理论教育 滑块四杆机构优化设计

滑块四杆机构优化设计

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:含有移动副的四杆机构,称为滑块四杆机构,简称滑块机构。滑块四杆机构按机构含有的滑块数目进行分类,可分为单滑块机构和双滑块机构。图5-28自动送料机构运动简图图5-29手动冲孔钳机构运动简图2.导杆机构导杆机构是指连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构。

滑块四杆机构优化设计

含有移动副的四杆机构,称为滑块四杆机构,简称滑块机构。滑块四杆机构按机构含有的滑块数目进行分类,可分为单滑块机构和双滑块机构。常用滑块四杆机构主要有曲柄滑块机构、导杆机构、摇杆滑块机构、曲柄摇块机构等。

1.曲柄滑块机构

由曲柄、连杆、滑块和机架组成的机构称为曲柄滑块机构。如图5-27所示,如果曲柄滑块机构中的滑块移动导路中心通过曲柄转动中心,则该机构称为对心曲柄滑块机构;如果曲柄滑块机构中的滑块移动导路中心不通过曲柄转动中心,并与曲柄转动中心有偏心距e存在,则该机构称为偏置曲柄滑块机构。

图5-27 对心与偏置曲柄滑块机构运动简图

(a)对心曲柄滑块机构 (b)偏置曲柄滑块机构
1-曲柄;2-连杆;3-滑块;4-机架

曲柄滑块机构的功能是:将主动滑块的往复直线运动,经连杆转换为从动曲柄的连续转动,它广泛应用于内燃机中。另外,在曲柄滑块机构中,也可将主动曲柄的连续转动经连杆转变为从动滑块的往复直线运动,它广泛应用于冲压机、往复式气体压缩机、往复式液体泵、自动送料机(见图5-28)、手动冲孔钳(见图5-29)等机械中。

图5-28 自动送料机构运动简图

图5-29 手动冲孔钳机构运动简图

2.导杆机构

导杆机构是指连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构。导杆机构包括曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。如图5-30所示,在曲柄滑块机构中,如果l1≤l2,将构件1作为机架,构件2作为原动件,则当构件2做圆周转动时,构件3(滑块)沿连架杆(又称为导杆)移动并作平面运动,导杆4将做整周回转运动,该机构称为曲柄转动导杆机构。曲柄转动导杆机构的功能是:将曲柄的匀角速度运动转换为导杆的变角速度运动。例如,简易刨床的主运动机构就利用了曲柄转动导杆机构,如图5-31所示。

图5-30 曲柄转动导杆机构

图5-31 简易刨床的主运动机构运动简图(www.daowen.com)

如图5-32所示,在曲柄滑块机构中,如果l1>l2,将构件1作为机架,构件2作为原动件,则当构件2做圆周转动时,构件3(滑块)沿连架杆(又称为导杆)移动并做平面运动,导杆4将做往复摆动运动,该机构称为曲柄摆动导杆机构。曲柄摆动导杆机构的功能是:将曲柄的圆周运动转换为导杆的往复摆动。例如,插床、牛头刨床的主运动机构就利用了曲柄摆动导杆机构,如图5-33所示。

图5-32 曲柄摆动导杆机构

图5-33 牛头刨床的主运动机构运动简图

3.摇杆滑块机构

如图5-34所示,在曲柄滑块机构中,如果仅将滑块作为机架,BC杆作为绕铰链C摆动的摇杆,AC杆在滑块中作往复移动,则该机构称为摇杆滑块机构(或称定块机构)。摇杆滑块机构的功能是:将连杆的往复摆动转换为导杆的往复移动。例如,手压抽水机机构就利用了摇杆滑块机构,如图5-35所示。

图5-34 摇杆滑块机构

图5-35 手压抽水机机构运动简图

4.曲柄摇块机构

如图5-36所示,在曲柄滑块机构中,如果将连杆BC作为机架,曲柄AB做整周转动,滑块只能绕铰链C摆动,导杆AC杆在滑块中做往复摆动,则该机构称为曲柄摇块机构(或称摇块机构)。曲柄摇块机构的功能是:将曲柄的整周转动(或往复摆动)转换为滑块的往复摆动。例如,自卸汽车的翻斗机构就利用了曲柄摇块机构,如图5-37所示。

图5-36 曲柄摇块机构

图5-37 自卸汽车翻斗机构运动简图

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