **应用**: 例如在机车驱动轮联动机构中，通过平行曲柄的配合来消除死点位置带来的问题。 #### 对心曲柄滑块机构 **定义**: 对心曲柄滑块机构是一种曲柄滑块机构的特殊形式，其中滑块的导向轨道中心线通过曲柄的旋转中心。 **特点**: - 可以实现回转运动与直线往复运动之间的相互转换。 - 广泛应用于蒸汽机、内燃机、空压机以及各种冲压机械中。 - **优点**: 结构简单，运动可靠。 #### 偏置曲柄滑块机构 **定义**: 偏置曲柄滑块机构是另一种形式的曲柄滑块机构，其中滑块的导向轨道中心线不通过曲柄的旋转中心。 **特点**: - 具有急回特性，即往复运动中有一个方向的速度比另一个方向快。 - **应用**: 常见于需要快速返回的机械系统中，如冲压机。 #### 摆动导杆机构 **定义**: 摆动导杆机构是一种利用导杆摆动来实现直线运动的机构。 **特点**: - 具有急回运动性质。 - 传动角始终为90度，意味着传力效果最佳。 - **应用**: 牛头刨床、插床和送料装置等。 #### 定块机构与摇块机构 **定义**: - 定块机构: 通过将曲柄滑块机构中的滑块固定演化而成。 - 摇块机构: 通过将曲柄滑块机构中的连杆固定演化而成。 **特点**: - 定块机构和摇块机构都可以实现直线往复运动，并伴随一定的摆动。 - **应用**: 适用于需要直线往复运动同时伴随一定角度摆动的应用场合。 #### 转动导杆机构 **定义**: 转动导杆机构通过将曲柄滑块机构中的曲柄固定演化而成。 **特点**: - 可以将原动件的匀速回转转化为导杆的非匀速摆动。 - **优点**: 具有急回特性，可以提高工作效率。 #### 插齿机与牛头刨主机构 **定义**: 这些机构都是由多个四杆机构组合而成的复杂机械系统。 **特点**: - 利用急回特性来提高加工效率。 - **应用**: 插齿机用于齿轮加工，牛头刨主机构用于金属切削。 #### 正弦机构与椭圆规 **定义**: - 正弦机构: 是一种特殊的四杆机构，其中从动件的位移与原动曲柄的转角成正弦关系。 - 椭圆规: 通过动杆上的点来绘制椭圆形轨迹。 **特点**: - 正弦机构适用于需要精确控制位移的应用场景，如缝纫机下针机构。 - 椭圆规可以通过调整构件尺寸来改变所绘椭圆的大小和形状。 #### 曲柄压力机与飞轮 **定义**: - 曲柄压力机: 由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构组成，利用杠杆原理产生较大的压力。 - 飞轮: 利用惯性原理使机构克服死点位置的障碍。 **特点**: - 曲柄压力机适用于需要大力量的应用场景，如冲压和剪切作业。 - 飞轮通过存储能量并在需要时释放来帮助机构越过死点位置。 #### 凸轮机构 **定义**: 凸轮机构是一种通过凸轮与从动件之间的相对运动来传递动力和实现预定运动规律的机构。 **种类**: - 滚子对心移动从动件盘形凸轮机构 - 平底移动从动件盘形凸轮机构 **特点**: - 滚子对心移动从动件盘形凸轮机构: 滚子接触减小了摩擦力，适合承载较大的载荷，但运动规律受限。 - 平底移动从动件盘形凸轮机构: 压力角为零，传力效果好，适用于高速运动，但凸轮轮廓不能是下凹的。 通过以上分析可以看出，机械结构设计原理涉及多种不同的机构类型及其特性，每种机构都有其独特的应用场景和特点。在实际工程设计中，选择合适的机构对于实现预期的功能至关重要。