【知识目标】

1.组合机构的基本机构类型。

2.组合机构的组合原理。

【技能目标】

1.能运用机构组合原理,设计简单的平面组合机构。

2.能根据所设计的机构运动方案,正确拼装并调试出符合要求的机构。

2.4.1　实验设备

①平面机构创新实验台。

②绘图工具。

③扳手、螺丝刀、钳子、钢尺。

2.4.2　实验内容

①学习组合机构创新的基本原理。

②自主设计组合机构的运动方案。

③根据所设计的机构运动方案,拼装和调试机构。

④确定构件尺寸,并绘制机构运动简图。

2.4.3　实验原理

(1)机构创新的概念和流程

机构创新设计是指充分发挥设计者的创造能力,利用人类已有的相关科学技术成果(理论、方法、技术和原理等),进行创新构思,设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构的一种实践活动。

机构创新的目的是由所要求的功能出发,改进、完善现有机构或创造发明新的机构实现预期的功能,并使其具有更好的工作品质和经济特性。

机械创新设计的一般流程如图2.14 所示。机构创新一般分为以下4 个阶段:

第一个阶段,确定机械的基本工作原理。其间可能涉及机械学对象的不同层次、不同类型的机构组合,或不同学科知识、技术的问题。

第二个阶段,机构结构类型的综合及其优选。优选的结构类型对机械整体性能和经济性具有重大影响,在优选过程中往往创造出新的机构。结构类型综合及其优选是机械设计过程中最富有创造性、最具有活力的阶段,也是十分复杂和困难的事情。

第三个阶段,机构运动尺寸综合及其运动参数选择。其难点在于求得非线性方程组的完全解,为优选方案提供了较大的空间。随着优化法、代数消元法等数学方法引入机构学研究中,这个问题有了突破性进展。

第四个阶段,机构动力学参数综合及其动力参数优选。其难点在于动力参数量大,参数值变化域广的多维非线性动力学方程组的求解。

图2.14　机械创新设计的一般流程

(2)机构创新设计的原理

1)机构组合原理与创新

机构的组合原理是指将几个基本机构按一定的原则或规律组合成一个复杂的机构。这个复杂的机构一般有两种形式:一种是集中基本的机构融合成性能更加完善、运动形式更加多样的新机构;另一种是几种基本机构组合在一起,组合体的各基本机构同时保持各自的特性,但需要各机构的运动和动作协调配合,以实现组合的目的。

机构的组合方式可分为以下4 种:

①串联式机构组合

串联式机构组合是指若干单自由度的基本机构A,B,C,…顺序串联,每一个前置机构的输出运动是后置机构的输入,联接点设置在前置机构中作简单运动的与机架相联的构件上,这种联接称为Ⅰ型串联;联接点设置在前置机构中作平面复杂运动的构件上(非连架杆),称为Ⅱ型串联,如图2.15 所示。

图2.15　串联式机构组合

推荐的串联组合方法有以下种类:

A.前置子机构为连杆机构

连杆机构的输出构件一般为连架杆。它能实现往复摆动、往复移动和变速转动输出,可产生急回效果。常采用的后置机构有:

a.连杆机构。连杆机构可利用变速转动的输入获得等速转动的输出,还可利用杠杆原理,确定合适的铰接位置,在不减小机构传动角的情况下实现增程和增力的作用。

b.凸轮机构。可获得变速转动、移动的凸轮,使后置子机构的从动件获得更多的运动规律。

c.齿轮机构。利用摆动或移动输入,获得齿轮的大幅度摆动或齿条的大行程移动,还可利用变速转动的输入进一步通过后置的齿轮机构进行增速或减速。

d.槽轮机构。利用变速转动输入,减小槽轮转位的速度波动。

e.棘轮机构。利用往复摆动或移动拨动棘轮间歇转动。

连杆机构的输出构件还可以是平面复合运动的连杆,它能实现平面复合运动轨迹输出。这种串联的特点是利用连杆上的某些点的特殊轨迹(直线、圆弧、“8”字自交曲线等),使后置子机构的输出构件获得某些特殊的运动规律,如停歇、行程重复等。对于Ⅱ型串联,后置子机构常采用连杆机构,从而组合成多杆机构,也可采用其他类型基本机构作为后置子机构,从而获得理想的创新效果。

