第七章 其他机构其他机构 一、螺旋机构一、螺旋机构1.螺旋机构及其应用螺旋机构及其应用组成：组成：螺杆、螺母、机架。螺杆、螺母、机架。运动特点：运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。向移动。在在v 时时,也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。转动。优点：优点：获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。缺点：缺点：机械效率较低。机械效率较低。应用：应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。调机构等。2.运动分析运动分析导程导程l螺旋转一圈螺旋转一圈(2)，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。螺旋转过任意螺旋转过任意角时，螺母的位移角时，螺母的位移s为：为： s /( r r) =l /(r2)lr r2sr r s=l/(2)螺距螺距p相邻螺纹牙齿同侧齿面之间相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。的距离。两者的关系为：两者的关系为：l = z p，z为螺纹的头数。为螺纹的头数。213将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母A固定，螺母固定，螺母2可可沿轴向移动，且沿轴向移动，且: lAlB当当A、B段螺纹旋向相同时，段螺纹旋向相同时，螺杆螺杆1相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2当差当差(lAlB)很小时，很小时，s将很小。将很小。当当A、B段螺纹旋向相反时，螺母段螺纹旋向相反时，螺母2的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2称为称为复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线机构等。，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线机构等。123这种螺旋机构称为微这种螺旋机构称为微(差差)动螺旋机构，用于测微计（千分尺）、分度机构、动螺旋机构，用于测微计（千分尺）、分度机构、调节机构（镗刀微调机构）中调节机构（镗刀微调机构）中。s1=lA/2螺母螺母2相对于螺杆相对于螺杆1的位移为：的位移为：s21=lB/2螺母螺母2相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为：l l1 1=1.25 mm(=1.25 mm(右右右右) )l l2 2=1 mm(=1 mm(右右右右) )镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构二、万向铰链机构二、万向铰链机构(万向联轴节万向联轴节万向联轴节万向联轴节)作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变的夹角还可以改变。应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。运动分析：运动分析：两轴平均传动比为平均传动比为平均传动比为平均传动比为1 1，但瞬时传动比是瞬时传动比是瞬时传动比是瞬时传动比是动态变化的动态变化的动态变化的动态变化的。在任意位置有：在任意位置有：2 21 121211 12 221211.单万向铰链机构单万向铰链机构结构特点结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架叉形支架叉形支架叉形支架，用铰链与中间的“ “十字形十字形十字形十字形” ”构件构件构件构件相联，“十字形”构件的中心位于两轴交点处，轴轴轴轴间角为间角为间角为间角为 。由图可得：由图可得：2 21 1/cos /cos 2121 21A21A2 2 2 21 121A21A在图示位置时，在图示位置时， 2 2 、1 1 、21A 21A 共面，故可知共面，故可知:21B21B 0 01221A2A1 1B其中其中2121是一个空间矢量，可分解成绕是一个空间矢量，可分解成绕A、B轴旋转的两个分量：轴旋转的两个分量：2121 21A21A 21B21B可知可知2 2 的变化范围为：的变化范围为：在图示位置时，在图示位置时， 2 2 、1 1 、21B 21B 共面，故可知共面，故可知:2121 21B21B21A21A0 02 2 ”2 21 121B21B由图可得：由图可得：”2 21 1cos cos 即：即： 1 1cos cos 2 2 1 1/cos /cos ”2 2 2 2 2 212121 1BBA2安装要求：安装要求：安装要求：安装要求：主动、从动、中间三轴共面；主动、从动、中间三轴共面；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；中间轴两端的叉面应在同一平面内。中间轴两端的叉面应在同一平面内。21C21C2.