產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-章3-展示頁(yè)
2025-03-14 21:55本頁(yè)面
【正文】 一個(gè)自由度，如圖 35（ a），整個(gè)機(jī)構(gòu)僅需一個(gè)獨(dú)立參數(shù) 即可確定機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的位置，此機(jī)構(gòu)有一個(gè)自由度；在此運(yùn)動(dòng) 構(gòu)件末端，再通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如圖 35（ b）， 則第二個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件相對(duì)第一個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件有一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，加 上隨同第一個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共有二個(gè)自由度， 機(jī)構(gòu)也需要二個(gè)獨(dú)立參數(shù)確定各構(gòu)件的相對(duì)位置，機(jī)構(gòu)自由度 為 2；同理，圖 35（ c）的機(jī)構(gòu)有三個(gè)自由度。 在機(jī)構(gòu)分析中，運(yùn)動(dòng)副常采用簡(jiǎn)圖符號(hào)表示，如圖 34所示。運(yùn)動(dòng)副按運(yùn) 動(dòng)范圍可分為空間運(yùn)動(dòng)副和平面運(yùn)動(dòng)副兩類，常用的是平面運(yùn) 動(dòng)副。這種使 構(gòu)件間保持接觸又允許相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接成為 運(yùn)動(dòng)副 。構(gòu)件可以是一個(gè)零件，也可是由若干零件 組成的剛性系統(tǒng)。 二、機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ) 機(jī)構(gòu)通常由相互間有規(guī)律相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛性體組成，這些剛性體 稱為機(jī)構(gòu)的構(gòu)件。 按照機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律特征，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)又可分為 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu) 、 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 、 曲線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 、 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 、 間歇運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu) ?？臻g機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件可在三維空間中運(yùn) 動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)自由度至少在兩個(gè)以上，如圖 33中的篩子。運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)通常就是選擇、配置、組合、設(shè)計(jì)這些簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)。無(wú)論是執(zhí)行機(jī)構(gòu)還是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)定運(yùn) 動(dòng)功能可選擇和采用的具體機(jī)構(gòu)種類和形式都不是唯一的。 圖 32為一藥片 包裝機(jī)數(shù)片機(jī) 頭結(jié)構(gòu)示意圖。車輪的旋轉(zhuǎn)通過(guò)曲柄鏈輪鏈 條將腳蹬動(dòng)力傳遞給飛輪實(shí)現(xiàn)，車閘和撥鏈器的運(yùn)動(dòng)通過(guò)柔性 鋼絲（本質(zhì)是連桿）將作用在閘把和控制器上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳 遞給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成。直接保證這些運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)是飛 輪、前叉合件、車閘組件及撥鏈器，按功能稱為 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。 如圖 31，以自行車為例。第三章、連續(xù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、常用運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的功能與種類 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)種類繁多，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)功能決定所選擇和采用的機(jī)構(gòu)。 根據(jù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在產(chǎn)品中的作用，可分為 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 和 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)前輪的左右擺動(dòng)、車閘的 擺動(dòng)抱合和變速撥叉的擺動(dòng)是設(shè)計(jì)要求的基本運(yùn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)自 行車功能需要執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)。為 實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)，需要相應(yīng)的機(jī)構(gòu)和裝置將源動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按功能稱為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。曲柄鏈輪和鏈條、閘把和鋼絲、變 速控制器和鋼絲等即為所謂的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 由圖 32可知，在產(chǎn)品或機(jī)械系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要作用是實(shí) 現(xiàn)所需功能動(dòng)作（包括執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行力），而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（傳 動(dòng)鏈）則負(fù)責(zé)傳遞、變換、調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以適應(yīng)不同產(chǎn)品 的功能需要。 一個(gè)具體產(chǎn)品中的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)通?？赡苡啥鄠€(gè)結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)組成，為 了研究、分析和設(shè)計(jì)方便，可將其分解為一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的結(jié) 構(gòu)環(huán)節(jié)或簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)，如圖 32中的齒輪、蝸輪和蝸桿。 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類可按照運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡分為 平面機(jī) 構(gòu) 和 空間機(jī)構(gòu) 兩種。平面機(jī) 構(gòu)的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 最常用的是按照機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即分為 齒輪 機(jī)構(gòu) 、 鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 、 槽輪機(jī)構(gòu) 、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 、 連桿機(jī)構(gòu)等 。機(jī)構(gòu)中自身相對(duì)靜止的構(gòu)件稱為 機(jī)架 ，其他 構(gòu)件稱為 運(yùn)動(dòng)構(gòu)件 。 機(jī)構(gòu)的構(gòu)件間允許相對(duì)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)件間需采用活動(dòng)連接。面接觸的 運(yùn)動(dòng)副稱為低副，點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。平面運(yùn)動(dòng)副按運(yùn)動(dòng)形式特征又可分為轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、 螺旋副、圓柱副等。 運(yùn)動(dòng)副決定了所連接構(gòu)件間的相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系，運(yùn)動(dòng)副將構(gòu)件連 接起來(lái)，同時(shí)也限制了被連接構(gòu)件的 自由度 。 確定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)各構(gòu)件位置所需獨(dú)立參數(shù)的總個(gè)數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自 由度。 機(jī)構(gòu)中用于輸入驅(qū)動(dòng)力的構(gòu)件稱為 驅(qū)動(dòng)構(gòu)件 （也稱原動(dòng)件 或主動(dòng)件），驅(qū)動(dòng)構(gòu)件數(shù)應(yīng)與機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)相同；其他運(yùn)動(dòng) 構(gòu)件稱為 傳動(dòng)構(gòu)件 （也稱從動(dòng)件）；將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力向外傳遞的 構(gòu)件又稱為 輸出構(gòu)件 （也稱執(zhí)行構(gòu)件）。 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，一般是在分析清楚機(jī)構(gòu)工作原理的基礎(chǔ) 上，分析運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目，確定出機(jī)架、驅(qū)動(dòng)件和從動(dòng) 件，然后將構(gòu)件簡(jiǎn)化為桿件，用線條圖表示出各構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副 及相對(duì)位置關(guān)系。 齒輪機(jī)構(gòu) 齒輪機(jī)構(gòu)是最常用的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通常由兩個(gè)齒輪組成一組，依 靠齒輪的嚙合傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)和扭矩。齒輪形式種類很多，
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