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1原理赏析类

发布时间:2020-07-23 01:39

  原理赏析类题目 1、 图 1 所示为压力机及其运动简图, 由图 1 可知, 该机构是由偏心轮 1、齿轮 1′、 杆件 2、 3、 4、 滚子 5、 槽凸轮 6、 齿轮 6′、 滑块 7、 压杆 8 和机座 9 所组成。 其中齿轮 1′和偏心轮 1 固结在同一转轴 O1上; 齿轮 6′和槽凸轮 6 固结在同一转轴 O2上。 因此该机构系统由 9 个构件所组成。 机构系统的运动由偏心轮 1 输入, 分两路传递: 一路经杆件 2 和 3 传至杆件4; 另一路由齿轮 1′经齿轮 6′、 槽凸轮 6、 滚子 5 传至杆件 4。 两路运动经杆件 4合成, 再经滑块 7 传至压杆 8, 使压头作上下移动, 实现冲压要求。 图 1 压力...

  原理赏析类题目 1、 图 1 所示为压力机及其运动简图, 由图 1 可知, 该机构是由偏心轮 1、齿轮 1、 杆件 2、 3、 4、 滚子 5、 槽凸轮 6、 齿轮 6、 滑块 7、 压杆 8 和机座 9 所组成。 其中齿轮 1和偏心轮 1 固结在同一转轴 O1上; 齿轮 6和槽凸轮 6 固结在同一转轴 O2上。 因此该机构系统由 9 个构件所组成。 机构系统的运动由偏心轮 1 输入, 分两路传递: 一路经杆件 2 和 3 传至杆件4; 另一路由齿轮 1经齿轮 6、 槽凸轮 6、 滚子 5 传至杆件 4。 两路运动经杆件 4合成, 再经滑块 7 传至压杆 8, 使压头作上下移动, 实现冲压要求。 图 1 压力机及其运动简图 2、 图 2 中所示的四杆机构为草坪洒水器的驱动连杆机构, 它可以通过调整夹紧螺钉改变其输出件的长度和角度, 进而使洒水头实现不同的摆角。 这种可调式连杆机构可以改变其输出件与输入件之间的函数关系, 属于函数生成机构。 图 2 函数生成机构 3、 图 3 所示为棘轮机构, 典型的棘轮机构主要由摇杆 1、 棘爪(pawl) 2、棘轮(ratchet) 3、 止动爪 4 和机架 5 组成, 而弹簧作为缓冲附件用来保证止动爪与棘轮保持接触。 摇杆 1 为输入构件, 棘轮 3 为输出构件。 当摇杆 1 逆时针摆 动时, 铰接在杆上的棘爪 2 插入棘轮 3 的齿内, 使棘轮 3 同时转过一定角度。 当摇杆顺时针摆动时, 棘爪在棘轮的齿上滑过, 棘轮静止不动。 这样, 当摇杆作连续往复摆动时, 棘轮便得到单向的间歇转动。 图 3 齿爪式棘轮机构 4、 槽轮机构也是机械中常见的间歇运动机构之一。 图 4 所示为基本型式槽轮机构的简图。 它由带若干直线沟槽的槽轮(geneva wheel) 和带有圆柱销的拨盘及机架组成。 拨盘为原动件, 一般作等速转动。 槽轮为从动件, 作单向间歇转动。 当圆柱销进入径向槽时, 槽轮转动; 当圆柱销退出径向槽时, 槽轮静止不动。 图 4 槽轮机构 5、 图 5 所示为一螺旋压力机。 螺杆左右两段分别与螺母组成旋向相反、 导程相同的螺旋副。 当转动螺杆时, 螺母很快地相对靠近, 再通过连杆使压板向下运动以压紧物件。 图 5 螺旋压力机 6、 万向联轴节是传递两相交轴转动的机构, 实际上该机构属于空间球面四杆机构。 图 6 所示为单万向联轴节, 两轴交角为, 当主动轴 1 转一周时, 从动轴 2 也随之转一周, 但在一个周期内两轴的瞬时角速度并不总是相等。 