B.前置子机构为凸轮机构

凸轮机构作为前置子机构时,优点是能输出任意运动规律的移动或摆动,缺点是行程太小。后置子机构利用凸轮机构输出的运动规律改善其运动特性,或使其运动行程增大。后置子机构可以是连杆机构、齿轮机构、槽轮机构或凸轮机构等。

C.前置子机构为齿轮机构

齿轮机构的基本型作为前置子机构,输出转动或移动,后置子机构可以是各种类型的基本机构,如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构等,可获得各种减速、增速以及其他的功能。

此外,前置子机构还可以是非圆齿轮机构、槽轮机构等。

②并联式机构组合

两个或多个基本机构并列布置,称为机构并联组合。每个基本机构具有各自的输入构件,而具有共同的输出构件,称作Ⅰ型并联;各个基本机构具有共同的输入和输出构件,称为Ⅱ型并联;各个基本机构具有共同的输入构件,却具有各自的输出构件,称为Ⅲ型并联,如图2.16所示。

图2.16　并联机构组合

并联机构组合的特点是:两个子机构并列布置,并行传递运动。如果按输出运动特性分类,又可分为简单型和复杂型。简单型要求并联的两个子机构类型、形状和尺寸完全相同,并且对称布置。它主要用于改善机构的受力状态、动力特性、自身的动平衡以及解决机构运动中的死点问题和输出运动的可靠性等问题。并联的两个子机构常采用连杆机构或齿轮机构,它们共同的输入或输出构件一般是两个子机构共同具有的同一个构件,输出或输入运动的性质是简单的移动、转动或摆动。

复杂型并联机构输出复杂的、合成的运动,或者是两个简单的但要求协调配合的运动。并联的两个子机构可以是不同类型的基本机构或同一类型但具有不同结构尺寸的基本机构,也可以是经过串联组合的机构。这种并联形式主要用于实现复杂的运动或动作,它的输出形式一般是按功能要求而设定,如果是用于运动的合成,则一个子机构的输出构件是连架杆,输出简单运动;而另一个子机构的构件与前一个子机构的输出构件通过运动副联接,使其按预定的要求实现复杂运动的输出。

Ⅰ型并联式组合相当于运动的合成,其主要功能是对输出构件运动形式的补充、加强和改善。Ⅱ型并联式组合是将一个运动分解为两个运动,再将这两个运动合成为一个运动输出,其主要功能与Ⅰ型并联组合类似,也能改善输出构件的运动形式和轨迹,同时还可改善机构的受力状态,获得机构动平衡。Ⅲ型并联式组合是将一个运动分解为两个输出运动,其主要功能是实现两个运动输出,而这两个运动又相互配合,可完成较复杂的运动,满足复杂的工艺要求。

③复合式机构组合

一个具有两个自由度的基础机构A 和附加机构B 并联在一起可组合成复合式组合机构。基础机构的两个输入运动:一个来自机构的主动构件,另一个来自机构的附加机构。附加机构的输入有两种情况,如图2.17(a)、(b)所示。

图2.17　复合式机构组合

复合式机构组合一般是不同类型的基本机构组合,并且各种基本机构有机地融合为一体,成为一种新机构,如齿轮连杆机构、凸轮连杆机构等。其主要功能是可输出任意运动规律,如有规律的停歇、逆转、加速、减速、前进及倒退等。复合式机构组合的基础机构多为二自由度机构,如差动齿轮机构、五连杆机构或空间运动副的空间运动机构;附加机构为各种基本机构,如单自由度的连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等。

