摇杆往复摆动

3连续转动到王复摆动的运动变换与实现机构及其的工作机构部分是往复摆动的例子也是比较多的。

实现连续转动到往复摆动的运动变换机构主要有曲柄摇杆机构、曲柄摇块机构、摆动从动件凸轮机构等。

图2-27为简图，对其进行机构设计后，可得到多种执行机构。

特别是图2-28所示鄂式破碎机是一个曲柄摇杆机构，运动由电动机传给带轮5，带动与带轮固联在一起的偏心轴2绕回转中心A旋转，偏心轴2带动鄂3运动。

由于在鄂3与机架1之间装有肘板4，从而使动鄂作复杂的摆动，不断挫挤矿石，完成碎矿工作。

鄂式破碎机是一个由机架1、主动件偏心轴2、从动件鄂3和肘板4组成的曲柄摇杆机构，当曲柄2为主动件时，曲柄2转一周，可使摇杆3往复摇动1次，即将原动机输出的来连续转动变成了工作机的往复摆动。

鄂式破碎机简图如2-29所示。

4连续转动到往复直线移动的运动变换与实现机构有很多机器都是以电动机作动力源的，二电动机输出的运动形式是连续的转动，当执行机构要求作直线运动时，这就需要将转动变成直线运动。

如图2-30所示，实现连续转动到往复直线移动的运动变换机构有曲柄滑块机构、正弦机构、凸轮机构、代或链传动机构、齿轮条传动机构、螺旋传动机构以及一些机构的组合。

（1）螺旋传动机构如图2-30g所示螺旋传动由螺杆和螺母组成，螺杆置于螺母中。

当转动螺杆时，螺杆上的螺旋沿着螺母的螺旋槽运动，从而将旋转运动变换为直线运动，同时传递运动及动力。

螺旋传动按其用途可分为三类：1）传力螺旋。

传力螺旋以传递动力为主，通常的紧固螺钉、螺母属于这一种。

它要求用较小的转矩螺旋（或螺母），从而使螺母（或螺旋）产生轴向运动和较大的轴向力，这个轴向力可以把两个物体牢固地连接在一起，也可以用来做各种施力的工作，如图2-31所示的千斤顶和压力机都是传力螺旋。

2）传导螺旋。

传导螺旋以传递运动为主，要求具有较高的运动精度，如机床刀架或工作台的进给机构。

3）调整螺旋。

调整螺旋用以调整移动构件和固定零部件间的相对位置，如车床尾座螺旋、螺旋测微器等。

6-1-4《平⾯连杆机构》习题及答案（四）6-1-4《平⾯连杆机构》练习题（四）?班级姓名学号⼀、填空题：1、平⾯连杆机构是由⼀些刚性构件⽤副和副相互联接⽽组成的机构。

2、平⾯连杆机构能实现⼀些较复杂的运动。

3、当平⾯四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构；它是其他多杆机构的。

4、按接触形式分，铰链四杆机构运动副的接触形式是副接触。

在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。

5、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链在的杆叫摇杆。

6、平⾯四杆机构的两个连架杆，可以有⼀个是，另⼀个是，也可以两个都是或都是。

7、平⾯四杆机构有三种基本形式，即机构、机构和机构。

8、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其他两杆的长度之和；最短杆的相邻构件为，则最短杆为。

9、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作运动，即得到双曲柄机构。

10、在机构中，如果将杆对⾯的杆作为机架时，则与此相连的两杆均为摇杆，即是双摇杆机构。

11、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。

12、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向⽽演变来的。

13、导杆机构可看做是由改变曲柄滑块机构中的⽽演变来的。

14、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。

15、曲柄摇杆机构产⽣“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把运动转换成运动。

16、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者是把运动转换成。

17、曲柄摇杆机构的不等于00，则急回特性系数就，机构就具有急回特性。

18、实际中的各种形式的四杆机构，都可看成是由改变某些构件的、或选择不同构件作为等⽅法所得到的铰链四杆机构的演化形式。

19、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件时，可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。