图 6 单万向联轴节 7、 绘制图 7 所示手摇打气筒的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 7 手摇打气筒 8、 绘制图 8 所示汽车发动机罩壳的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 8 汽车发动机罩壳 9、 绘制图 9 所示泵的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 234BOA1 图 9 泵 10、 绘制图 10 所示手动冲孔机的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 10 手动冲孔机 11、 绘制图 11 所示颚式破碎机的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 11 颚式破碎机 12、 绘制图 12 所示偏心轮传动机构的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 12 偏心轮传动机构 13、 绘制图 13 所示水泵机构的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 13 水泵 14、 绘制图 14 所示折叠椅的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 14 折叠椅 15、 绘制图 15 所示开关窗机构的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 15 开关窗机构 16、 绘制图 16 所示夹钳的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 16 夹钳 17、 绘制图 17 所示的剪刀式千斤顶的运动简图(无精确尺寸的比例要求)。 图 17 剪刀式千斤顶 18、 图 18 所示为一种简易冲床, 其工作原理为: 动力由齿轮 1 输入, 带动同轴上的凸轮 2, 推动杆 3, 从而使推杆 4(冲头) 上下移动以达到冲压的目的。试绘制其运动简图, 并判断该机构能否实现预期功能, 如果不能给出修改方案。 图 18 简易冲床 19、 图 19 所示为一种摆动式油泵, 其工作原理为: 原动件 AB 连续回转,通过构件 2 带动摇块 3 摆动, 完成交替地进油、 出油功能。 试绘制其运动简图。 图 19 摆动式油泵 20、 图 20 所示为一种小行程压床, 其工作原理为: 偏心轮 1 为原动件, 通过构件 2 带动构件 3 沿机架的导轨上下移动, 完成冲头 P 冲压工件。 试绘制其运动简图。 图 20 小行程压床 21、 对于图 21 所示的曲柄滑块机构, 当曲柄的长度很短、 曲柄销需要承受较大的冲击载荷而工作行程又小时, 常将图 21a 中所示的转动副 A 的半径扩大至超过曲柄 O1A 的长度, 使之成为图 21b 所示的偏心轮机构。 这时, 曲柄变成了一个几何中心为 A、 回转中心为 O1的偏心圆盘, 其偏心距就是原曲柄的长。若再将此偏心轮机构中的转动副 B 的滑块尺寸扩大, 使之也可将偏心轮包含其中, 则又可演化为图 21c 所示的滑块内置偏心轮机构。 a) 曲柄滑块机构 b) 偏心轮机构 c) 滑块内置偏心轮机构 图 21 扩大转动副示意 22、 如图 22 所示的周转轮系, 两个中心轮均不固定, 根据自由度计算公式可以得到该机构的自由度为 2, 这类周转轮系为差动轮系。 试说明其工作原理。 图 22 空间差动轮系 23、 对图 23 所示的汽车手动变速装置, 具有 3 个档位。 1) 已知各齿轮的齿数, 试计算不同档位间输出与输入的传动比。 2) 已知 3 个档位的传动比分别为 4、 2.45、 1.55, 且满足其他条件: 每个齿轮至少 12 个齿, 反向轴到输入输出轴之间的中心距为 72mm, 所有齿轮的模数为 4mm。 试设计各个齿轮的齿数。 