④叠加式机构组合

将一个机构安装在另一个机构的某个运动构件上的组合形式,称为叠加式机构组合。其输出的运动是若干个机构输出运动的合成。这种组合的运动关系有两种情况:一种是各机构的运动关系是相互独立的,称为运动独立式,常见于各种机械手;另一种则是各机构之间的运动有一定的相互影响,称为运动相关式,如摇头电风扇的传动机构。如图2.18 所示为叠加式机构组合的运动传递框图,在此基础上还可继续叠加C,D 等一系列机构。

图2.18　叠加式机构组合

叠加式机构组合主要能实现特定的输出,完成复杂的运动。设计时的主要问题是根据所要求的运动和动作如何选择各个子机构的类型和解决输入运动的控制。通常把各个子机构设计成单自由度,使其运动的输入输出形式简单,达到容易控制的目的。本着这样的原则,针对不同的运动要求,常用的子机构为:

a.实现水平位移常选择移动式油缸或气缸,齿轮齿条机构,或者履带传动等。

b.实现垂直移动常选移动式油缸、气缸、X 形连杆机构,或螺旋机构实现升降。

c.实现转动常采用齿轮机构,带、链等挠性传动机构。

d.实现平动常用平行四边形导引机构。

e.实现伸缩、俯仰、摆动,常选择摆动油缸或曲柄摇块机构。

2)机构组合创新实例

例2.1　槽轮机构常用于转位和分度机械装置中,但它的运动和动力特性不是很理想,尤其在槽轮槽数较少的外槽轮机构中,其角速度和角加速度的波动均达到很大数值,造成工作台转位不稳定。为改善这种情况,采用双曲柄与槽轮机构串联组合方式,对双曲柄机构进行尺寸综合时,要求摇杆(从动曲柄)E 点的速度变化能中和槽轮的转速突变,使槽轮能近似等速转动。机构简图和槽轮速度曲线如图2.19 和图2.20 所示。

图2.19　双曲柄机构和槽轮机构的串联组合

1—曲柄;2—连杆;3—摇杆(从动曲柄);4—槽轮

例2.2　如图2.21 所示为牛头刨床导杆机构。其前置机构ABD 为转动导杆机构,输出杆BE 作非匀速转动,从而使滑块7 实现近似匀速往复运动,曲柄1 为主动件,绕固定铰链A 匀速转动,使该机构的从动件3 输出非匀速转动。六杆构件BCDEFG 为后置子机构,主动构件为曲柄BE,即前置子机构的输出构件3,因构件3 输入的是非匀速转动,故中和了后续机构的转速变化,故当曲柄1 匀速转动时,滑块7 在某段区间内能实现近似匀速往复移动。

图2.20　槽轮角速度变化曲线

图2.21　牛头刨床导杆机构

1—曲柄AD;2—滑块2;3—导杆BD;4—摇杆CF;5—滑块5;6—连杆GF;7—滑块7

例2.3　如图2.22 所示为具有停歇功能的六杆机构。在前置机构ABCD 中,连杆2 上E点的轨迹有一段近似直线(如图中虚线所示)。以点F 为转动中心的导杆6,其导向槽与E 点轨迹的近似直线段重合,当E 点沿直线部分运动时导杆停歇。

例2.4　如图2.23 所示为六杆机构。在一个循环内,滑块6 可实现两个不同的行程。在前置机构ABCD 中,连杆2 上E 点的轨迹是一个自交横向8 字形的曲线,如图示的虚线。与连杆2 铰接在E 点的连杆5 又和沿固定导轨移动的滑块6 在F 点铰接。这样,曲柄AB 回转一周,滑块6 可往复移动两次。

图2.22　具有停歇功能的六杆机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆CD;4—机架;5—滑块;6—导杆

图2.23　实现从动件双行程的六杆机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆CD;4—机架;5—连杆EF;6—滑块

