第六章其它機(jī)構(gòu)◆了解常用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和廣義機(jī)構(gòu)◆掌握槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、應(yīng)用情況；◆了解凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用情況；◆了解常見(jiàn)組合機(jī)構(gòu)的組合方式、工作特點(diǎn)及應(yīng)用情況。教學(xué)目標(biāo)第六章其它機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)變角傳動(dòng)、螺旋和振動(dòng)慣性機(jī)構(gòu)廣義機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)§6-1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1.棘輪機(jī)構(gòu)的基本型式和工作原理如圖所示為單向式棘輪機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是擺桿向一個(gè)方向擺動(dòng)時(shí)，棘輪沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)過(guò)某一角度；而擺桿向另一方向擺動(dòng)時(shí)，棘輪靜止不動(dòng)。常見(jiàn)的棘輪齒形為不對(duì)稱梯形。為了便于加工，當(dāng)棘輪機(jī)構(gòu)承受載荷不大時(shí)，可采用三角形棘輪輪齒。圖示棘輪齒形即為三角形。棘爪可翻轉(zhuǎn)的矩形棘齒可以獲得不同轉(zhuǎn)向的間歇運(yùn)動(dòng)。2)雙向式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)接式

運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：通過(guò)摩擦力推動(dòng)從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，克服了齒式棘輪機(jī)構(gòu)噪聲大、轉(zhuǎn)角不能無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，但運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性差。外接式偏心楔塊式棘輪機(jī)構(gòu)滾子楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)3.棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和功能1)應(yīng)用場(chǎng)合

各種機(jī)床中，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位或分度功能。2)功能◆轉(zhuǎn)位、分度沖床工作臺(tái)自動(dòng)轉(zhuǎn)位棘輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程：沖頭D上升時(shí)通過(guò)棘爪帶動(dòng)棘輪和工作臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)位。沖頭下降時(shí)，搖桿AB逆時(shí)針擺動(dòng)，工作臺(tái)不動(dòng)。牛頭刨床工作臺(tái)橫向進(jìn)給過(guò)程：運(yùn)動(dòng)通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)傳遞給棘輪機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)與棘輪固聯(lián)的絲杠做間歇運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?！糸g歇送進(jìn)1.槽輪機(jī)構(gòu)的組成及工作特點(diǎn)二、槽輪機(jī)構(gòu)典型槽輪機(jī)構(gòu)的組成：由主動(dòng)撥盤、從動(dòng)槽輪和機(jī)架等組成。

槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理：主動(dòng)撥盤連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)撥盤的圓銷A未進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，槽輪在鎖，靜止不動(dòng)；當(dāng)主動(dòng)撥盤的圓銷A進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，槽輪受圓銷A驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。從而使槽輪做間歇運(yùn)動(dòng)。動(dòng)畫演示2.槽輪機(jī)構(gòu)的類型◆外槽輪機(jī)構(gòu)主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反，且具有傳動(dòng)較平穩(wěn)、停歇時(shí)間短、所占空間小等特點(diǎn)。主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反◆內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：徑向槽徑向尺寸不同，撥盤上銷分布不均勻。槽輪轉(zhuǎn)一周，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)停時(shí)間均不相同的運(yùn)動(dòng)要求?！舨坏缺坶L(zhǎng)多銷槽輪機(jī)構(gòu)3.槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用一般用于轉(zhuǎn)速不很高的自動(dòng)機(jī)械、輕工機(jī)械或儀器儀表中。電影放映機(jī)的送片機(jī)構(gòu)槽輪兩次停歇時(shí)間不等的槽輪機(jī)構(gòu)槽輪兩次停歇時(shí)間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間都不等的槽輪機(jī)構(gòu)1)工作原理

