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1、 第 1章 常 用 機 構常 用 機 構 有 平 面 連 桿 機 構 、 凸 輪 機 構 、 間 歇 運 動 機 構 和 變 速 、變 向 機 構 等 。 1.1 平 面 連 桿 機 構 1.2 凸 輪 機 構 1.3 間 歇 運 動 機 構 1.4 變 速 機 構 和 變 向 機 構 1.5 常 用 機 構 的 觀 察 與 分 析 1.1.1 運 動 副所 謂 運 動 副 是 使 兩 構 件 直 接 接 觸 而 又 能 產 生 一 定 相 對 運 動 的 聯(lián) 接 。根 據(jù) 運 動 副 中 兩 構 件 的 接 觸 形 式 不 同 ， 運 動 副 又 可 分 為 低 副 和 高 副 。1 低 副

2、低 副 是 指 兩 構 件 之 間 作 面 接 觸 的 運 動 副 。 按 兩 構 件 的 相 對 運 動 情 況 ， 可 分 為 ：(1)轉 動 副 兩 構 件 在 接 觸 處 只 允 許 作 相 對 轉 動 。(2)移 動 副 兩 構 件 在 接 觸 處 只 允 許 作 相 對 移 動 。(3)螺 旋 副 兩 構 件 在 接 觸 處 只 允 許 作 一 定 關 系 的 轉 動 和 移 動 的 復 合 運 動 ，低 副 的 接 觸 表 面 一 般 是 平 面 或 圓 柱 面 ， 易 制 造 和 維 修 ， 承 受 載 荷 時 的 單 位 面 積壓 力 較 小 ， 較 為 耐 用 ， 傳 力

3、性 能 好 。 但 低 副 是 滑 動 摩 擦 ， 摩 擦 大 而 效 率 較 低 。 2 高 副高 副 是 指 兩 構 件 之 間 作 點 或 線 接 觸 的 運 動 副 。 高 副 由 于 是 點 或 線 的 接 觸 ， 單 位 面 積 壓 力 較 大 ， 構 件 接 觸 處 容 易 磨 損 ， 制 造 和 維 修 困 難 ， 但 高 副 能 傳 遞 較 復 雜 的 運 動 ， 比 較 靈 活 ， 易 于 實 現(xiàn) 預 定 的 運 動 規(guī) 律 。 低副 高副 1.1.2 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 類 型 及 其 應 用當 平 面 四 桿 機 構 中 的 運 動 副 都 是 轉 動

4、副 時 ， 稱 為 鉸 鏈 四 桿 機 構 。 如 圖 所 示 的 鉸鏈 四 桿 機 構 中 ， 桿 4是 固 定 不 動 的 ， 稱 為 機 架 。 與 機 架 相 連 的 桿 1和 桿 3稱 為 連 架 桿 ，不 與 機 架 直 接 相 連 的 桿 2， 稱 為 連 桿 。 如 果 桿 1(或 桿 3)能 繞 鉸 鏈 A(或 鉸 鏈 D)作 整 周 的連 續(xù) 旋 轉 ， 則 此 桿 稱 為 曲 柄 。 如 果 不 能 作 整 周 的 連 續(xù) 旋 轉 ， 而 只 能 來 回 搖 擺 一 個 角度 ， 則 此 桿 就 稱 為 搖 桿 。 鉸 鏈 四 桿 機 構 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 ，

5、機 架 和 連 桿 總 是 存 在 的 ， 因 此 可 按 曲 柄 存 在 情 況 ， 分 為 三種 基 本 形 式 ： 曲 柄 搖 桿 機 構 、 雙 曲 柄 機 構 、 雙 搖 桿 機 構 。 1 曲 柄 搖 桿 機 構 在 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 的 兩 連 架 桿 ， 如 果 一 個 為 曲 柄 ， 另 一 個 為 搖 桿 ， 那 么 該 機構 就 稱 為 曲 柄 搖 桿 機 構 。 取 曲 柄 AB為 主 動 件 ， 當 曲 柄 AB作 連 續(xù) 等 速 整 周 轉 動 時 ，從 動 搖 桿 CD將 在 一 定 角 度 內 作 往 復 擺 動 。 由 此 可 見 ， 曲 柄 搖 桿

6、 機 構 能 將 主 動 件 的整 周 回 轉 運 動 轉 換 成 從 動 件 的 往 復 擺 動 。 剪 刀 機 是 通 過 原 動 機 驅 動 曲 柄 轉 動 ， 通過 連 桿 帶 動 搖 桿 往 復 運 動 ， 實 現(xiàn) 剪 切 工 作 。 1.1.2 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 類 型 及 其 應 用在 曲 柄 搖 桿 機 構 中 ， 當 搖 桿 為 主 動 件 時 ， 可 將 搖 桿 的 往 復 擺 動 經 連 桿 轉 換 為 曲 柄的 連 續(xù) 旋 轉 運 動 。 在 生 產 中 應 用 很 廣 泛 。 縫 紉 機 的 踏 板 機 構 ， 當 腳 踏 板 （ 相 當 于搖 桿