例2.5　如图2.24 所示为V 形发动机的双曲柄滑块机构。它是典型的Ⅰ型并联机构,两气缸V 形布置,它们的轴线通过双曲柄1 的回转中心,当分别向两个活塞输入运动时,则曲柄1 可实现无死点的定轴回转运动,并且具有良好的平衡、减振作用。

例2.6　如图2.25 所示为缝纫机针杆机构。它是可实现从动件作复杂平面运动的二自由度机构,由凸轮机构和曲柄滑块机构并联组合而成,原动件分别为曲柄1 和凸轮5,从动件是针杆3。针杆3 可实现上下往复移动和摆动的复杂平面运动。若想改变摆角,可通过调整偏心凸轮的偏心距来实现。

例2.7　如图2.26 所示为钉扣机针杆传动机构。它由曲柄滑块机构ABCD 和摆动导杆机构EFG 并联组合而成,原动件分别是曲柄1 和曲柄6,从动件是针杆。当给曲柄1 和曲柄6 输入不同的运动时,整个机构可实现平面复杂运动,完成钉扣的预定动作。

图2.24　V 形双缸发动机

1—双曲柄AB-AD;2—连杆BC;3—滑块3;4—机架;5—连杆DE;6—滑块6

图2.25　缝纫机针杆运动机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—针杆;4—机架;5—凸轮;6—摇杆DF;7—滚子

图2.26　钉扣机针杆传动

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—针杆;4—导杆;5—滑块;6—曲柄EF

例2.8　如图2.27 所示为丝织机的开口机构。它由曲柄摇杆机构ABCD 和两个摇杆滑块机构GEFH 组成。当曲柄1 转动时,通过摇杆3 带动两个摇杆滑块机构运动,使滑块6,7 实现上下移动,从而完成丝织机的开口动作。

图2.27　丝织机开口机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆;4—连杆EG;5—连杆FH;6—滑块6;7—滑块7;8—机架

2.4.4　实验设备功能与组装说明

(1)机架与主要零部件

实验台配有各种元件,联接用的螺钉、螺母、垫圈、键等。主要元件及其功能见表2.7。

表2.7　主要零部件及其功能表

续表

续表

续表

(2)主要部件的拼装

1)滑板的组装(www.daowen.com)

如图2.28 所示,滑板可在机架上下滑动调节其位置。当其位置调节适当后,将沉头螺钉拧紧,滑板和滑板压板即可将机架夹紧。

图2.28　滑板的安装

2)转动副的组装

如图2.29 所示,将从动铰链的扁螺纹穿入连杆的槽中,另一端用铰链螺母锁紧;或将铰链螺钉的扁螺纹穿入连杆的槽中,另一端用从动铰链的螺母锁紧,即可组装出一个转动副;以此类推,可组装出多副杆件,如图2.30 所示。

图2.29　转动副的组装

图2.30　含有共线三铰链的杆件的组装

3)滑动副的拼装

如图2.31 所示,将连杆一端穿入偏置滑块或带铰滑块的滑槽中,滑块即可在连杆上自由滑动,这样就组装成了滑动副。

图2.31　移动副的组装

4)连杆的铰接

如图2.32 所示,将两连杆铰接时需要用到从动铰链、铰链螺母和铰链螺钉。首先将从动铰链在连杆适当的位置上用铰链螺母锁紧,然后用铰链螺钉将另一连杆锁紧在铰链螺母上,这样就可在两连杆间形成一个铰链。当需要在多根连杆间组装出复合铰链时,可参照如图2.33所示的方法。

图2.32　两连杆的铰接

图2.33　三连杆的复合铰链

5)滑块与连杆的组装

如图2.34 所示,当需要在两连杆间组装出滑动副和转动副时,就需要用到图示构件。其中,如果转动副和滑动副共线,则可用带铰滑块;否则,就用偏置滑块,用一个从动铰链将偏置滑块和连杆铰接起来。

