【文章內(nèi)容簡介】 7 形齒輪 36 也往復(fù)擺動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)空套在軸 V 上的扇形齒輪 37 擺動(dòng)。又由于在扇形齒輪 37 下部的小軸上，裝有一個(gè)棘爪 38，所以當(dāng)扇形齒輪 37 擺動(dòng)時(shí)，棘爪38 便間歇地?fù)軇?dòng)空套在軸 V上的棘輪 39 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè) 角度，并 通 過牙嵌離合器 40，使軸 V帶著其左端的圓錐齒輪 47 間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，以驅(qū)動(dòng)與其相嚙合的圓錐齒輪 42，從而通過伸縮軸 VI 使其另一端的圓錐齒輪 43 間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過軸 VII 上的圓錐齒輪 44 和牙嵌離合器 45，使螺桿 46 間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，以推動(dòng)固聯(lián)在工作臺(tái) 32 上的螺母 47 間歇地移動(dòng)。這樣，工作臺(tái) 32 便沿著滑軌 48 間歇地進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)恰當(dāng)?shù)嘏浜掀饋?，便可?shí)現(xiàn) 它 刨削平面的 功 能。 3. 由上述分析知，電動(dòng)機(jī)是它接受外界輸入能量的原動(dòng)部分，刨刀和工作臺(tái) (包括夾持裝置 )是它的執(zhí)行部分，從原動(dòng)部分到執(zhí)行部 分之間所經(jīng)過的一系列裝置則是它的傳動(dòng)部分。所以就其主體來說，這部機(jī)器是由原動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分三個(gè)組成部分所構(gòu)成的。我們還可以對(duì)多種機(jī)器進(jìn)行類似的分析，由此知，任何一部完整的機(jī)器，其主體都是由主動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分所組成的。 牛頭刨床的結(jié)構(gòu) 皮帶傳動(dòng) (機(jī)構(gòu) )：小皮帶輪、皮帶和和大皮帶輪 (包括軸，軸承、機(jī)架等，下同 )。 齒輪機(jī)構(gòu)：齒輪 螺旋機(jī)構(gòu)：螺桿和螺母。 擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：大齒輪 (包括銷釘 )，滑塊、導(dǎo)桿，滑塊等。 凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪和推桿 (包括滾子 ) 。 棘輪機(jī)構(gòu)：扇形齒輪，棘爪和棘輪。 組成上述各機(jī)構(gòu)用的皮帶輪、皮帶，齒輪、螺桿、螺母、滑塊，導(dǎo)桿、凸輪，椎桿、棘爪、棘輪等，以及聯(lián)接用的螺栓、銷釘?shù)?，支承用的軸、機(jī)架等都叫做零件。離合器、軸承等叫做部件或組件。 8 牛頭刨床傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡圖 牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)工作原理 。將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑枕為主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。和銑床有其相同之處，是可以合二為一的，龍門刨床就可以改造為龍門銑床，將橫梁和立柱上的刀架改為銑刀頭，形成主運(yùn)動(dòng)。將工作臺(tái)的主運(yùn)動(dòng)改為慢走刀，形成進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 刨床內(nèi)部，其作用是把電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成滑枕的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。搖臂機(jī)構(gòu)是由搖臂齒輪和搖臂等組成，如圖。搖臂的下端與支架相連；上端與滑枕的螺母相連。搖臂的滑槽與搖臂齒輪上的偏心滑塊相連。當(dāng)搖臂齒輪由小齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心滑塊帶動(dòng)搖臂繞支架中心左右擺動(dòng)，使滑枕作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 圖 25 牛頭刨床 傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)構(gòu)簡 圖 9 圖 27 搖臂機(jī)構(gòu) 刨削前，要調(diào)整滑枕的行程大小，使之略大于工件刨削表面長度。調(diào)整滑枕行程長度的方法是改變搖臂齒輪上滑塊的偏心位置，轉(zhuǎn)動(dòng)方頭便可使滑塊在搖臂齒輪的導(dǎo)向槽內(nèi)移動(dòng)，從而改變其偏心距。偏心距越大，滑枕的行程越長。 刨削前 ，還要根據(jù)工件的左右位置來調(diào)節(jié)滑枕的行程位置。方法是先使搖臂停留在極右位置，松開鎖緊手柄，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)滑枕內(nèi)的圓錐齒輪使絲桿旋轉(zhuǎn)，從而使滑枕右移至合適位置，然后擰緊手柄。 圖 28 棘輪機(jī)構(gòu) 棘爪架空套在絲桿軸上，棘輪由鍵和絲桿相聯(lián)。搖臂軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)偏心銷，使連桿拉動(dòng)棘爪架往復(fù)擺動(dòng)。搖臂齒輪軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，刨刀往返一次，棘爪架即往復(fù)擺動(dòng)一次。 棘爪架上裝有棘爪，借彈簧壓力使棘爪與棘輪保持接觸。搖桿向前擺動(dòng)時(shí)，棘爪的垂直面推動(dòng)棘輪；搖桿向后擺動(dòng)時(shí)，棘爪的斜面從棘輪上滑過，而棘輪不動(dòng)。因此棘爪架 每往復(fù)擺動(dòng)一次，即推動(dòng)棘輪向前轉(zhuǎn)動(dòng)若干齒，從而使工作臺(tái)沿水平方向移動(dòng)一定距離，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給。改變棘爪的前后方向，即可改變工作臺(tái)的進(jìn)給方向。