图 23 汽车变速装置中的齿轮系 24、 图 24 所示为某型号客机的前起落架收放机构, 它是由上半部的五杆机构 1-2-5-4-6 和下半部的四杆机构 2-3-4-6 所组成。 其中液压油缸 5 中的活塞杆 1为原动件, 当活塞杆从油缸中被推出时, 机轮支柱 4 就绕 C 轴收起。 不难看出, 构件 2 和 4 是两个基本机构的公共构件。 五杆机构 1-2-5-4-6 可看成是在原四杆机构 1-2-5-4 的基础上使机架 4 变成活动构件, 从而形成自由度为 2 的五杆机构。四杆机构的输出构件 4 即为五杆机构构件 5 的相对机架, 因此这两个基本机构的组合属于叠联式组合。 图 24 前起落架收放机构 25、 如图 25 所示为普通落地电扇的摇头机构, 它是由齿轮机构 1-2-4 和四杆机构 4-2-3-5 所组成。 装在构件 4 上的电机直接驱动风扇旋转, 同时通过蜗杆蜗轮(图上未画出) 带动齿轮 1 和 2 低速转动。 因齿轮 2 又同构件 3 相连, 故又相当于四杆机构中的连杆。 当连杆 2 做整周转动时, 就带动摇杆 4 来回摆动, 最终实现风扇旋转时又随摇杆 4 一起摆动。 四杆机构的输出构件 4 即为齿轮机构的相对机架, 因此这两个基本机构的组合也属于叠联式组合。 图 25 落地电扇的摇头机构 26、 如图26所示为两种钢板叠放机构系统的运动简图。 图26a为六杆机构,采用电动机作为原动机, 通过减速装置(图中未画出) 带动机构中的曲柄AB转动; 图26b采用运动倒置的凸轮机构(凸轮为固定件), 液压缸活塞杆直接推动执行件2运动。 比较两种机构的优缺点。 图 26 两种钢板叠放机构 27、 图 27 所示的机构为 Wanzer 针杆机构(needle-bar mechanism)。 图 27 Wanzer 针杆机构 28、 联轴装置(如联轴器等) 主要用于传递同轴、 平行轴、 交叉轴甚至交错轴之间的运动。 图 28 所示的 Reuleaux 联轴器可传递轻载下的空间交叉轴传动。 图 28 Reuleaux 联轴器 29、 由单个虎克铰输入输出的速度曲线, 可以看出单个虎克铰不能实现输入输出转速的常值比, 为此可以采用双虎克铰 (double universal joint)的结构形式,如图 29 所示。 a) 单虎克30、 1901 年由 Char所有气缸运动作用线a 所示为自运动后通过连杆 3 使摇杆件 4、 1 分别组成转动副试计算该机构的自由度。2341a) 自动驾驶仪操32、 图 32 所示的机轮可减小机构尺寸、 提高力时, 滑块 5 上就会产生力效果主要与哪些参数有 克铰 b) 双虎克铰 图 29 单、 双虎克铰 les Manly 设计了一种 5 缸星型内燃机, 其交于一点。 很多飞机的发动机就采用星型内 图 30 星型内燃机结构原理图 自动驾驶仪操纵装置内的空间四杆机构。 活杆 4 作定轴转动。 构件 1、 2 组成圆柱副, 构副, 构件 3、 4 组成球面副, 其运动示意图如 1 234操纵装置模型 b) 运动示意图 31 自动驾驶仪操纵装置 机构为一种增力机构。 该机构由偏心轮与肘高强度。 肘节可产生增力效果。 当杆 2 上作生很大的力。 试问:(1) 绘制该机构的运动有关? 其主要特征在于内燃机。 活塞 2 相对气缸构件 2、 3 和构如图 31b 所示。1 意图 肘节组成。 偏心作用一个较小的动简图;(2) 增 图 32 一种增力机构 33、 内燃机主体机构是图 33 所示的以滑块为原动件的曲柄滑块机构。 若停车时机构处于死点位置(如图 33a 所示) , 则汽车是无法再启动的。 但机构运动起来后, 靠各构件的惯性作用, 机构就将能顺利通过死点位置而保持连续运动。为避免停车时因机构处于死点位置而无法再启动, 可采用多缸内燃机, 即有多个相同的曲柄滑块机构(同一个曲柄输出) 。 