图2.34　滑块与连杆的组装

6)齿条组件和带铰滑块与连杆的组装

如图2.35 所示,首先将两带铰滑块组装在一连杆上,然后将齿条组件上的螺钉拧紧,使其和两带铰滑块固联在一起,这样齿条组件就可在连杆上自由滑动。

图2.35　齿条组件与滑块和连杆的组装

7)凸轮机构的组装

凸轮机构的组装分为两部分:凸轮的组装和推杆的组装。凸轮的组装如图2.36 所示。首先将一主动铰链锁紧在滑块上,然后根据凸轮在铰链转动轴上的位置选择垫套的数目调节凸轮轴向位置,最后用垫圈和螺钉将凸轮锁紧。这样,凸轮就可在主动铰链上自由转动了。如果凸轮不是主动件,可将主动铰链更换为相同大小的固定铰链。

图2.36　凸轮的组装

推杆的组装如图2.37 所示。当需要直动平底推杆时,将凸轮平底与连杆用铰链螺钉和铰链螺母固联,如图2.37(a)所示;当需要直动滚子推杆时,将凸轮滚子与连杆用铰链螺母锁紧,如图2.37(b)所示;当需要摆动滚子推杆时,首先将凸轮滚子用铰链螺母与连杆锁紧,然后再铰接一个从动铰链上去即可,如图2.37(c)所示。

图2.37　凸轮机构的组装

8)齿轮的组装

齿轮的组装与凸轮的组装类似,如图2.38 所示。

图2.38　齿轮的组装

9)曲柄的组装

如图2.39 所示,当组装的机构中需要绕定轴转动的曲柄时,可用曲柄杆、铰接螺钉和从动铰链、连杆进行组装。将连杆一端装入曲柄杆一端的卡槽里,然后用铰链螺钉进行固定,再将从动铰链用铰链螺钉固定在适当的地方,则可组装出一定长度的曲柄。

图2.39　曲柄的组装

10)杆件的搭接

如图2.40 所示,当组装机构时所需要的L 形连杆时,就需要连杆接头来组装出L 形连杆。连杆接头有多种类型,选择不同的接头可组装出不同的L 形连杆。如图2.40(a)所示,组装出两端都带铰链的连杆,连杆接头可用A 型杆接头。当需要直角顶点带铰的L 形连杆时,杆接头可用LT 形杆接头,如图2.40(b)所示。当需要十字形或T 字形连杆时,杆接头可用T 形杆接头,如图2.40(c)所示。

11)角度板的组装

当组装机构时所需要的连杆不是L 形连杆而是呈一定角度时,就需要用到角度板来进行组装。如图2.41 所示,将两连杆摆放到所需的角度时,用六角螺钉和螺母锁紧;如角度板上带铰链,则需要用垫块将从动铰链垫高。

12)套筒轴的安装

当组装齿轮时,如果用主动铰链或固定铰链对齿轮定位时不能满足中心距的要求,此时可采用套筒轴来方便地调节中心距。安装时,首先用支承螺钉调节作为机架的连杆的位置,然后用六角螺钉将连杆固定,再将套筒轴用铰链螺母锁紧在连杆上,最后将齿轮和垫套装在套筒轴上用垫片和螺钉固定即可,如图2.42 所示。

图2.40　杆件的搭接

图2.41　带铰链的角度板的组装

图2.42　套筒轴的安装

13)隔层两构件的铰链联接

在组装机构时,虽然组装的是平面机构,但是实际的构件确是空间的,为了不发生构件间的干涉,因此,组装时一定要注意构件间的空间位置,尽量让构件间相互平行。有时,为了错开空间位置,需要将两构件间的距离增大,此时就需要用支承螺钉和垫块来调节两构件间的平行距离,如图2.43 所示。