7、） 作 往 復 擺 動 時 ， 通 過 連 桿 帶 動 曲 軸 （ 相 當 于 曲 柄 ） 作 連 續(xù) 運 動 ， 使 縫 紉 機實 現(xiàn) 縫 紉 工 作 。 2 雙 曲 柄 機 構 在 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 ， 若 兩 個 連 架 桿 均 為 曲 柄 ， 則 該 機 構 稱 為 雙 曲 柄 機 構 。 兩 曲柄 可 分 別 為 主 動 件 。 慣 性 篩 中 ， ABCD為 雙 曲 柄 機 構 ， 工 作 時 以 曲 柄 AB為 主 動 件 ，并 作 等 速 轉 動 ， 通 過 連 桿 BC帶 動 從 動 曲 柄 CD， 作 周 期 性 的 變 速 運 動 ， 再 通 過 E點 的聯(lián) 接

8、 ， 使 篩 子 作 變 速 往 復 運 動 。 慣 性 篩 就 是 利 用 從 動 曲 柄 的 變 速 轉 動 ， 使 篩 子 具有 一 定 的 加 速 度 ， 篩 面 上 的 物 料 由 于 慣 性 來 回 抖 動 ， 達 到 篩 分 物 料 的 目 的 。曲 柄 搖 桿 機 構 剪 刀 機 縫 紉 機 踏 扳 機 構 1.1.2 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 類 型 及 其 應 用 雙 曲 柄 機 構 中 ， 當 兩 曲 柄 長 度 不 相 等 時 ， 主 動 曲 柄 作 等 速 轉 動 ， 從 動 曲 柄 隨 之 作變 速 轉 動 ， 即 從 動 曲 柄 在 每 一 周 中 的

9、角 速 度 有 時 大 于 主 動 曲 柄 的 角 速 度 ， 有 時 小于 主 動 曲 柄 的 角 速 度 。雙 曲 柄 機 構 中 ， 常 見 的 還 有 平 行 雙 曲 柄 機 構 和 反 向 雙 曲 柄 機 構。雙 曲 柄 機 構 慣 性 篩 （ 1） 當 兩 曲 柄 的 長 度 相 等 且 平 行 時 ， 稱 為 平 行 雙 曲 柄 機 構 。平 行 雙 曲 柄 機 構 的 兩 曲 柄 的 旋 轉 方 向 相 同 ， 角 速 度 也 相 等 （ 圖a） 。 平 行 雙 曲 柄 機 構 應 用 很 廣 ， 機 車 聯(lián) 動 裝 置 中 ， 車 輪 相 當于 曲 柄 ， 保 證 了 各 車

10、 輪 同 速 同 向 轉 動 。 此 機 車 聯(lián) 動 裝 置 中 還 增設 一 個 曲 柄 EF作 輔 助 構 件 ， 以 防 止 平 行 雙 曲 柄 機 構 ABCD變 成 為反 向 雙 曲 柄 機 構 。 1.1.2 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 類 型 及 其 應 用(2)當 雙 曲 柄 機 構 對 邊 都 相 等 ， 但 互 不 平 行 ， 則 稱 其 為 反 向 雙 曲 柄 機 構 。 反 向 雙 曲 柄的 旋 轉 方 向 相 反 ， 且 角 速 度 也 不 相 等 。 車 門 啟 閉 機 構 中 ， 當 主 動 曲 柄 AB轉 動 時 ， 通過 連 桿 BC使 從 動 曲 柄

11、 CD朝 反 向 轉 過 ， 從 而 保 證 兩 扇 車 門 能 同 時 開 啟 和 關 閉 。 3 雙 搖 桿 機 構 在 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 ， 若 兩 個 連 架 桿 均 為 搖 桿 時 ， 則 該 機 構 稱 為 雙 搖 桿 機 構 。 在 雙搖 桿 機 構 中 ， 兩 桿 均 可 作 為 主 動 件 。 主 動 搖 桿 往 復 擺 動 時 ， 通 過 連 桿 帶 動 從 動 搖 桿往 復 擺 動 。 雙 搖 桿 機 構 在 機 械 工 程 上 應 用 也 不 少 ， 汽 車 離 合 器 操 縱 機 構 中 ,當 駕 駛 員 踩 下 踏板 時 ， 主 動 搖 桿 AB往 右 擺

12、 動 ， 由 連 桿 BC帶 動 從 動 桿 CD也 向 右 擺 動 ， 從 而 對 離 合 器 產生 作 用 。 機 車 主 動 輪 聯(lián) 動 裝 置 車 門 啟 閉 機 構 1.1.2 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 基 本 類 型 及 其 應 用載 重 車 自 卸 翻 斗 裝 置 中 ， 當 液 壓 缸 活 塞 向 右 伸 出 時 ， 可 帶 動 雙 搖 桿 AB和 CD向 右 擺 動 ， 從 而 使 翻 斗 車 內 的 貨 物 滑 下 。 起 重 機 中 ， 在 雙 搖 桿 AB和 CD的 配合 下 ， 起 重 機 能 將 起 吊 的 重 物 沿 水 平 方 向 移 動 ， 以 省 時 省

13、功 。汽 車 離 合 器 操 縱 機 構 起 重 機自 卸 翻 斗 機 構 1.1.3 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 曲 柄 存 在 條 件 從 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 三 種 基 本 形 式 可 知 ， 它 們 的 根 本 區(qū) 別 在 于 連 架 桿 是 否 為曲 柄 。 而 連 架 桿 能 否 成 為 曲 柄 ， 則 取 決 于 機 構 中 各 桿 的 長 度 關 系 和 選 擇 哪 個 構件 為 機 架 有 關 。 即 要 使 連 架 桿 成 為 能 整 周 轉 動 的 曲 柄 ， 各 桿 必 須 滿 足 一 定 的 長度 條 件 ， 這 就 是 所 謂 的 曲 柄 存 在 的 條 件