由齒輪機(jī)構(gòu)演變而來(lái)。主動(dòng)輪有一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)與停歇時(shí)間要求，在從動(dòng)輪上做出主動(dòng)輪齒相嚙合的輪齒，當(dāng)主動(dòng)輪做連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪做間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)輪間歇期間，利用兩輪邊緣的鎖止弧防止從動(dòng)輪游動(dòng)。三、不完全齒輪機(jī)構(gòu)1.不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理及特點(diǎn)動(dòng)畫演示2)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，工作可靠，從動(dòng)輪動(dòng)停時(shí)間比例變化范圍大。但沖擊較大，只宜于低速、輕載場(chǎng)合。2.不完全齒輪機(jī)構(gòu)類型及應(yīng)用外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)合：常用于多工位、多工序的自動(dòng)機(jī)械或生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)生成2.凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型及應(yīng)用圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)共軛凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：具有較好的動(dòng)力特性、較高的分度精度、較低的加工成本。在自動(dòng)分度機(jī)構(gòu)、機(jī)床換刀機(jī)構(gòu)、機(jī)械手的工作機(jī)構(gòu)、X光醫(yī)療診斷臺(tái)等應(yīng)用廣泛。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)合：輕工機(jī)械、沖壓機(jī)械等高速機(jī)械中常用作高速、高精度的步進(jìn)進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位等機(jī)構(gòu)。例如用于高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)、包裝機(jī)、折疊機(jī)等。一、萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)1.萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)的組成和應(yīng)用萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)用于傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，廣泛用于汽車、機(jī)床等機(jī)械中；傳動(dòng)過(guò)程中，兩軸夾角可以變動(dòng)，為變角傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)的類型◆單萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)兩軸瞬時(shí)角速比隨時(shí)變化，并不恒等于1§6-2

變角傳動(dòng)、螺旋和振動(dòng)慣性機(jī)構(gòu)◆雙萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)主、從動(dòng)軸角速度恒等的條件：◆主、從動(dòng)軸與中間軸位于同一平面；◆主、從動(dòng)軸線與中間軸線之間的夾角相等；◆中間軸兩端叉面應(yīng)位于同一平面內(nèi)。3.萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的應(yīng)用圖a是雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)傳遞汽車變速箱輸出軸與后橋車架彈簧支承上的后橋差速器輸入軸間的運(yùn)動(dòng)。圖b是用于軋鋼機(jī)軋輥傳動(dòng)中的雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，以適應(yīng)不同厚度鋼坯的軋制。圖c是萬(wàn)能銑床進(jìn)給傳動(dòng)中，為適應(yīng)工作臺(tái)升降或水平移動(dòng)引起主、從動(dòng)軸間相對(duì)位置改變所采用的雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)。二、螺旋機(jī)構(gòu)1)組成

螺桿、螺母、機(jī)架2)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、能獲得較大的降速比和力的增益，工作平穩(wěn)，無(wú)噪音，合理選擇螺紋導(dǎo)程角可具有自鎖性，但效率低，要反轉(zhuǎn)則需要反向裝置。3)應(yīng)用常用在起重機(jī)、壓力機(jī)及功率不大的進(jìn)給系統(tǒng)和微調(diào)裝置中。1.螺旋機(jī)構(gòu)組成及特點(diǎn)◆A、B段螺旋旋向相反稱其為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)車輛聯(lián)接中的螺旋機(jī)構(gòu)車輛聯(lián)接實(shí)例振動(dòng)機(jī)構(gòu)：利用振動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)構(gòu)稱為振動(dòng)機(jī)構(gòu)。用來(lái)產(chǎn)生振動(dòng)的方式有電磁式、機(jī)械式、音叉式或超聲波式。慣性機(jī)構(gòu)：利用物體的慣性來(lái)進(jìn)行工作的機(jī)構(gòu)稱為慣性機(jī)構(gòu)。如建筑機(jī)械中的夯土機(jī)、打樁機(jī)等。許多情況下，慣性與振動(dòng)機(jī)械在這類機(jī)構(gòu)中同時(shí)被利用。三、振動(dòng)及慣性機(jī)構(gòu)例2:如圖所示為一種比較簡(jiǎn)單的可移動(dòng)式氣動(dòng)通用機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。由真空頭1、水平缸2、垂直缸3、齒輪齒條副4、回轉(zhuǎn)缸5及小車等組成。該機(jī)械手可在三個(gè)坐標(biāo)內(nèi)工作。其工作循環(huán)是：垂直缸上升——水平缸伸出——回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)位——回轉(zhuǎn)缸復(fù)位——回轉(zhuǎn)缸退回——垂直缸下降。這種機(jī)械一般用于裝卸輕質(zhì)、薄片工件，只要更換適當(dāng)?shù)氖种覆考?，還能完成其它工作。

氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：

1)工作介質(zhì)為空氣，易于獲取和排放，不污染環(huán)境2)空氣粘度小，故壓力損失少，適于遠(yuǎn)距離輸送和集中供氣3)比液壓傳動(dòng)響應(yīng)快，動(dòng)作迅速4)適于惡劣的工作條件下工作5)易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)6)易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化三、電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)：通過(guò)電與磁的相互作用來(lái)完成所需動(dòng)作。特點(diǎn)：用電和磁產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，可十分方便地控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，方便地實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)等，廣泛用于繼電器機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、儀器儀表機(jī)構(gòu)中。

電磁驅(qū)動(dòng)原理：如圖，把微動(dòng)工作臺(tái)1用四根鏈或金屬絲4懸掛起來(lái)，工作臺(tái)兩端分別與彈簧3相連，另外兩端放兩塊電磁鐵2。通過(guò)改變電磁鐵線圈的電流來(lái)控制電磁鐵對(duì)工作臺(tái)的吸引力,克服彈簧的吸引力,達(dá)到控制工作臺(tái)微位移的目的。

凸輪式火災(zāi)報(bào)警信號(hào)發(fā)生機(jī)構(gòu):

如圖，凸輪1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，其上安裝絕緣塊b。左端固定的簧片2上帶有觸頭停止時(shí)如圖，觸頭a位于b上方，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)著。隨著凸輪的回轉(zhuǎn)，刻在凸輪外周上的齒將開(kāi)關(guān)置ON、OFF狀態(tài)，在x—x部分為常閉ON狀態(tài)，報(bào)警鈴連續(xù)鳴響。如果讓齒的個(gè)數(shù)與機(jī)器的序號(hào)對(duì)應(yīng)，則只要聽(tīng)到警鈴即可知道是哪一臺(tái)機(jī)器出故障。杠桿式溫度繼電器機(jī)構(gòu):

如圖，雙金屬片2的一端固定在刀口3所支持的杠桿1上。當(dāng)圓周的溫度較低時(shí)，杠桿1位于圖示位置，與觸點(diǎn)a接觸，從而開(kāi)關(guān)被切換。刀口3保證開(kāi)關(guān)切換準(zhǔn)確。例:光電機(jī)構(gòu)是一類在自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用極其廣泛的機(jī)構(gòu)，它是利用光的特性進(jìn)行工作的機(jī)構(gòu)。通常是由各類光學(xué)傳感器（如光電開(kāi)關(guān)、CCD等）加上各種機(jī)械式或機(jī)電式機(jī)構(gòu)，形成光電機(jī)構(gòu)。更廣義的光電機(jī)構(gòu)還包括如紅外自動(dòng)門、機(jī)床自動(dòng)保護(hù)光電機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)及檢測(cè)光電機(jī)構(gòu)等，主要是數(shù)據(jù)采集與控制問(wèn)題。四、光電機(jī)構(gòu)如圖，其受光面一般是太陽(yáng)能電池，三個(gè)太陽(yáng)能電池組成三角形，與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)合起來(lái)，太陽(yáng)能電池提供電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的能量，電動(dòng)機(jī)一轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)能電池也跟著旋轉(zhuǎn)，動(dòng)力就由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸輸出。由于受光面連成三角形，所以當(dāng)光的入射方向改變時(shí)，也不影響啟動(dòng)。這樣光電動(dòng)機(jī)就將光能轉(zhuǎn)變成了機(jī)械能。光電動(dòng)機(jī)的原理圖1.光電動(dòng)機(jī)2.光化學(xué)回轉(zhuǎn)活塞式行星馬達(dá)如圖所示是根據(jù)光化學(xué)原理將NO2分子數(shù)的變化轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)構(gòu)——回旋活塞式行星馬達(dá)。用丙烯樹(shù)脂制成的圓筒形容器內(nèi)外周被分隔成三部分作為反應(yīng)室1，室內(nèi)裝NO2。反應(yīng)室1的內(nèi)側(cè)壁上各裝有一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。介質(zhì)受光照射后，由于光化學(xué)作用，NO2的濃度發(fā)生變化而引起反應(yīng)室壓力變化，使活塞2運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)曲軸3。相對(duì)于來(lái)自一個(gè)方向的太陽(yáng)光，轉(zhuǎn)動(dòng)的各反應(yīng)室自動(dòng)的經(jīng)過(guò)照射和背陰的反復(fù)循環(huán)，使曲軸作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。微位移機(jī)構(gòu)通常指工作時(shí)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的工作位移小于毫米級(jí)的機(jī)構(gòu)，其核心是微位移器，通常根據(jù)產(chǎn)生微位移的原理將其分為機(jī)械式和機(jī)電式。這類機(jī)構(gòu)具有極高的靈敏度和精度。五、微位移機(jī)構(gòu)1.組合機(jī)構(gòu)