通过将机构错位排列的办法, 使各个机构的死点位置不在同一个位置出现。 图 33b 所示为双缸内燃机的一种错位排列,机构 O1BD 处于死点位置, 机构 O1BD则处于一般位置。 所以通过连杆 BD仍能推动曲柄转动。 a) b) 图 33 死点位置的避免方法 34、 图 34 给出了铰链四杆机构完成 2 种不同任务的应用实例。 图 34a 中所示的四杆机构为圆轨迹复制机构, 其特征点 E 可以实现精确的圆形轨迹。 图 34b中所示的四杆机构为铸造用沙箱翻转机构。 这两种机构分别属于轨迹生成机构、刚体导引机构(或运动生成机构)。 a) 轨迹生成机构 b) 刚体导引机构 图 34 铰链四杆机构实现 2 种不同任务 35、 如图 35 所示的机构为 Scott-Russell 精确直线机构。 该机构用作发生器,是最合适的椭圆仪机构, 因为在该机构的构件 BAC 上除 A、 B、 C 这三点之外的任一点的轨迹都为椭圆。 图 35 椭圆仪机构 36、 如图36所示的偏心液压泵中, 偏心轮1绕固定轴心A转动。 外环2上的叶片在可绕轴心C转动的圆柱3中滑动。 当偏心轮1顺时针方向连续回转时, 可将右侧输入的油液由左侧泵出。 油泵机构中, 1为曲柄, 2为活塞杆, 3为转块, 4为泵体。 试绘出机构运动简图, 并计算其自由度, 判断机构的运动是否确定。 图 36 偏心液压泵 37、 当汽车转弯时, 为使汽车顺利转弯, 要求汽车两前轮在梯形转向机构ABCD(见图37A) 的作用下向偏转(以左转为例, 见图37B) , 从而保证在转过任意角度时, 两前轮的车轮轴线均与两后轮的车轮轴线相交于同一点P。其中,前轮转向机构中的四杆机构ABCD即为等腰梯形机构。 等腰梯形机构为两摇杆长度相等时双摇杆机构。 图 37A 汽车前轮转向机构 图 37B 汽车左转时示意图 38、 图 38 所示为自卸卡车车厢的举升机构, 其为曲柄摇块机构。 图 38 自卸卡车车厢的举升机构 39、 图 39 所示为缝纫机的针杆机构, 其为具有两个移动副的四杆机构, 称为正弦机构。 图 39 缝纫机的针杆机构 40、 图40所示为一车床的进刀机构。 当圆柱凸轮1回转时, 经滚子4带动从动件2绕A点做往复摆动, 通过扇形齿轮和齿条的啮合使刀架3进刀或退刀。 进刀和退刀的运动规律取决于凹槽曲线所示为装在汽车后桥上的差速器简图。 其中齿轮1、 2、 3、 4(H)组成一差动轮系。 汽车发动机的运动从变速箱经传动轴传给齿轮5, 再带动齿轮4及固接在齿轮4上的行星架H转动。 试分析当汽车直线行驶和转弯(以左转为例即可) 时, 差速器的工作原理。 图 41 汽车后桥差速器 42、 棘轮机构是一种常用的间歇机构, 棘轮转角的调节可通过由电、 液、 气等驱动机构控制棘爪的位移来实现。 对于由连杆机构驱动并安装在摇杆上的棘爪,常用以下两种较简单的方法调节棘轮转角。 (1) 改变摇杆摆角大小; (2) 利用遮罩调节棘轮转角。 图42为带遮罩的棘轮机构。 遮罩的弧长应能把摇杆摆角内的棘齿全部遮住。因为棘轮的实际转角等于摇杆摆角范围内未被遮住的齿形所对应的角度, 所以通过改变遮罩与棘轮的相对位置即可随意调节棘轮被遮部分的范围, 进而达到调节棘轮实际转角大小的目的。 图 42 带遮罩的棘轮机构 43、试计算图 43 所示割草机的割刀机构的自由度, 并指出有无局部自由度。 (a) 机构示意图 (b) 机构运动简图 图 43 割草机的割草机构 44、 如图44所示为挖掘机示意图, 其挖掘动作由3个带液压缸的基本连杆机构(1-2-3-4, 4-5-6-7和7-8-9-10) 组合而成。 它们一个紧挨一个, 而且后一个基本机构的相对机架正好是前一个基本机构的输出构件。 