14、 。 下 圖 所 示 的 曲 柄 搖 桿 機 構 ， 其 中 AB為 曲 柄 ， BC為 連 桿 ， CD為 搖 桿 ， AD為 機架 ， 它 們 的 長 度 分 別 用 a、 b、 c、 d來 表 示 ， 在 AB轉 動 一 周 中 ， 曲 柄 AB與 機 架 AD兩 次 共 線 。 借 助 這 兩 個 位 置 ， 可 找 出 一 些 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 幾 何 關 系 。 當 連 桿 在 B1點 時 ， 形 成 B1C1D。 根 據(jù) 三 角 形 兩 邊之 和 必 大 于 第 三 邊 的 定 理 ， 得 b+cd+a 當 連 桿 在 B2點 時 ， 形 成 B2C2D, 得 (d-a

15、)+cb 即 d+cb+a (d-a)+bc 即 d+bc+a 考 慮 到 四 桿 位 于 同 一 直 線 時 ， 則 可 寫 成 如 下形 式 b+c d+a d+c b+a d+b c+a 將 式 、 、 分 別 兩 兩 相 加 ， 則 得 c a,b a,d a， 即 AB桿 為 最 短 桿 。 曲 柄 搖 桿 機 構 1.1.3 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 曲 柄 存 在 條 件 在 曲 柄 搖 桿 機 構 中 ， 要 使 連 架 桿 AB為 曲 柄 ， 它 必 須 是 四 桿 中 的 最短 桿 ， 且 最 短 桿 與 最 長 桿 長 度 之 和 應 小 于 其 余 兩 桿 長 度 之

16、 和 ， 考 慮 到更 一 般 的 情 形 ， 可 將 鉸 鏈 四 桿 機 構 曲 柄 存 在 條 件 概 括 為 ： (1)連 架 桿 與機 架 中 必 有 一 個 最 短 桿 ； (2)最 短 桿 與 最 長 桿 長 度 之 和 必 小 于 或 等 于其 余 兩 桿 長 度 之 和 。 上 述 兩 條 件 必 須 同 時 滿 足 ， 否 則 機 構 中 無 曲 柄 存 在 ， 根 據(jù) 曲 柄 條件 ， 還 可 作 如 下 推 論 ： (1)若 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 最 短 桿 長 度 與 最 長 桿 長 度 之 和 小 于 或 等 于 其余 兩 桿 長 度 之 和 ， 則 可 能 有

17、 以 下 三 種 情 況 ： 以 最 短 桿 的 相 鄰 桿 為 機 架 ， 則 最 短 桿 為 曲 柄 ， 而 與 機 架 相 連 的另 一 桿 為 搖 桿 ， 則 該 機 構 為 曲 柄 搖 桿 機 構 。 以 最 短 桿 為 機 架 ， 則 其 相 鄰 兩 桿 均 為 曲 柄 ， 故 該 機 構 為 雙 曲 柄 機 構 。 以 最 短 桿 相 對 桿 為 機 架 ， 則 無 曲 柄 存 在 ， 因 此 該 機 構 為 雙 搖 桿機 構 。 (2)若 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 最 短 桿 長 度 與 最 長 桿 長 度 之 和 大 于 其 余 兩 桿長 度 之 和 ， 則 無 論 以 哪

18、 一 桿 為 機 架 ， 均 為 雙 搖 桿 機 構 。 1.1.4 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 演 化 及 其 應 用 除 了 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 上 述 三 種 形 式 外 ， 人 們 還 廣 泛 采 用 其 他 形 式 的 平 面 四桿 機 構 。 分 析 、 研 究 這 些 平 面 四 桿 機 構 的 運 動 特 性 可 以 發(fā) 現(xiàn) ： 這 些 平 面 四 桿 機構 是 由 鉸 鏈 四 桿 機 構 通 過 一 定 途 徑 演 化 而 來 的 。 1 偏 心 輪 機 構 在 圖 a所 示 的 曲 柄 搖 桿 機 構 中 ， 桿 1為 曲 柄 ， 桿 3為 搖 桿 ， 若 將 轉

19、動 副 的 銷 釘B的 半 徑 逐 漸 擴 大 至 超 過 曲 柄 的 長 度 ， 便 可 得 到 如 圖 b所 示 的 機 構 ， 這 時 曲 柄 演變 成 一 幾 何 中 心 不 與 回 轉 中 心 相 重 合 的 圓 盤 ， 此 圓 盤 稱 偏 心 輪 ， 該 兩 輪 中 心 之間 的 距 離 稱 為 偏 心 距 ， 它 等 于 曲 柄 長 。 曲 柄 為 偏 心 輪 的 機 構 稱 偏 心 輪 機 構。 偏 心 輪 機 構 一 般 多 用 于 曲 柄 銷 承 受 較 大 沖 擊 載 荷 或 曲 柄 較 短 的 機 構 ，如 剪 床 、 沖 床 以 及 破 碎 機 等 。 銷 釘 擴 大