双万向铰链机构双万向铰链机构为了消除从动轴变速转动的缺点，常将两个单万向为了消除从动轴变速转动的缺点，常将两个单万向铰链机构串联实用，构成双万向铰链机构。铰链机构串联实用，构成双万向铰链机构。等速万向节三、机构的组合三、机构的组合（一）机构的串联组合（一）机构的串联组合将两个或两个以上的单一机构按顺序连接，每一个前置机构将两个或两个以上的单一机构按顺序连接，每一个前置机构的输出运动是其后续机构的输出运动，这样的组合方式称之为机的输出运动是其后续机构的输出运动，这样的组合方式称之为机构的串联组合。构的串联组合。输入输入输出输出01 23 1、构件固接式串联、构件固接式串联 若将前一个机构的输出构件和后一个机构的输入构件固接，若将前一个机构的输出构件和后一个机构的输入构件固接，串联组成一个新的复合机构，这称之为构件固结式串联。串联组成一个新的复合机构，这称之为构件固结式串联。（1）将匀速运动机构作为前置机构与另一机构串联，可以改变）将匀速运动机构作为前置机构与另一机构串联，可以改变输出运动的速度和周期。输出运动的速度和周期。（）将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构（）将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构串联，则可改变机构的速度特性。串联，则可改变机构的速度特性。（）由若干个子机构串联组合可得到传力性能较好的（）由若干个子机构串联组合可得到传力性能较好的机构系统。机构系统。S8745321 6SS = gf( )S = g( )双曲柄机构与六杆机构串联双曲柄机构与六杆机构串联7654321 槽轮机构槽轮机构 与与导杆机构导杆机构 串联串联12345BADM、轨迹点串联、轨迹点串联假若前一个基本机构的输出为平面运动构件上某一假若前一个基本机构的输出为平面运动构件上某一点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，这种连点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，这种连接方式称为接方式称为“轨迹点串联轨迹点串联“。（二）机构的并联组合（二）机构的并联组合 以一个多自由度机构作为基础机构，将一以一个多自由度机构作为基础机构，将一个或几个自由度为的机构（可称为附加机构）个或几个自由度为的机构（可称为附加机构）的输出构件接入基础机构，这种组合方式称为的输出构件接入基础机构，这种组合方式称为并联组合。并联组合。并联组合的几种常见方式：并联组合的几种常见方式：铁板传送机构铁板传送机构1324ADBCE12DA342HABDCH故当故当时时误差校正机构误差校正机构1232III123S1 2 1（三）机构的混接式组合（三）机构的混接式组合 综合运用串联综合运用串联并联组合方式可组成更为并联组合方式可组成更为复杂的机构，此种组合方式称之为机构的混接复杂的机构，此种组合方式称之为机构的混接式组合。式组合。平台印刷机版台传动机构平台印刷机版台传动机构基础机构基础机构：两自由度的齿轮条机构。：两自由度的齿轮条机构。附加机构：双曲柄机构附加机构：双曲柄机构、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构I与与 凸轮机构凸轮机构。输入运动：曲柄的匀速转动。输入运动：曲柄的匀速转动。输出运动：上齿条固结的版台往复运动。输出运动：上齿条固结的版台往复运动。 ADCBDEFABDCEF 版版台台传传动动机机构构平平台台印印刷刷机机（四）基于组合原理的机构设计举例（四）基于组合原理的机构设计举例步骤：步骤：（1）根据机械的工作原理确定执行构件）根据机械的工作原理确定执行构件所要完成的运动；所要完成的运动；（2）将执行构件的运动分解成机构易于）将执行构件的运动分解成机构易于实现的基本运动或动作，分别拟订能完实现的基本运动或动作，分别拟订能完成这些基本运动或构型的方案；成这些基本运动或构型的方案；（3）将上述各机构构型方案按某种组合）将上述各机构构型方案按某种组合方式组成一个新的复合机构。方式组成一个新的复合机构。包装机的推包包装机的推包机构方案设计机构方案设计LSTHC1C2LOB1B2r0270180 （）执行构件的运动要求：执行构件：平进平（）执行构件的运动要求：执行构件：平进平退下降低位平退上升的运动轨迹。平进；退下降低位平退上升的运动轨迹。平进；平退；上升、下降。平退；上升、下降。（ ）方案设计）方案设计 运动分解：水平方向的左右移动上升、下降运动运动分解：水平方向的左右移动上升、下降运动 机构选型：机构选型： 水平方向移动：曲柄滑块机构水平方向移动：曲柄滑块机构OB1C1C来完成；来完成； 上、下运动：摆动从动件移动凸轮机构来完成。上、下运动：摆动从动件移动凸轮机构来完成。 运动协调：为使水平移动和上、下运动协调，对凸轮运动协调：为使水平移动和上、下运动协调，对凸轮机构进行演变，使其既作水平方向移动，又作摆动。机构进行演变，使其既作水平方向移动，又作摆动。 机构组合：机构组合： 以演变后的凸轮机构（具有两个自由度）以演变后的凸轮机构（具有两个自由度）作为基础机构，采用并联组合方式，将两套曲柄滑快机作为基础机构，采用并联组合方式，将两套曲柄滑快机构（其原动件相位不同）和移动从动件凸轮机构组成推构（其原动件相位不同）和移动从动件凸轮机构组成推包机构。包机构。