挖掘机臂架3的升降、 铲斗柄7绕D轴的摆动以及铲斗10的摆动分别由3个液压缸驱动, 便可完成挖土、 提升和倒土等动作。 挖掘机的底盘是第一个基本机构的机架。 试分析此挖掘机的各基本功能及其工作过程。 图 44 挖掘机及组合框图 45、图 45 所示为缝纫机脚踏板机构的示意图, 为一个典型的曲柄摇杆机构。工作时用脚前后摆动脚踏板, 脚踏板是曲柄摇杆机构中的摇杆, 为主动件, 而曲柄 1 为从动件。 当连杆与从动件(曲柄) 共线时, 出现卡死现象, 该位置就是机构的死点位置, 在此位置缝纫机可能会突然停止工作, 而在实际操作时, 只要不紧蹬脚踏板, 利用皮带轮所产生的惯性就可通过死点位置。 试以分别以曲柄和脚踏板为原动件仿真该机构运动过程。 图 45 缝纫机脚踏板曲柄摇杆机构 46、 图 46a 所示的机构包含四个相同的平行四杆机构, 图 46b 为该机构的工程图。 在图 46b 中, 带有主动轮的曲柄 1 与转盘 2 铰接于盘 2 圆心, 固定板 3为机架; 在转盘 2 上均匀分布四个孔, 四个孔中心到圆盘的中心的距离等于曲柄1 的长度 ab; 固定板 3 也均布着与圆盘相同的四个孔; 圆盘与固定板之间安装四个曲柄 4, 该曲柄与曲柄 1 的转动半径相等, ab=ef, 并分别与转盘 2 和固定板 3铰接。 当主动曲柄驱动转盘绕 a-c 轴旋转时, 使转盘 2 带动四个曲柄 4 共同绕 a-c轴旋转, 四个从动轴转动方向及转速都相同。 该原理可用于多轴钻, 试仿真其运动过程。 a)模型图 b)工程图 图 46 曲柄驱动四组平行四杆机构 47、 图 47 所示为三个联动的平行四杆机构。 该机构用三个加长的连杆来解决主动轴与从动轴相距较远且不在同一平面的情况。 为避免三个连杆转动时相互干涉, 应使 A、 B、 C 三点到主动盘 1 的距离不同。 a)模型图 b)工程图 图 47 三个联动平行四杆机构 48、 如图 48 所示的车用雨刷器, 它是由曲柄摇杆机构与平行四杆机构串接而成的。 图 48b 中两个雨刷 6 是 EHGF 平行四杆机构中的摇杆, 分别与 EH、 FG固接, 并与 ABCD 曲柄摇杆机构中的摇杆 3 铰接, HG 为机架。 主动曲柄 1 绕机架上的 A 点转动时, 雨刷 6 完成刷雨水的运动。 注意: (1)ABCD 曲柄摇杆机构除了 A 点与电动机的转动轴固接外, 没有固定杆,即无机架, 摇杆 3 上的 D 点与摇杆 EH 铰接。 (2) 增加了一个连接杆 4, 该杆在 J、 K 两点分别与杆 2、 杆 5 铰接。 a) 模型图 1-主动曲柄; 2、 5-杆; 3-摇杆; 4-连接杆; 6-雨刷; 7-机架; 8-连杆; 9-摇杆 b)工程图 图 48 雨刷器 49、 如图 49 所示为划桨机构模型及其工程图, 当曲柄 1 绕机架上的 A 点转动时, 划桨 6 可实现划水动作。 该机构由 ABCD 曲柄摇杆机构与几个连杆串接而成。 AB 为曲柄 1, BC 为连杆 2, DC 为摇杆 3。 杆 5 固接划桨 6; 杆 4、 杆 7 在 H、 J 点与机架铰接, 当各构件尺寸满足工程图所示的比例时, 利用连杆 2 上的 F 点的轨迹可完成划桨运动。 F 轨迹的直线 前伸, 圆弧部分驱使划桨完成入水、 划水、 出水的运动。 划桨做变速运动, G 点的轨迹可实现划桨、 划水加速运动与回程慢速运动。 a)模型图 b)工程图 图 49 划桨机构 50、 如图 50 所示是用于包装生产线上, 可将输送线的物料按照设定节拍,推到包装线上的机构。 利用平行四杆机构中做平动的连杆, 把物料从输送线的垂直方向, 推送到包装线b 为该机构的工程图。 ABCD 为其中一组平行四杆机构。 AB 为机架,BC 与 AD 为曲柄, CD 为连杆。 两个有相同尺寸的转盘 1、 2 用转动副分别与机架 3 在 B 点、 A 点铰接。 