20、 1.1.4 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 演 化 及 其 應 用 2 曲 柄 滑 塊 機 構 在 圖 a所 示 的 曲 柄 搖 桿 機 構 中 ， 桿 1為 曲 柄 ， 桿 3為 搖 桿 ， 若 在 機 架 上 作 一 弧 形 槽 ， 槽 的 曲率 半 徑 等 于 搖 桿 3的 長 度 ， 把 搖 桿 3改 成 弧 形 滑 塊 ， 如 圖 b所 示 ， 這 樣 盡 管 把 轉 動 副 改 成 了 移 動副 ， 但 相 對 運 動 的 性 質 卻 完 全 相 同 。 如 果 將 圓 弧 形 槽 的 半 徑 增 加 到 無 窮 大 ， 則 圓 弧 形 槽 變 成 了直 槽 ， 這 樣 曲 柄 搖

21、桿 機 構 就 演 化 成 了 偏 置 的 曲 柄 滑 塊 機 構 (圖 c)， 圖 中 P為 曲 柄 中 心 A至 直 槽 中心 線 的 垂 直 距 離 ， 稱 偏 心 距 。 當 時 ， 稱 為 對 心 曲 柄 滑 塊 機 構 ， 常 簡 稱 為 曲 柄 滑 塊 機 構 (圖 d)。因 此 ， 可 以 認 為 曲 柄 滑 塊 機 構 是 由 曲 柄 搖 桿 機 構 演 化 而 來 的 。 曲 柄 滑 塊 機 構 在 機 械 中 應 用 十 分 廣 泛 。 如 內 燃 機 、 搓 絲 機 、 自 動 送 料 裝 置 以 及壓 力 機 都 是 曲 柄 滑 塊 機 構 。 在 曲 柄 滑 塊 機

22、 構 中 ， 若 曲 柄 為 主 動 件 ， 可 將 曲 柄 的 連 續(xù)旋 轉 運 動 ， 經 連 桿 轉 換 為 從 動 滑 塊 的 往 復 直 線 運 動 ， 圖 所 示 的 壓 力 機 ， 當 曲 柄 連 續(xù)旋 轉 運 動 時 ， 經 連 桿 帶 動 滑 塊 實 現(xiàn) 加 壓 工 作 ； 反 之 若 滑 塊 為 主 動 件 ， 經 連 桿 轉 換 為從 動 曲 柄 的 連 續(xù) 旋 轉 運 動 。曲 柄 搖 桿 機 構 的 演 化 壓力機 1.1.4 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 演 化 及 其 應 用 3 導 桿 機 構 若 將 曲 柄 滑 塊 機 構 （ 圖 1a） 中 的 構 件 1作

23、為 機 架 ， 就 演 化 成 導 桿 機 構 （ 圖 1b） 。導 桿 機 構 可 分 轉 動 導 桿 機 構 和 擺 動 導 桿 機 構 。 （ 1） 轉 動 導 桿 機 構 圖 1b所 示 導 桿 機 構 ， 當 時 ， 機 架 1為 最 短 桿 ， 它 的 相 鄰 桿 2與導 桿 4均 能 繞 機 架 作 連 續(xù) 轉 動 ， 故 稱 為 轉 動 導 桿 機 構 （ 圖 2a） ； 圖 2b所 示 為 插 床 機 構 ，其 中 構 件 1、 2、 3、 4組 成 轉 動 導 桿 機 構 ， 工 作 時 ， 導 桿 4繞 A點 回 轉 ， 帶 動 構 件 5及 插刀 6往 復 運 動 ，

24、實 現(xiàn) 切 削 。（ 2） 擺 動 導 桿 機 構 圖 1b所 示 導 桿 機 構 ， 當 時 ， 機 架 1不 是 最 短 桿 ， 它 的 相 鄰 構 件導 桿 4只 能 繞 機 架 擺 動 ， 故 稱 為 擺 動 導 桿 機 構 （ 圖 3a） 。 圖 3b所 示 為 刨 床 機 構 ， 其 中構 件 1、 2、 3、 4組 成 擺 動 導 桿 機 構 ， 工 作 時 ， 導 桿 4繞 A點 擺 動 ， 帶 動 構 件 5及 刨 刀 6往 復 運 動 ， 實 現(xiàn) 刨 削 。圖 1 導 桿 機 構 轉 動 導 桿 機 構 擺 動 導 桿 機 構 1.1.4 鉸 鏈 四 桿 機 構 的 演 化

25、 及 其 應 用 4 定 塊 機 構 若 將 曲 柄 滑 塊 機 構 （ 圖 1） 中 的 構 件 3作 為 機 架 ， 就 演 化 成 定 塊 機 構 （ 圖 2a)， 此 機構 中 滑 塊 固 定 不 動 。 圖 2b所 示 的 抽 水 機 ， 就 應 用 了 定 塊 機 構 。 當 搖 動 手 柄 1時 ， 在 桿 2的 支 撐 下 ， 活 塞 桿 4即 在 固 定 滑 塊 3（ 唧 筒 作 為 靜 件 ） 內 上 下 往 復 移 動 ， 以 達 到 抽 水 的目 的 。 5 搖 塊 機 構 若 將 曲 柄 滑 塊 機 構 （ 圖 1） 中 的 構 件 2作 為 機 架 ， 就 演 化

26、成 搖 塊 機 構 （ 圖 3a)， 此機 構 中 滑 塊 相 對 機 架 搖 動 。 這 種 機 構 常 應 用 于 擺 缸 式 內 燃 機 或 液 壓 驅 動 裝 置 。 圖 3b所 示 的 自 卸 翻 斗 裝 置 ， 也 應 用 了 搖 塊 機 構 。 桿 1（ 車 廂 ） 可 繞 車 架 2上 的 B點 擺 動 。 桿4（ 活 塞 桿 ） ， 液 壓 缸 3（ 搖 塊 ） 可 繞 車 架 上 C點 擺 動 ， 當 液 壓 缸 中 的 壓 力 油 推 動 活 塞桿 運 動 時 ， 迫 使 車 廂 繞 B點 翻 轉 ， 物 料 便 自 動 卸 下 。圖 1 曲 柄 滑 塊 機 構 圖 2