图2.43　隔层两构件的铰链联接

14)机构组装示例

以如图2.45 所示的机构为例来说明组合机构的组装过程。如图2.44(a)所示,首先将一齿数为60 的齿轮3 用主动铰链固定在滑板上,然后再将另一齿数为40 的齿轮1 用主动铰链固定在另一滑板上,并调节两滑板的位置,使两齿轮能正常啮合并能自由转动。将齿轮1 组装好以后,再在主动铰链上装上一凸轮2 并用垫圈和螺钉锁紧形成图2.45 中的构件1,如图2.44(b)所示。接下来,再组装凸轮机构的直动滚子推杆16,考虑推杆16 的受力因素,此处用了两个偏置滑块11 来组装推杆的移动固定导路。同时,考虑推杆的空间位置,每个偏置滑块处用了两个4 号支承螺钉10 来调节其位置,位置调整好以后用两个六角螺钉将偏置滑块锁紧。推杆组装时,可组装成对心式的和偏置式的,调节相应滑板的上下位置即可,如图2.44(c)所示。上述步骤完成后,再组装图2.44 的构件4,首先将一固定铰链固联在对应的滑板上,然后依次装好齿数为40 的齿轮4 和一定长度的曲柄5 并用垫圈和螺钉锁紧,同时调节滑板的上下位置,使齿轮4 能和齿轮3 正常啮合后锁紧滑板,如图2.44(d)所示。组装图2.45构件6 时,同样用固定铰链14 将摆杆7 铰接在滑板上并上下调节滑板的位置,要注意的是,摆杆7 的位置一定要平行于曲柄5 并且在空间上不得互相干涉,因此用了一个垫块15 将固定铰链垫起来,同时用了两个垫套13 将摆杆7 也垫起来,如图2.44(e)所示。组装图2.45 构件8时,有两种组装方式:一是将滑块11 与机架17 固定形成固定导路,将连杆插入其中形成滑杆;二是将连杆与机架固定形成固定导路,将带铰滑块套在连杆上形成滑块。到底采用哪种方式,需要根据具体的组装情况来定。图2.44(f)采用第一种组装方式,在确定偏置滑块位置时,必须要保证滑杆要平行于摆杆7,否则会产生很大的运动阻力甚至导致机构卡死。将构件8 组装好后,最后在构件8 和摆杆7 间铰接一长度适当的连杆8,如图2.44(g)所示。到此,整个机构就组合安装完毕,则可转动齿轮3,确认整个机构运动轻畅,运动阻力较小,各构件间没有运动干涉现象。

图2.44　组合机构组装示例

1—齿轮1(z=40);2—凸轮;3—齿轮3(z=60);4—齿轮2(z=40);5—曲柄杆;6—带铁滑块;7—摇杆;8—连杆;9—导杆;10—支承螺钉;11—偏置滑块;12—主动铰链;13—垫套;14—固定铰链;15—垫块;16—推杆;17—机架

图2.45　导杆摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构

1—构件1(凸轮+齿轮);2—推杆;3,4—齿轮;5—滑块;6—摆杆;7—连杆;8—滑块;9—机架

2.4.5　实验步骤

①根据机构运动方案创新的基本原理,自行设计机构运动方案,并计算其自由度。

②先在实验台上初步组装机构,拟订构件分层方案。其目的是:一方面使各个构件在相互平行的平面内运动,另一方面避免各个构件、运动副之间发生运动干涉。

③按照分层方案,把构件从最内层开始依次组装到机架上。

④用手转动或移动原动件,观察整个机构各个连杆、运动副的运动,确认连杆、运动副之间无干涉后,再将机构与电机联接。

⑤检查无误后,启动电机。

⑥观察整个机构的运动情况,对所组装的机构工作情况、运动学及动力学作出定性的分析和评价。一般包括以下方面:

a.有无“憋劲”现象。

b.机构运动是否连续。

c.最小(或最大)传动角是否超过其许用值,从动件的运动轨迹是否超过工作行程。

d.机构运动过程中是否产生冲击。

e.机构是否灵活、可靠地按照设计要求运动。

f.自由度大于1 的机构,原动件是否能使整个机构实现良好的协调动作。

g.原动件的选取是否合理。

⑦测量各运动副间的相对尺寸,绘制机构运动简图。

⑧经指导教师点评后,拆卸、还原零部件,实验结束。

2.4.6　参考平面机构运动方案

(1)导杆摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构

如图2.45 所示,整个机构由齿轮4 带动,冲压部分由构件4,5,6,7,8 组成,送料机构由凸轮1、推杆2 组成。通过调整凸轮轮廓曲线,可改变冲压运动与送料运动之间的配合。