四个尺寸相同的推板 4 分别在 C、 D 两点与上下转盘 1、2 铰接, 均匀分布; 上下转盘的中心距离等于 AB; 该机构尺寸满足 AB=CD,AD=BC。 主动的齿轮 5 与轴 6 及下转盘 2 固接, 转速应满足物料输送的节拍要求; 四组平行四杆机构均匀绕 A 点转动, 做平动的推板 4 按设定时间间隔, 将物料推送到包装线上。 要根据物料的实际尺寸确定机构各构件的大小, 注意防止各构件间的相互干涉。 a)模型图 b)工程图 图 50 间歇送料机构 51、 图 51 所示为六组平行四杆机构, 它可使两个不同轴的转盘同角速度转动。 图 51b 为该机构的工程图。 转盘 1 在 A 点与机架 5 铰接, 圆环 2 用 6 个尺寸相同的连杆 3 与转盘 1 铰接, 转盘 1 与圆环 2 的中心距离 L 等于连杆 CD 的长度; ABCD 为一个平行四杆机构, AC、 BD 为两个曲柄, CD 为连杆。 当转盘 1绕 A 点转动时, 从动圆环 2 随之转动, 两者的角速度相同。 图中用两个滚子 4支撑圆环, 以保证圆环的平稳转动。 转盘 1 与圆环 2 中的任何一个都可做主动轮, 其运动关系不变, 可用于联轴器。 由于圆环无转动轴, 因而允许较大尺寸, 可充分利用连杆 CD 做平动的特点。 a)模型图 b) 工程图 图 51 六组平行四杆机构 52、 如图 52 所示为深拉压力机曲柄双滑块机构。 在连杆的两端各连接一个滑块, 两滑块分别安装压头与成型模。 曲柄转动, 压头处于静止状态并将板材压住, 而成型模继续向下移动, 将板材拉伸成型。 在图 52b 中, 曲柄 1 在 A 点与机架 7 铰接, 在 B 点与连杆 2 铰接; 连杆 2的下端与带有成型模的下滑块 3 在 E 点铰接, 下滑块可在机架的垂直导轨上滑动; 连杆 2 的上端 C 点与连接杆 4 铰接, 连接杆 4 在 D 点与上滑块 5 铰接。 上滑块两侧对称固接了滑柱 6, 滑柱 6 上连接了压头, 滑柱 6 在机架的垂直导轨上 移动。 曲柄逆时针转动, B 点向上时, 上滑块、 下滑块同时沿导轨上移; 当 B点转到圆心在 D 点的弧线 a-a 时, 两侧的压头将板材压住, 上滑块 5 静止, 如图52a 所示, 此时下滑块 3 继续下移, 直到板材成型。 a)模型图 b)工程图 图 52 深拉压力机 53、 如图 53 所示的机构是一个手动螺杆机构。 它利用螺杆驱动一个直线移动的螺母, 再利用该螺母来通过一个导柱带动两个斜向移动滑块, 该机构把螺旋运动转化为双斜向移动。 图 53b 为该机构的工程图, 转动手柄 1, 螺杆 2 驱动螺母 3 直线 与滑块 6, 两滑块可在两个小轴 7 上斜向滑动。若在滑块上安装夹爪, 可同时夹住或撑开所夹持的零件或物品,还可用于自动定心机构。 a)模型图 b)工程图 图 53 手动夹爪机构 54、 如图 54 所示为一个划桨机构的模型, 模拟三个桨叶连续划水的动作。其机构上有两个特点: 第一, 使用三组平行四杆机构, 并利用连杆做平动的特点完成划水动作; 第二, 当铰链四杆机构中的机架尺寸较小时, 该机构给出了一个解决方案。 图 54b 为划桨机构的工程图。 ABCD 为一个平行四杆机构, 共有三组。 曲柄1, 连杆 2, 另一个曲柄 3 与圆环 4 在 E 点铰接, 因机架 AB 尺寸较小, 用一个大尺寸轴 5 替代, 并使其包括了铰链 A 孔。 构件尺寸应满足 AD=CB, AB=CD。 a)模型图 b) 工程图 图 54 划桨机构 55、 如图 55 所示为一个双发动机转速指示机构, 该机构为齿轮混合轮系,由一个周转轮系和两个定轴轮系组成。 齿轮 1、 2、 3 及系杆 A 为周转轮系; 齿轮 4、 5、 6、 7 为定轴轮系; 齿轮 4、 5 分别与左右舷发动机连接, 转向、 各齿轮齿数如图 55b 所示。 