27、定 塊 機 構 圖 3 搖 塊 機 構 1.1.5 平 面 四 桿 機 構 的 運 動 特 性 1 急 回 特 性 圖 所 示 為 曲 柄 搖 桿 機 構 ， 設 等 速 轉 動 的 曲 柄 AB為 主 動 件 ， 它 在 回 轉 一 周 的 過 程 中 ，與 連 桿 BC有 兩 次 共 線 位 置 ABl和 AB2， 此 時 從 動 件 搖 桿 CD分 別 位 于 左 、 右 兩 個 極 限 位 置ClD和 C2D， 其 夾 角 稱 為 搖 桿 的 擺 角 。 主 動 曲 柄 與 連 桿 在 兩 共 線 位 置 時 所 夾 的 銳 角 稱 為極 位 夾 角 。 圖 1 曲 柄 搖 桿 機 構

28、2 12 2 1 11 2 21 21 180180C Cv t tK v tC Ct 當 曲 柄 等 速 轉 動 時 ， 搖 桿 來 回 擺 動 的 速 度 是 不 同 的 ，其 空 回 行 程 的 平 均 速 度 大 于 工 作 行 程 的 平 均 速 度 ， 這 種性 質 為 機 構 的 急 回 特 性 。 為 了 表 達 這 個 特 征 的 相 對 程 度 ，設該 值 稱 為 從 動 件 的 行 程 速 比 系 數(shù) 。 K的 大 小 表 示 急 回 的 程 度 。 由 上 式 可 知 ， K與 有 關 ， 當 =0時 ， K=1， 說明 該 機 構 無 急 回 特 性 ； 當 0， 則

29、 機 構 具 有 急 回 特 性 ， 越 大 ， K值 越 大 ，急 回 特 性 越 明 顯 。 與 K的 關 系 為1180 1KK 1.1.5 平 面 四 桿 機 構 的 運 動 特 性 2 死 點 在 曲 柄 搖 桿 機 構 中 ， 如 圖 所 示 ， 若 取 搖 桿 為 主 動 件 ， 當 搖 桿 在 兩 極 限 位 置 時 ， 連 桿 與 曲 柄 共線 ， 通 過 連 桿 加 于 曲 柄 的 力 F經 過 鉸 鏈 中 心 A， 該 力 對 A點 的 力 矩 為 零 ， 故 不 能 推 動 曲 柄 轉 動 ， 從而 使 整 個 機 構 處 于 靜 止 狀 態(tài) 。 這 種 位 置 稱 為

30、 死 點 。 平 面 四 桿 機 構 是 否 存 在 死 點 位 置 ， 決 定 于 從 動 件 是 否 與 連 桿 共 線 。 凡 是 從 動 件 與 連 桿 共 線 的位 置 都 是 死 點 。 圖 1 死 點 位 置 對 機 構 傳 遞 運 動 來 說 ， 死 點 是 有 害 的 ， 因 為 死 點 位 置 常 使 機 構 從 動 件 無 法 運 動 或 出 現(xiàn) 運 動 不 確定 現(xiàn) 象 。 如 圖 1所 示 的 縫 紉 機 踏 板 機 構 （ 曲 柄 搖 桿 機 構 ） ， 當 踏 板 CD為 主 動 件 并 作 往 復 擺 動 時 ， 機構 在 兩 處 有 可 能 出 現(xiàn) 死 點 位

31、 置 ， 致 使 曲 柄 AB不 轉 或 出 現(xiàn) 倒 轉 現(xiàn) 象 。 為 了 保 證 機 構 正 常 運 轉 ， 可 在曲 柄 軸 上 裝 飛 輪 ， 利 用 其 慣 性 作 用 使 機 構 順 利 地 通 過 死 點 位 置 。 在 工 程 上 ， 有 時 也 利 用 死 點 進 行 工 作 ， 如 圖 2所 示 的 鉸 鏈 四 桿 機 構 中 ， 就 是 應 用 死 點 的 性 質 來夾 緊 工 件 的 一 個 實 例 。 當 夾 具 通 過 手 柄 1， 施 加 外 力 F使 鉸 鏈 的 中 心 B、 C、 D處 于 同 一 條 直 線 上 時 ，工 件 2被 夾 緊 ， 此 時 如 將

32、 外 力 F去 掉 ， 也 仍 能 可 靠 地 夾 緊 工 件 ， 當 需 要 松 開 工 件 時 ， 則 必 須 向 上 扳動 手 柄 1， 才 能 松 開 夾 緊 的 工 件 。 圖 2 夾 緊 機 構 1.2.1 凸 輪 機 構 的 特 點 和 應 用 凸 輪 機 構 由 凸 輪 、 從 動 件 和 機 架 組 成 （ 圖 1） 。 凸 輪 是 主 動 件 ， 從 動 件 的 運 動 規(guī) 律 由 凸 輪 輪廓 決 定 。 凸 輪 機 構 是 機 械 工 程 中 廣 泛 應 用 的 一 種 高 副 機 構 。 圖 1 凸 輪 機 構 凸 輪 機 構 常 用 于 低 速 、 輕 載 的 自