20、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时，在运动过程中有“死点”位置。

产生间歇转动与摆动的机构1 棘轮间歇机构棘轮机构的组成、工作原理和基本类型棘轮机构如右上图所示，主要由棘轮、棘爪、摇杆、止回棘爪和机架组成。

弹簧用来使止回棘爪与棘轮保持接触。

棘轮装在轴上，用键与轴联接在一起。

棘爪铰接于摇杆上，摇杆可绕棘轮轴摆动。

当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆逆时针方向摆动时，棘爪插入棘轮齿间推动棘轮转过一定角度。

这样，摇杆连续往复摆动，棘轮即可实现单向的间歇运动。

常用的棘轮机构可分为齿啮式和摩擦式两大类。

下面我们进行单独分析介绍：（1）齿啮式棘轮机构齿啮式棘轮机构机构是靠棘爪和棘轮齿啮合传动，转角只能有级调节。

根据棘轮机构的运动情况，它可分为：单动式棘轮机构钩头双动式棘轮机构双止动式棘轮机构可变向棘轮机构A可变向棘轮机构B内啮合棘轮机构1）单动式棘轮机构。

如图所示，当主动摇杆往复摆动一次时，棘轮只能单向间歇地转过某一角度。

2）双动式棘轮机构。

如图所示，其特点是摇杆往复摆动时都能使棘轮沿同一方向作间歇运动。

3）可变向棘轮机构。

如图所示，可变向棘轮机构A的主动摇杆与棘爪既可以使棘轮向逆时针方向作间歇运动；又可以使棘轮向顺时针方向作间歇运动。

可变向棘轮机构B的棘轮可以逆时针方向作单向间歇转动；若将棘爪提起并绕其轴线转180°后放下，则能使棘轮向顺时针方向作单向间歇转动；若将棘爪提起并绕其轴线转90°后，使棘爪搁置在壳体的平台上，则棘爪和棘轮脱开，主动摇杆往复摆动时，棘轮静止不动。

4）内啮合棘轮机构。

如图所示为单向间歇转动的内啮合棘轮机构。

（2）摩擦式棘轮机构外摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构内摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构，其工作原理与齿式棘轮机构相似，棘爪与棘轮之间的摩擦力传动，棘轮转角作无级调节。

为了增加摩擦力，一般将棘轮作成槽形，使棘爪嵌在棘轮槽内。

2. 棘轮机构的特点和应用优点：棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠，并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等。

1．平面连杆机构中的运动副均是低副，因此平面连杆机构是低副机构。

2．构件间用四个转动副相连的平面四杆机构，称为平面铰链四杆机构。

3．铰链四杆机构中曲柄存在的条件是：连架杆与机架中必有一个是最短杆和最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和,两条件必须同时满足。

4．连杆与机架的长度相等、两个曲柄的长度相等且转向相同的双曲柄机构,称为平行四边形机构。

5．曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。

6．若导杆机构机架长度l1与曲柄长度l2的关系为l1<l2则构成转动导杆机构。

7．铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取哪一杆作为机架，均能构成双摇杆机构。

8．家用缝纫机的踏板机构属于曲柄摇杆机构，主动件是踏板(摇杆)。

9．单缸内燃机属于曲柄滑块机构，它以活塞(滑块)为主动件。

10.平面连杆机构中的摇杆往复摆动时所需时间一般并不相同，要求返回空行程明显快于工作行程急回特性。

一、判断题1．平面连杆机构各构件的运动轨迹一定在同一平面或相互平行的平面内。

(√ ) 2．在曲柄长度不相等的双曲柄机构中，主动曲柄作等速回转时，从动曲柄作变速回转运动(√ )3．在曲柄摇杆机构中，摇杆两极限位置的夹角称为极位夹角。

(× )4．铰链四杆机构中的最短杆就是曲柄。

(× )5．偏心轮机构的工作原理与曲柄滑块机构的工作原理相同。

(√ )6．当机构的极位夹角θ=00时，机构无急回特性。

(√ )7．极位夹角口愈大，机构的急回特性愈不明显。

(× )8．偏心轮机构不存在死点位置。

(√ )9．曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，它们都具有产生“死点”位置和急回运动特性的可能。