当左右两个发动机转速相同时, 中心齿轮 1、 3 转速相等,方向相反, 行星齿轮 2 无公转, 系杆 A 固定不转动, 所以系杆上的指针也不动;当两个发动机的转速不同时, 中心齿轮 1、 3 转速也不同, 行星齿轮 2 产生公转,带动系杆转动, 指针也随着转动。 试仿真上述两种情况。 a)模型图 b) 工程图 图 55 双发动机速度指示机构 56、 图 56 所示的机构是一个从后面加紧的机构, 它是利用四杆机构的死点对零件夹紧的。 图 56b 为该机构的工程图, ABCD 是一个曲柄摇杆机构。 曲柄 1绕夹具体上的 A 点转动, 连杆 2 在 B、 C 点分别与曲柄 1 及摇杆 6 铰接; 摇杆在D 点与夹具体铰接。 当曲柄 1 与连杆 2 共线 的加紧距离可以调节。 试分析连杆 2 上的凸出块有何作用? a)模型图 b)工程图 图 56 加紧机构 57、 图 57 所示的机构为一个凸轮夹紧机构, 图 57b 为其工程图。 转动手柄1 使凸轮转动, 凸轮驱动三个摇臂 2, 绕转轴 5 转动将零件 4 夹紧。 三个摇臂上装有可调节螺杆 3, 用于调节夹紧力的大小。 a)模型图 b)工程图 图 57 凸轮夹紧机构 58、 图 58 所示的机构为利用一个构件与双滑块配合可实现精确直线a 为其工程图。 构件 1 用转动副 B 和 C 与两个滑块 3 配合; 滑块 3可沿滑座 2 的导路 a-a、 b-b 轴线移动, 其导路 a-a、 b-b 轴线的交点为 A。 当主动的下滑块 3 沿导路 b-b 轴线 上的 A 点的轨迹为一条垂直与 AD 的精确直线 c-c; AD 为导路 a-a、b-b 轴线夹角的角平分线, 其精确直线的总长为 H。 a)工程图 b)模型图 图 58 精确直线a 所示的机构是一个微量进给机构, 它利用行星齿轮机构降速比高和体积小的特点实现微量进给。 此例用丝杆带动需移动的构件, 手轮转 30 周,丝杆转一周; 若丝杆导程为 6mm, 则手轮转一周, 丝杠仅移动 0.2mm。 图 59b 为该机构的工程图, 手轮 1 与牙嵌离合器 9 固联, 行星齿轮 2、 3 的转轴与手轮铰接; 手柄 8、 牙嵌离合器 7、 活动中心齿轮 6 与丝杠 4 固联; 齿轮5 与机架固联; 图 16b 即为牙嵌离合器 7、9 分离的状态, 此时转动手轮 1 (系杆),通过行星齿轮传动, 手轮对丝杠的传动比为 30。 当按下手柄 8 时, 牙嵌离合器 7、 9 结合, 手轮 1 与丝杠联为一体。 此时手轮转 1 周, 丝杠也转一周。 试在牙嵌离合器分离和结合两种情况下, 仿真该机构工作过程。 a)模型图 b) 工程图 图 59 微量进给机构 60、 图 60 所示为机械手中的抓取机构, 其手爪为滑槽杠杆式结构。 用气动或液压的活塞杆驱动, 使左右手转动, 完成抓取工件的动作。 活塞杆 1 沿机架上下移动, 固接在活塞杆上的滚子 4 在左右手爪 2、 3 的直槽中滑动, 手爪绕 A、 B 点转动, 依靠 V 形槽完成抓取工件的动作。 该结构动作灵活, 手爪绕 A、 B 点转动, 依靠 V 形槽完成抓取工件的动作。 该机构动作灵活, 结构简单, 手爪开闭角度大, 但增力较小。 图 60 滑槽杠杆式抓取机构 61、 图 61 所示的机构也是一种滑槽杠杆式抓取结构。 用气(液) 压缸活塞杆驱动推拉杆通过其上的圆柱销及长槽孔使左右爪转动, 完成抓取工件的动作。 左、 右爪 4、 5 在 3 点与机架铰接, 推拉杆 1 上下移动时, 利用固接在机架上的滚子 6、 7 与手爪上的直槽滑动配合, 左右爪绕 3 点转动, 完成抓取工件的动作。 对于抓取不同直径的工件时, 有定位误差。 图 61 滑槽杠杆式抓取机构 62、 图 62 为另一种形式的抓取机构。 