若將棘爪提起，則棘爪與棘輪分離，自動(dòng)進(jìn)給停止，此時(shí)，可用手動(dòng)進(jìn)給。 工作臺(tái)進(jìn)給量的大小，可通過調(diào)整棘輪罩的位置，即使棘輪罩遮住棘爪擺動(dòng)范圍內(nèi)的部分棘齒，改變棘爪每次撥動(dòng)的有效齒數(shù)進(jìn)行改變。調(diào)節(jié)進(jìn)給量的另一種方法是改變偏心銷的偏心距離，偏心距小，則每次棘爪每次撥動(dòng)的齒數(shù)少，進(jìn)給量就??；反之進(jìn)給量就大。 刨削加工的主運(yùn)動(dòng)為刨刀的直線運(yùn)動(dòng)，刨削為單向加工，向前為加工行 程，返回為空程。刨刀每次返回后，工件作橫向的間歇移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來完成工件的平面切削加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速傳動(dòng)裝置（皮帶和齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)）完成刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間歇移動(dòng)。刨床工作時(shí)，刨頭 10 由曲柄帶動(dòng)右行，刨刀進(jìn)行切削，稱為工作行程。在切削行程 H 中，前后各有一段 的空刀距離，工作阻力 F 為常數(shù)；刨刀左行時(shí)，即為空回行程，此行程無工作阻力。在刨刀空回行程時(shí)，凸輪通過四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)連同工 件在垂直紙面方向上做一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以便刨刀 繼續(xù) 切削。為了提高切削的工作效率，提高切削質(zhì)量，延長刨刀的使用壽命。對(duì)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的刨刀應(yīng)該具有急回特性。所以牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)演化而來的，并且最主要是具有急回特性。一般牛頭刨床都是由滑枕帶著刨刀作水平直線住復(fù)運(yùn)動(dòng)，刀架可在垂直面內(nèi)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并可手動(dòng)進(jìn)給，工作臺(tái)帶著工件作間歇的橫向或垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，常用于加工平面、溝槽和燕尾面等。 11 第三章 闡述平面四桿機(jī)構(gòu)原理 平面四桿機(jī)構(gòu)的基 本性質(zhì) 曲柄存在的條件： 連架桿或機(jī)架中必須有一個(gè)最短桿 最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和（桿長條件） 三種基本類型的判別方法： 滿足桿長條件時(shí)： a 取連架桿為最短桿，可得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu) b 取機(jī)架為最短桿，可得到雙曲柄機(jī)構(gòu) c 取連桿為最短桿，可得到雙搖桿機(jī)構(gòu) 不滿足桿長條件：無論取何桿為最短桿，只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu) 死點(diǎn)位置 ： 定義：連桿與從動(dòng)件共線的位置叫 做 四點(diǎn)位置 利弊： 弊：容易時(shí)機(jī)構(gòu)卡死，破害機(jī)器從而使機(jī)器不能夠正常運(yùn)作。對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有以下三種方法可以克服死點(diǎn)位置。第一，利用慣性（在從動(dòng)件上安裝飛輪度過死點(diǎn)）第二，增設(shè)輔助機(jī)構(gòu)如下圖 214 所示。第三，采取多組機(jī)構(gòu)錯(cuò)列。 利：可以利用死點(diǎn)位置來制作夾緊裝置來夾緊工件或其它物體。 圖 31 輔助機(jī)構(gòu)（ CF 為輔助構(gòu)件） 平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) （轉(zhuǎn)動(dòng)副 、 移動(dòng)副）連接而成，各構(gòu)件在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，又稱為平面低副機(jī)構(gòu)。 ，且低副不易磨損而又易于加工，以及能由本身幾何形狀保持接觸等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械及儀表中。平面連桿機(jī)構(gòu)的不足之處主要有兩點(diǎn)，其一是連桿機(jī)構(gòu)中作變速 12 運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件慣性力及慣性力矩難以完全平衡，其二是連桿機(jī)構(gòu)較難準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方法較復(fù)雜。 ，它是構(gòu)成和研究平面多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ) [2][3][6]。 四桿機(jī)構(gòu)的組成 平面四桿機(jī)構(gòu)是由一些剛性構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副相互連接而組成的在同一平面或相互平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。四桿機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)動(dòng)副連接起來的、 其中一個(gè)桿為機(jī)架的平面四桿機(jī)構(gòu)。如下圖 32 所示，被固定的桿成為機(jī)架，不直接與機(jī)架相連的桿成為連桿，與機(jī)架相連的桿 1 和桿 3 稱為連架桿。凡能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿曲柄 ,只能作往復(fù)擺動(dòng)的連架桿稱為搖桿。 圖 32 平面四桿機(jī)構(gòu) 圖 33 如圖 33 所示，所有運(yùn)動(dòng)副均為 轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式。其它型式的四桿機(jī)構(gòu)都可以看成是在它的基礎(chǔ)上通過演變而成的。