33、動 機 或 自 動 機 的 控 制 機 構 。 圖 2所 示 為 汽 車 內 燃 機 的 配 氣 機 構 ， 當 凸 輪 1轉 動 時 ， 依 靠 凸 輪 的 輪 廓 ， 可 以 迫 使 從 動 件 氣 閥 2向 下 移 動 打 開 氣 門 (借 助 彈 簧 的 作 用 力 關 閉 )， 這 樣 就 可 以 按 預 定 時 間 ， 打 開 或 關 閉 氣 門 ， 以 完 成內 燃 機 的 配 氣 動 作 。 凸 輪 是 一 個 具 有 曲 線 輪 廓 或 凹 槽 的 構 件 。 它 能 控 制 從 動 件 運 動 規(guī) 律 ， 因 此 凸 輪 通 常 作 主 動 件并 作 等 速 轉 動 ， 當

34、 凸 輪 運 動 時 ， 借 助 它 的 曲 線 輪 廓 (或 凹 槽 )， 可 使 從 動 件 作 預 期 的 運 動 。 凸 輪 機 構 的 應 用 特 點 有 ： (1)便 于 準 確 地 實 現(xiàn) 給 定 的 運 動 規(guī) 律 。 （ 2） 結 構 簡 單 緊 湊 ， 易 于 設 計 ； (3)凸 輪 機 構 可 以 高 速 起 動 ， 動 作 準 確 可 靠 。 (4)凸 輪 與 從 動 件 為 高 副 接 觸 ， 不 便 潤 滑 ， 容 易 磨 損 ， 為 延 長 使 用 壽 命 ， 傳 遞 動 力 不 宜 過 大 。 (5)凸 輪 輪 廓 曲 線 不 易 加 工 。 構結機燃內車汽2

35、圖 圖 3 自 動 車 床 的 走 刀 機 構 1.2.2 凸 輪 機 構 的 類 型 凸 輪 機 構 按 凸 輪 的 形 狀 與 從 動 件 形 式 可 分 為 不 同 類 型 。 1 按 凸 輪 形 狀 分 （ 1） 盤 形 凸 輪 凸 輪 的 基 本 形 式 ， 應 用 最 廣 。 但 從 動 件 的 行 程 不 能 太 大 ， 否 則 凸 輪 變 化 過 大 ，對 凸 輪 機 構 的 工 作 不 利 ， 所 以 一 般 應 用 于 行 程 較 短 的 場 合 。 （ 2） 移 動 凸 輪 （ 板 狀 凸 輪 ） 可 視 為 回 轉 中 心 趨 向 于 無 窮 遠 的 盤 形 凸 輪 ，

36、 它 相 對 于 機 架 作 直線 往 復 移 動 。 圖 1中 用 以 車 制 手 柄 的 靠 模 就 是 采 用 移 動 凸 輪 機 構 。 移 動 凸 輪 機 構 在 靠 模 仿 形 機 械中 應 用 較 廣 。 上 述 兩 種 凸 輪 組 成 機 構 時 ， 凸 輪 與 從 動 件 的 相 對 運 動 是 平 面 運 動 ， 因 此 ， 上 述 兩 種 凸 輪 機 構稱 為 平 面 凸 輪 機 構 ， 其 凸 輪 稱 為 平 面 凸 輪 。 （ 3） 圓 柱 凸 輪 在 圓 柱 面 上 開 有 曲 線 凹 槽 ， 或 在 圓 柱 端 面 上 制 出 曲 線 輪 廓 ， 可 使 從 動

37、件 得 到較 大 的 行 程 。 屬 于 空 間 凸 輪 機 構 （ 圖 2)。 圖 1 移 動 凸 輪 機 構 圖 2 端 面 圓 柱 凸 輪 機 構 1.2.2 凸 輪 機 構 的 類 型 2 按 從 動 件 的 形 式 分 類 根 據(jù) 從 動 件 的 運 動 形 式 和 端 部 形 狀 區(qū) 分 ， 基 本 類 型 列 于 表 1。 表 1 凸 輪 機 構 從 動 件 的 基 本 類 型 接觸形式運動形式主要特點移動擺動尖頂結構簡單、緊湊，可準確地實現(xiàn)任意運動規(guī)律。但易磨損，適用于低速、傳力小和動作靈敏的場合，如儀表機構中滾子滾子接觸，摩擦阻力小，不易磨損，承載能力較大，但運動規(guī)律有局限性

38、，不宜于高速，故可用于傳遞較大的動力平底結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力小，適用于高速。但不能與內凹的輪廓接觸，因此運動規(guī)律受到一定限制曲面介于滾子和平底之間 1.2.3 凸 輪 機 構 的 基 本 參 數(shù) 1.基 圓 半 徑 在 圖 1所 示 的 機 構 中 ， 從 動 件 (桿 )在 最 低 位 置 時 ， 尖 頂 在 點 (圖 1a)， 以 凸 輪 的 最 小 半 徑 所 作的 圓 稱 為 基 圓 ， 稱 為 基 圓 半 徑 。 圖 1 凸 輪 機 構 的 位 移 曲 線 圖2 凸輪機構的壓力角 2 行 程 和 轉 角 當 凸 輪 按 逆 時 針 方 向 轉 過 一 個 角 度 時 (圖