其依靠驱动杆直接带动爪转动, 完成抓取工件的动作。 驱动杆 1 上下移动时, 通过铰链 A、 B 驱动连杆 2、 3, 进而带动左右爪 4、 5 绕与机架固接的销轴 F、 E 转动, 完成抓取工件的动作。 图 62 连杆杠杆式抓取机构 63、 如图 63 所示的机构可同时抓取两个工件的连杆杠杆式抓取机构。 在活塞杆 1 与连杆 3 之间增加一个连杆 2, 其目的在于当两个工件的直径有差异时,两个爪 4 仍然可以夹紧工件。 图 63 连杆杠杆式抓取机构 64、 图 64 所示的机构可用于抓取部位较平整的箱体类零件。 ABCD 为一个平行四杆机构, 活塞杆 1 带动连杆 2 上下移动时, 左右对称的爪 3、 4 可沿机架6 上的导槽水平移动, 夹紧工件。 图 64 箱体类零件抓取机构 65、 图 65 所示的抓取机构采用了交叉连杆和平行四边形连杆机构实现抓取平面的平行运动。 活塞 1 和连杆 2 在 A 点铰接; 连杆 3 在 B 点与连杆 2 铰接,在 C 点与机架 7 铰接; DEFG 为一个平行四边形机构, 爪 6 为 EF 连杆, 其中DE=GF,DG=EF。 活塞杆上移时, 左右对称的爪 6 夹紧工件, 活塞杆下移时, 爪松开工件。 设计该机构时应注意 A 点的行程不要超过 H、 B 两点的连线 平面平行移动连杆式抓取机构 66、 图 66 所示为手臂伸屈机构, 该机构常用于大型工件抓取运动, 是两组平行四边形机构的组合机构; 工件在平行四杆机构运动过程中, 始终保持平行移动、 方位不变, 不会发生翻转或倾斜。 用液压缸驱动齿条, 在平行四杆机构中的连杆上固接三个齿轮, 是固接在连杆上的手爪抓取机构是中保持水平, 并伸到要求的位置。 图 66a 中的平行四杆机构 ABCD, AB 与机架 6 固接, 连杆 AD 固接两个相同的齿轮 1、 3, CD 杆与平行四杆机构 EFHG 中的连杆 EF 固接; 与 EH 杆固接的齿轮 4 和齿轮 3 啮合; 滑槽式杠杆抓取机构 5 与连杆 GH 固接。 当液压缸驱动齿条 2 带动齿轮 1 转动时, AD 杆摆动, 齿轮 3、 4 使 EH 做平面运动, 带动抓取机构 5 沿水平方向伸出到要求位置。 提示: 建模时, 可省去末端的抓取机构。 a)工程图 b)工作示意图 图 66 手臂伸屈机构 67、 图 67 所示为一挖掘机, 分析可知此挖掘机由 2 个四杆机构和 1 个六杆机构组成。 其具有三个液压缸, 即具有三个原动件, 分别用来完成挖土、 提升和倒土等动作。 挖掘机的底盘是第一个基本机构的机架。 试绘制该挖掘机的运动简图, 判断机构是否具有确定运动, 并仿真此挖掘机的各基本功能及其工作过程。 图 67 挖掘机 68、 图 68 所示机构是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节结构。 该机构能保持人行走的稳定性。 若以胫骨 1 为机架, 试计算机构的自由度。 a)关节实物示意图 b) 膝关节运动简图 图 68 假肢膝关节机构 69、 图 69 所示为一LAB=32mm, LBC=100mm 5rad/s逆时针方向回70、 图 70 所示为一71、 图 71 所示为一一缝纫机针头及其挑线器机构, 设已知构件m, LBE=28mm, LFG=90mm, 原动件 1 以等回转。 试仿真该机构工作过程。 图 69 缝纫机针头及其挑线器 一铆钉机, 试绘制此机构简图。 图 70 铆钉机 一剪刀机构, 试绘制此机构简图。 图 71 剪刀机构 件的尺寸:等角速度 72、 图 72 所示为一制动装置, 通过操纵拉杆 1 的往复运动, 可控制闸瓦 G、J 的制动与放松。 图 72 制动机构 GDCBAIFEJ5H32167477