在此機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件 4稱為機(jī)架，與機(jī)架以運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)的構(gòu)件 1和 3 稱為連架桿。在連架桿中，能繞其軸線回轉(zhuǎn) 360゜者稱為曲柄，僅能繞其軸線往復(fù)擺動(dòng)的，稱為搖桿。不與機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件 2 做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，稱為連桿。按照兩連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，可將鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為三種基本型式。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿中有一個(gè)為曲柄，另一個(gè)為搖桿，則稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 如 下 圖 34 所示，當(dāng) 主動(dòng)曲柄 AB 會(huì)轉(zhuǎn)時(shí)，搖桿 CD 作往復(fù)擺動(dòng)。 13 圖 34 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 主要應(yīng)用在剪板機(jī)、牛頭刨床橫向近給機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)、破碎機(jī)以及縫紉機(jī)的 踏板機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)中 。 雙曲柄機(jī)構(gòu) 兩連架桿均為曲柄的機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 如 下 圖 35 所示，當(dāng)主動(dòng)曲柄AB 回轉(zhuǎn)一周時(shí)， CD 同樣也時(shí)回轉(zhuǎn)一周。 圖 35 雙曲柄機(jī)構(gòu) 主要應(yīng)用在機(jī)車輪聯(lián)動(dòng)裝置以及車門啟閉機(jī)構(gòu)。 在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若兩組對(duì)邊的構(gòu)件長度相等，則可得平行四邊形機(jī)構(gòu)和反平行四邊形機(jī)構(gòu)。 平行四邊形機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是：兩曲柄的回轉(zhuǎn)方向相同，且角速度時(shí)時(shí)相等，連桿做平動(dòng)。 反平行四邊形機(jī)構(gòu)中的兩曲柄回轉(zhuǎn)方向相反，且角速度不等。 雙搖桿機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩連架桿均為搖桿，則稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 如 下 圖 36 所示，當(dāng)搖桿 AB 在一定范圍內(nèi)搖擺時(shí)，此時(shí)搖桿 CD 也只能在 14 一定范圍內(nèi)搖擺。 圖 36 雙搖桿機(jī)構(gòu) 主要用于自卸翻斗裝置、港口起重機(jī)、飛機(jī)起落架等機(jī)構(gòu)中 平面四桿機(jī)構(gòu)的演化 除了上述鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)外，工程實(shí)際中還廣泛應(yīng)用著其它類型的四桿機(jī)構(gòu)，這些四桿機(jī)構(gòu)都可以看作是由鉸鏈四 桿機(jī)構(gòu)通過不同的方法演化而來的，掌握這些演化方法，有利于對(duì)片面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 四桿機(jī)構(gòu)的演化，不僅是為了滿足運(yùn)動(dòng)方面的要求，還往往是為了改善受力狀況以及滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的需要等。各種演化機(jī)構(gòu)的外形雖然各不相同，但它們的性質(zhì)以及分析和設(shè)計(jì)方法卻常常是相同的或類似的，這就為連桿機(jī)構(gòu)的研究提供了方便。其四桿機(jī)構(gòu)的演化方法如下： （ 1） 改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動(dòng)尺寸 15 由此可知，移動(dòng)副可認(rèn)為是轉(zhuǎn)動(dòng)中心在無窮遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn) 動(dòng)副演化而來 。 （ 2）改變運(yùn)動(dòng)副的尺寸 (3) 選用不同的構(gòu)件為機(jī)架 運(yùn)動(dòng)鏈中不同構(gòu)件作為機(jī)架以獲得不同機(jī)構(gòu)的演化方法稱為機(jī)構(gòu)的倒置。 偏心輪機(jī)構(gòu) 偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 雙滑塊機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu) φ s s=l sin φ 搖塊機(jī)構(gòu) 3 1 4 A 2 B C 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 3 1 4 A 2 B C 3 1 4 A 2 B C 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 16 （ 4）運(yùn)動(dòng)副元素的轉(zhuǎn)換對(duì)于移動(dòng)副元素的包容關(guān)系進(jìn)行逆換，也可演化成為不同的機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 搖塊機(jī)構(gòu) 由上述可見，四桿機(jī)構(gòu)的型式雖然多種多樣，但根據(jù)演化的概念為我們歸類研究這些四桿機(jī)構(gòu)提供方便，反之，我們也可根據(jù)演化的概念，設(shè)計(jì)出型式各異的四桿機(jī)構(gòu)。 急回運(yùn)動(dòng)理論與實(shí)現(xiàn) 極位夾角的定義 在如圖所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)