(2)自动车床送料及进刀凸轮连杆机构

如图2.46 所示,由平底直动盘状凸轮机构与连杆机构组成。当凸轮1 转动时,推杆2 往复移动,通过连杆3 与摆杆4 及滑块5 带动从动件6(推料杆)作周期性往复直线运动。

图2.46　自动车床送料及进刀凸轮连杆机构

1—凸轮;2—推杆;3—连杆;4—摆杆;5—滑块;6—从动件

(3)单侧停歇的移动机构

如图2.47 所示的机构由六杆机构ABCDEFG 和曲柄滑块机构GFH 串联组合而成。连杆2 上E 点的轨迹在E1EE2 段近似为圆弧,圆弧中心为F。六杆机构的从动杆4 为机构GFH 的主动件。当E 点轨迹处于圆弧上时,连杆3 绕F 点摆动,摇杆4 停止摆动,滑块7 处于停止阶段;当E 点轨迹不在圆弧上时,摇杆4 摆动,从而带动滑块7 运动。

图2.47　单侧停歇的移动机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—连杆EF;4—从动杆GF;5—连杆FH;6—摇杆CD;7—滑块;8—机架

(4)双侧停歇的六杆机构

如图2.48 所示的六杆机构,当连杆2 上E 点在圆弧α—α 上运动时,铰链F 是圆弧的圆心,所以铰链F 的位置不会改变,摇杆5 就不会摆动。同理,当连杆2 上E 点在圆弧上运动时,摇杆5 也不会摆动,从而在圆弧,段实现了机构双侧停歇。

图2.48　双侧停歇的六杆机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆CD;4—连杆EF;5—摇杆FG;6—机架

(5)行程放大机构

如图2.49 所示的机构由曲柄摇杆机构ABCD 和导杆滑块机构DEF 串联组成。该机构在较小的曲柄长度下能实现滑杆6 的大行程往复移动,可用于梳毛机堆毛板的传动机构。如果直接采用曲柄滑块机构,则滑块的行程会受到曲柄长度的限制。

(6)摆角放大机构

如图2.50 所示的六杆机构ABCDEF,当曲柄1 转动时,通过连杆2 使摇杆3 作一定角度的摆动,从而带动摇杆5 摆动,使机构输出的摆动幅度增大,这种机构可以应用于缝纫机的摆梭机构。

图2.49　行程放大机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆CD;4—机架;5—滑块;6—滑杆

图2.50　双摆杆摆角放大机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆CD;4—滑块;5—摇杆EF

(7)送纸机构

如图2.51 所示为平板印刷机的送纸机构。当双联凸轮1 转动时,通过连杆机构使固联在连杆3 上的吸嘴沿轨迹n—n 运动,完成将纸吸起和送进的运动。

图2.51　送纸机构

1—双联凸轮;2—摆杆BC;3—连杆CD;4—连杆DE;5—摆杆EF

(8)停歇机构

如图2.52 所示,该机构主动件曲柄1 旋转,通过曲柄摇杆机构1—2—3—4,使与连杆2 相连的滑块5 运动,从而使导杆6 摆动。连杆2 上E 点的轨迹e 有一段近似直线e1—e2。在该段轨迹上,滑块5 在导杆6 上滑动,从而使导杆实现单侧近似停歇。

图2.52　停歇机构

1—曲柄AB;2—连杆BC;3—摇杆CD;4—机架;5—滑块;6—导杆

2.4.7　思考题

①组合机构有哪些组合原理?每种组合原理的特点是什么?

②机构在安装时应注意什么?