（×）10．铰链四杆机构各杆的长度分别为a=175mm,b：150mm，c。

135mm，d=190mm，分别以不同杆件作为机架，该机构一定能构成三种基本类型的铰链四杆机构。

(√ )11.在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。

连杆机构的特点：优点：运动副单位面积所受的压力小且面接触受力小，便于润滑，磨损小；制造方便。

缺点：设计复杂误差大。

工作效率低。

平面四杆机构的基本类型——铰链四杆机构1、曲柄摇杆机构（1）曲柄：1作360°周转运动，（2）摇杆：3作往复摆动，主动件可以为曲柄，也可以为摇杆。

右面机构中摇杆的摆角为60°，作小于360的运动（3）连杆：连接曲柄与摇杆的杆件(4)连架杆：连接机架与连杆的杆件。

曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄另一个为摇杆的铰链四杆机构双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构平行四边形机构平行四边形机构是双曲柄机构的一个特例。

组成四边形对边的构件长度分别相等。

从动曲柄3和主动曲柄1的回转方向相同，角速度时时相等双摇杆机构：构件1和3都作往复摆动，一般主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动。

平面四杆机构的演化形式(Ⅰ)——含一个移动副的四杆机构曲柄滑块机构正置曲柄滑块机构滑块(slider)铰链点的运动方位线通过曲柄转动中心，滑块动程(pitch)等于两倍曲柄1的长度，无急回运动特性。

主动件可以为曲柄，也可以为滑块。

偏置曲柄滑块机构滑块铰链点的运动方位线不通过曲柄转动中心，偏距(offset)为e,滑块动程大于两倍曲柄长度，有急回运动特性导杆机构转动导杆机构曲柄1和导杆3都能作360°周转运动，主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速转动，摆动导杆机构曲柄1作360°周转运动，摆动导杆3作往复摆动，且有较大的急回运动特性曲柄摇块机构移动导杆机构构件2作往复摆动，构件4在滑块中作往复移动。

2 平面连杆机构的工作特性1、转动副为整转副的充分必要条件急回运动和行程速比系数原动曲柄转动一周过程中，有两次与连杆共线，即重叠共线和拉直共线，摇杆两个极限位置分别为C1D和C2D。

曲柄AB以等角速度ω顺时针转过α1角由位置AB1转到位置AB2，摇杆从C1D摆到C2D,摆角为φ，所需时间为t1，C点平均速度为V1。

一．选择题1.在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置【C 】a)A、曲柄摇杆机构B、双摇杆机构C、双曲柄机构2.当凸轮机构的从动件选用摆线运动规律时，其从动件的运动【C 】A、将产生刚性冲击B、将产生柔性冲击C、没有冲击3.渐开线标准齿轮的根切现象发生在【C 】A. 模数较大时B. 模数较小时C. 齿数较少时D. 齿数较多时4.在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【 B 】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形5.带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【C 】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载6.下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【D 】A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹7.V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【D 】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处8.在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【C 】A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q9.带传动的主要失效形式是带的【A 】A、疲劳断裂和打滑B、磨损和打滑C、磨损和疲劳断裂二．填空题1.轴如按受载性质区分，主要受弯矩的轴为心轴，主要受转矩的轴为传动轴，既承受弯矩有承受转矩的轴为转轴。

2.普通平键的剖面尺寸(b×h),一般应根据轴的直径按标准选择。

3.为保证带传动的工作能力，一般规定小带轮的包角α≥___120°__。

4.机构具有确定相对运动的条件是：机构的自由度数等于原动件的个数。

5.在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为急回特性。

6.为使两对直齿圆柱齿轮能正确啮合，它们的模数m 和压力角必须分别相等。

曲柄摇杆机构机构运动简图的绘制
我们从图片中看到，通过脚的运动，驱使曲柄做整周旋转，曲柄的旋转的同时带动杆动并传递给摇杆,使摇杆在一定范围内摆动。

一、分析跑步器的组成：
（1）首先整个机构的下面有一底座，固定在地面上，即机架1；
（2）曲柄2做主动件，整周旋转；
（3）连杆3传递运动；
（4）摇杆4做从动件，在一定范围内往复摆动；
各构件之间以铰链连接，也就是说该机构中有4个转动副。