39、1b)， 從 動 件 將 上 升 一 段 距 離 ， 即 產 生 一 段 位 移 s。當 凸 輪 轉 過 0時 ， 從 動 件 到 達 最 高 位 置 (圖 1c)， 此 時 從 動 件 的 最 大 升 距 稱 為 行 程 ， 用 h表 示 。凸 輪 轉 動 角 度 ， 稱 為 轉 角 (也 稱 為 動 作 角 或 運 動 角 )。 3 位 移 曲 線 如 果 將 從 動 件 的 位 移 s與 凸 輪 轉 角 的 關 系 用 曲 線 表 示 （ 圖 1d） ， 此 曲 線 稱 為 從 動 件 (桿 )的 位 移 曲 線 （ s- 曲 線 ） 。 4 壓 力 角 圖 2所 示 的 凸 輪 機 構

40、 中 ， 從 動 件 (桿 )與 凸 輪 輪 廓 在 A點 接 觸 ， 凸 輪 給 從 動 件 一 作 用 力 F， 其方 向 為 沿 接 觸 點 的 法 線 方 向 ， 我 們 把 這 個 力 的 作 用 線 與 從 動 件 運 動 方 向 之 間 的 夾 角 ， 叫 做 凸 輪機 構 在 該 點 的 壓 力 角 ， 用 表 示 。 1.2.4 從 動 件 常 用 運 動 規(guī) 律 從 動 件 的 運 動 規(guī) 律 是 指 其 位 移 、 速 度 和 加 速 度 隨 時 間 變 化 的 規(guī) 律 。 從 動 件 的 運 動 規(guī) 律 是 根 據(jù)機 器 工 作 要 求 確 定 的 。 從 動 件 不

41、同 的 運 動 規(guī) 律 對 應 于 不 同 的 凸 輪 輪 廓 。 在 設 計 凸 輪 機 構 時 ，首 先 選 定 從 動 件 的 運 動 規(guī) 律 ， 再 根 據(jù) 運 動 規(guī) 律 設 計 凸 輪 輪 廓 。 最 常 用 的 運 動 規(guī) 律 有 以 下 兩種 。 1.等 速 運 動 規(guī) 律 當 凸 輪 以 等 角 速 度 轉 動 時 ， 從 動 件 在 推 程 和 回 程 的 速 度 為 常 數(shù) ， 這 種 運 動 規(guī) 律 叫 做 等 速 運 動規(guī) 律 (圖 1)。 圖 1 等 速 運 動 規(guī) 律 2.等 加 速 等 減 速 運 動 規(guī) 律 這 種 運 動 規(guī) 律 是 從 動 件 在 一 個

42、推 程 或 者 回 程 中 ， 前 半 段 做 等 加 速 運 動 ， 后 半 段 做 等 減 速 運動 ； 而 且 前 后 兩 段 加 速 度 的 絕 對 值 相 等 。 圖 2 等 加 速 等 減 速 運 動 規(guī) 律 1.2.5 凸 輪 機 構 輪 廓 曲 線 的 畫 法 當 從 動 件 運 動 規(guī) 律 選 定 后 ， 即 可 根 據(jù) 該 運 動 規(guī) 律 和 其 他 給 定 條 件 （ 如 凸 輪 轉 向 、 基 圓 半 徑 等 ）確 定 凸 輪 的 輪 廓 曲 線 。 確 定 凸 輪 輪 廓 曲 線 的 方 法 有 圖 解 法 和 解 析 法 。 圖 解 法 的 特 點 是 簡 便 、直

43、 觀 ， 但 不 夠 精 確 ， 不 過 其 準 確 度 已 足 以 滿 足 一 般 機 器 的 工 作 要 求 。 1 “ 反 轉 法 ” 作 圖 方 法 凸 輪 輪 廓 曲 線 作 圖 的 方 法 是 “ 反 轉 法 ” 。 為 了 作 圖 方 便 起 見 ， 可 以 看 成 凸 輪 在 圖 紙 上 不 轉 動 ，而 將 從 動 件 的 位 置 看 成 是 相 反 于 凸 輪 的 旋 轉 方 向 轉 動 ， 并 以 此 方 向 作 圖 ， 這 就 是 “ 反 轉法 ” 。 這 種 方 法 的 優(yōu) 點 是 容 易 作 圖 。 2 輪 廓 曲 線 畫 法 步 驟 (1)先 畫 出 從 動 件

44、的 位 移 曲 線 圖 。 用 凸 輪 轉 角 作 橫 坐 標 ， 以 從 動 件 的 位 移 作 縱 坐 標 ， 由 從 動件 的 運 動 規(guī) 律 作 出 位 移 曲 線 ， 如 圖 b所 示 。 (2)再 畫 凸 輪 輪 廓 曲 線 。 在 凸 輪 基 圓 上 作 等 分 角 線 ， 用 “ 反 轉 法 ” 以 與 位 移 曲 線 相 同 的 比 例截 取 各 對 應 點 (位 移 行 程 )， 連 接 各 點 ， 即 可 得 凸 輪 輪 廓 曲 線 。 如 圖 a所 示 。 尖頂式移動凸輪的畫法 1.3.1 棘 輪 機 構 1 棘 輪 機 構 的 工 作 原 理 及 應 用 典 型 的

