曲柄连杆机构(1)

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1、无锡职业技术学院备课纸第二章曲柄连杆机构§2-1机器与机构一、机器1．机器的定义机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的体力和脑力劳动。根据现代机器的分类，可分为动力机器、加工机器（加工成型、使位置发生变化）和信息机器。2．机器的组成机器的种类繁多，其结构和用途各不相同。然而一部完整的机器可归纳为由四大部分组成：1）原动机部分（动力）它是驱动整台机器完成预定功能的动力部分，其作用是把其他形式以能量转换为机械能，以驱动机器各部件。如汽车的发动机。2）执行部分它是机器中直接完成工

2、作任务的组成部分。如汽车的驱动轮。3）传动部分它是将原动机的运动和动力传递给执行部分的中间环节，利用它可以减速、增速、调速、改变转矩以及改变运动形式等，从而满足执行部分的各种要求。如汽车的变速机构、驱动机构、转向机构。4）检控部分它包括检测部分和控制部分，其作用是显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器正常运行和工作。随着机电工业的高速发展，检控部分在机电一体化产品（加工中心、工业机器人、现代汽车）中的地位越来越重要。但对于简单的机器往往只有前三部分组成，有时甚至只有原动机部分和执行部分，如刀泵、排风扇等。3

3、．机器的特征从机器的组成、运动和功能角度来看，各种机器具有以下共同的特征。1）它们是人为的组合体；无锡职业技术学院备课纸2）各实体之间具有确定的相对运动；3）能代替或减轻人类的劳动来完成功能转换、物料变换或信息传递等。凡是同时具有以上三种特征的均称为机器。二、机构如果仅有上述三个特征中前二个特征的组合体，则称为机构。机构的功能是完成传递运动、力或改变运动形式的实体组合。机构是机器的主要组成要素。一台机器可以只有一种机构，也可以由数种机构组成。对于机构，其含义也随着科学技术的发展而有所变化。以前认为机构只能由刚

4、体所组成，现在这一观点已由液体和气体可参与运动的变换而改变。如果机构中除刚体外，液体或气体也参与运动的变换，则该机构相应称为液压机构或气动机构。在工程上，通常以“机械”作为机器和机构的总称三、构件与零件组成机械的各个相对运动的实体称为构件。构件可以是单一的零件，也可由多个零件刚性连接而成，如图2－fo所示的连杆，它由连杆体1、连杆盖3、螺栓2及螺母4等零件固定在一起的具有同一运动的刚性实体。因此构件和零件的区别：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。机械零件又可分为通用零件和专用零件两大类。通用零件是指各种机

5、器常用到的零件，如螺钉、螺母、齿轮、弹簧等；专用零件是指某种机器才用到的零件，如电动机中的转子，内燃机中的曲轴、活塞等。此外，机械中把为完成同一使命、彼此协同工作的一组零件的组合体称为部件，如发动机，减速器，联轴器等。§2-2平面连杆机构机构按其运动空间来份，可分为平面机构（纵向、横向）和空间机构。1．运动副无锡职业技术学院备课纸两构件之间直接接触并能产生相对运动的连接称为运动副。两构件之间的连接通过点、线、面来实现的接触，按接触特性可分为高副和低副。A）低副两构件间是面连接的，转动副或移动副（只能沿轴线方向

6、移动）B）高副两构件间是点、线连接的，1．平面机构简图的绘制1）平面机构简图的概念是为了使问题简化，可不考虑构件和运动副的实际结构，只考虑与运动有关的构件数目、运动副类型及相对位置，用简单线条和规定的符号表示构件和运动副，并按一定比例确定运动副的相对位置及运动有关的尺寸，表明机构的组成和个构件间真实运动关系的简单图形。2）平面机构简图的绘制为了绘制机构运动间图，首先把机构的构造和运动情况分析清楚，要明确三类机构：固定件（称为机架）—机构中支撑活动构件的构件，任何一个机构中必定也只能有一个构件为机架；原动件—机

7、构中作用有驱动力或以知运动规律的构件，一般与机架相连；从动件—机构中除原动件以外的所有活动件。其次，还需要弄清该机构有多少构件组成，各构件间组成何种运动副，然后按规定的符号和一定的比例尺绘图。A）分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件。B）由原动件开始，依次分析构件间的相对运动形式，确定运动副的类型和数目。C）选择适当的试图平面和原动件位置（运动平面）。D）选择适当的比例尺。以发动机中的曲柄滑块为例，说明机构简图的绘制。2．平面机构的自由度1）平面机构自由度计算无锡职业技术学院备课纸A．自由度作为平面运动的

8、构件相对于参考系所具有的独立运动的数目，称为构件的自由度。任何做平面运动的自由构件有三个独立的运动，有三各自由度。B．约束当两构件组成运动副后，他们之间的相对运动受到约束，对相对运动所加的限制称为约束。每加一个约束，自由构件便失去一个自由度。运动副的约束数和约束特点，取决于运动副的特点。平面低副引入两个约束，保留一个自由度；平面高副引入一个约束。保留两个自由度。C）机构自由度的计算机构相对于机架所具