曲柄2作整周旋转，通过连杆3带动摇杆4在一定角度范围内作往复摆动。

二、曲柄摇杆机构运动简图绘制步骤如下：
（1）确定曲柄回转中心A 点位置，并以A 点为圆心，曲柄长度L1为半径作圆（该圆为曲柄的运动轨迹）；
（2）确定机架的位置D 点，长度为L4（即AD 之间的距离）；
（3）确定连杆的长度L2，连杆与曲柄以转动副连接于B 点；
（4）确定摇杆的长度L3，摇杆与机架以转动副连接于D 点，与连杆以转动副连接于C 点，并以D 为圆心，长度L3（即CD 的距离）为半径画圆。

注意：各铰链（转动副）回转中心所在的位置即为A 、B 、C 、D 各点的位置。

摇杆4
连杆3
曲柄2 机架1
图 跑步器
图跑步器曲柄摇杆机构运动简图绘制步骤
三、曲柄摇杆机构运动分析：
曲柄AB作逆时针方向整周旋转，通过连杆BC带动摇杆CD在一定角度范围内作往复摆动，如图所示：当曲柄B点运动到B1点时，曲柄AB与连杆BC共线到达极限位置1，摇杆上C点到C1点位置；曲柄上B点继续旋转到B2点时到达极限位置2，摇杆上C点到C2点位置；依次循环运动。

半圆往复运动机构一、概述半圆往复运动机构，又称半圆摆动或弧形摆动机构，是一种常见的机械运动机构。

该机构由一个或多个旋转或摆动的构件组成，以实现各种往复运动和转动运动，常用于自动化设备、医疗器械、工业制造等领域。

二、工作原理半圆往复运动机构的工作原理基于曲柄滑块机构或曲柄摇杆机构。

通过曲柄的旋转运动，带动滑块或摇杆进行往复摆动，从而实现半圆形或弧形的运动轨迹。

曲柄的旋转通常由电机、气缸或液压缸等驱动装置提供动力，而滑块或摇杆则与工作台、夹具等连接，以完成所需的工作任务。

三、设计与优化半圆往复运动机构的设计与优化主要包括以下几个方面：1.机构设计：根据实际需求和工作要求，选择合适的曲柄滑块机构或曲柄摇杆机构，并确定各构件的尺寸和运动参数。

2.动力学分析：通过建立数学模型和仿真分析，确定机构的运动特性和受力情况，为优化设计提供依据。

3.强度和刚度分析：对关键部件进行强度和刚度分析，确保机构在工作过程中不会发生疲劳断裂或变形。

4.精度和稳定性分析：分析机构的精度和稳定性，通过优化设计提高机构的重复定位精度和运行稳定性。

5.轻量化和紧凑化设计：在满足性能要求的前提下，尽量减小机构的体积和重量，提高其紧凑性和移动性。

6.散热和润滑设计：考虑机构的散热需求和润滑需求，合理布置散热片和润滑系统，以保证机构的可靠性和寿命。

7.安全防护设计：为防止操作者误操作导致的人身伤害或机构损坏，应设计必要的安全防护装置。

四、应用领域半圆往复运动机构在多个领域中得到广泛应用：1.自动化设备：用于自动化生产线上的物料搬运、装配、检测等环节，实现高效、精准的自动化作业。

2.医疗器械：用于手术器械、康复设备等医疗设备的往复摆动或夹持动作，提高医疗操作的准确性和效率。

3.工业制造：用于机床、包装机械、印刷机械等设备的传动系统，实现工件加工、包装、印刷等过程的精确控制。

4.机器人技术：作为机器人的关节或传动装置，实现机器人的半圆形或弧形运动轨迹。