◆組合機(jī)構(gòu):

指的是用一種機(jī)構(gòu)去約束和影響另一個(gè)多自由度機(jī)構(gòu)所形成的封閉式機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，或者是由幾種基本機(jī)構(gòu)有機(jī)聯(lián)系、互相協(xié)調(diào)和配合所組成的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。◆子機(jī)構(gòu)：指機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中單個(gè)的基本機(jī)構(gòu)?！艚M合機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu):組合機(jī)構(gòu)中自由度大于1的差動(dòng)機(jī)構(gòu)◆組合機(jī)構(gòu)的附加機(jī)構(gòu)：組合機(jī)構(gòu)中自由度為1的基本機(jī)構(gòu)。2.組合機(jī)構(gòu)應(yīng)用

多用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些特殊的運(yùn)動(dòng)軌跡或獲得特殊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此廣泛應(yīng)用于紡織、印刷和輕工業(yè)等機(jī)械中。一、組合機(jī)構(gòu)及應(yīng)用§6-4組合機(jī)構(gòu)串聯(lián)式組合

是指機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中前一級(jí)子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件即為后一級(jí)子機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件。1.串聯(lián)式組合

二、組合機(jī)構(gòu)的常見(jiàn)組合方式子機(jī)構(gòu)Ⅰ子機(jī)構(gòu)Ⅱ輸入輸出2.并聯(lián)式組合

并聯(lián)式組合是指機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，幾個(gè)子機(jī)構(gòu)共用同一個(gè)輸入構(gòu)件，而它們的輸出運(yùn)動(dòng)又同時(shí)輸入給一個(gè)多自由度的子機(jī)構(gòu)，從而形成自由度為1的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。子機(jī)構(gòu)Ⅰ子機(jī)構(gòu)Ⅱ輸入輸出子機(jī)構(gòu)Ⅲ3.反饋式聯(lián)式組合

反饋式聯(lián)式組合是指

機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，多自由度子機(jī)構(gòu)的一個(gè)輸入運(yùn)動(dòng)是通過(guò)單自由度子機(jī)構(gòu)從多自由度子機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件回授的，從而形成自由度為1的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。子機(jī)構(gòu)Ⅰ子機(jī)構(gòu)Ⅱ輸入輸出4.復(fù)合式組合

復(fù)合式組合是指機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，由一個(gè)或幾個(gè)串聯(lián)的基本機(jī)構(gòu)去封閉一個(gè)具有兩個(gè)或多個(gè)自由度的基本機(jī)構(gòu)的組合方式稱為復(fù)合式組合。子機(jī)構(gòu)Ⅰ子機(jī)構(gòu)Ⅱ輸入輸出基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)：自由度為2的連桿機(jī)構(gòu)附加機(jī)構(gòu)：自由度為1的凸輪機(jī)構(gòu)三、組合機(jī)構(gòu)的類型及功能1.凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)組合以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡組合以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡平板印刷機(jī)上的吸紙機(jī)構(gòu)，由自由度為2的五桿機(jī)構(gòu)和兩個(gè)自由度為1的擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)所組成。兩個(gè)盤形凸輪固接再同一個(gè)轉(zhuǎn)軸上?？套?、成形機(jī)構(gòu)，由自由度為2的四桿四移動(dòng)副機(jī)構(gòu)作為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)自由度為1的凸輪機(jī)構(gòu)作為附加機(jī)構(gòu)，經(jīng)并聯(lián)組合而形成的凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)2.凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)組合以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡這是機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)?；A(chǔ)機(jī)構(gòu)為自由度為2的五桿機(jī)構(gòu)，其附加機(jī)構(gòu)為槽凸輪機(jī)構(gòu)。只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，就能使動(dòng)滑塊3按照預(yù)定的復(fù)雜規(guī)律運(yùn)動(dòng)3.凸輪—連桿