45、棘 輪 機 構 （ 圖 1） 是 由 棘 輪 1、 棘 爪 2、 機 架 以 及 止 回 棘 爪 5等 組 成 。 彈 簧 6使 止 回 棘 爪 5和 棘 輪 1始 終 保 持 接 觸 。 當 曲 柄 連 續(xù) 轉 動 時 ， 搖 桿 作 往 復 擺 動 。 當 搖 桿 逆 時 針 擺 動 時 ， 棘 爪便 嵌 入 棘 輪 的 齒 槽 中 ， 棘 爪 被 推 動 向 逆 時 針 方 向 轉 過 一 個 角 度 ； 當 搖 桿 順 時 針 擺 動 時 ， 棘爪 便 在 棘 輪 齒 背 上 滑 過 ， 這 時 止 回 棘 爪 阻 止 棘 輪 順 時 針 轉 動 ， 故 棘 輪 靜 止 不 動 。 這

46、 樣 ， 當搖 桿 作 連 續(xù) 擺 動 時 ， 棘 輪 就 作 單 向 的 間 歇 運 動 。 棘 輪 機 構 的 類 型 很 多 ， 按 照 工 作 原 理 可 分 為 齒 嚙 式 和 摩 擦 式 ， 按 結 構 特 點 可 分 為 外 接 式 和內 接 式 。 下 面 介 紹 幾 種 常 用 的 棘 輪 機 構 。 (1)具 有 棘 齒 的 棘 輪 機 構 單 動 式 棘 輪 機 構 (圖 1), 雙 動 式 棘 輪 機 構 (圖 2), 可 變 向 棘 輪 機 構 (圖 3), 前 述 棘 輪 機 構 ， 棘 輪 的 轉 角 都 是 以 棘 輪 的 輪 齒 為 單 位 的 ， 即 棘 輪

47、 轉 角 的 改 變 都 是 有 級 的 ，若 要 無 級 地 改 變 棘 輪 的 轉 角 ， 可 采 用 無 棘 齒 的 摩 擦 棘 輪 機 構 (圖 4） ， 該 機 構 是 摩 擦 棘 輪 機 構 中的 一 種 。 摩 擦 式 棘 輪 機 構 的 使 用 優(yōu) 點 是 無 噪 聲 ， 多 用 于 輕 載 間 歇 運 動 機 構 。 圖1 棘輪機構 圖 2 雙 動 式 棘 輪 機 構 圖 3 可 變 向 棘 輪 機 構 圖 4 摩 擦 式 棘 輪 機 構 1.3.2 槽 輪 機 構 1 槽 輪 機 構 的 工 作 原 理 槽 輪 機 構 能 把 主 動 軸 的 等 速 連 續(xù) 運 動 轉 變

48、 為 從 動 軸 周 期 性 的 間 歇 運 動 ， 槽 輪 機 構常 用 于 轉 位 或 分 度 機 構 。 圖 1所 示 為 一 單 圓 外 嚙 合 槽 輪 機 構 ， 它 由 帶 圓 柱 銷 2的主 動 撥 盤 1、 具 有 徑 向 槽 的 從 動 槽 輪 3和 機 架 等 組 成 。 槽 輪 機 構 工 作 時 ， 撥 盤 為主 動 件 并 以 等 角 速 度 連 續(xù) 回 轉 ， 從 動 槽 輪 作 時 轉 時 停 的 間 歇 運 動 。 當 圓 銷 2未 進 入 槽 輪 的 徑 向 槽 時 ， 由 于 槽 輪 的 內 凹 鎖 止 弧 被 撥 盤 的 外 凸 圓 弧 卡 住 ，故 槽

49、輪 靜 止 不 動 。 圖 1a所 示 為 圓 銷 2剛 開 始 進 入 槽 輪 徑 向 槽 的 位 置 。 這 時 鎖 止 弧 剛 好被 松 開 ， 隨 后 槽 輪 受 圓 銷 2的 驅 使 而 沿 反 向 轉 動 。 當 圓 銷 2開 始 脫 出 槽 輪 的 徑 向 槽 時（ 圖 1b） ， 槽 輪 的 另 一 內 凹 鎖 止 弧 又 被 曲 柄 的 外 凸 圓 弧 卡 住 ， 致 使 槽 輪 又 靜 止 不 動 ，直 到 曲 柄 上 的 圓 銷 2進 入 下 一 徑 向 槽 時 ， 才 能 重 復 上 述 運 動 。 這 樣 撥 盤 每 轉 一 周 ， 槽輪 轉 過 兩 個 角 度 。

50、圖 1 槽 輪 機 構 1.3.2 槽 輪 機 構 2 槽 輪 機 構 的 特 點 和 應 用 構 造 簡 單 ， 外 形 尺 寸 小 ， 工 作 可 靠 。 但 槽 輪 的 轉 角 大 小 不 能 調 節(jié) ， 圓 銷 與 輪 槽 間 沖 擊較 嚴 重 ， 尤 其 是 在 槽 輪 徑 向 槽 數(shù) 目 較 少 的 情 況 下 更 為 明 顯 ， 因 此 在 設 計 槽 輪 機 構 時 不 能 將槽 輪 的 槽 數(shù) 選 得 很 少 ， 在 生 產 實 際 中 用 的 槽 輪 機 構 ， 其 槽 數(shù) 常 取 4 8。 槽 輪 機 構 一 般 應 用 在 轉 速 不 高 、 要 求 斷 續(xù) 地 轉 過

51、 某 一 特 定 角 度 的 裝 置 中 。 例 如 ： 在 自動 機 上 ， 用 以 間 歇 地 轉 動 刀 架 或 工 作 臺 ； 在 化 工 廠 管 道 系 統(tǒng) 中 ， 用 以 啟 閉 閥 門 ； 在 電 影 放映 機 中 ， 用 作 卷 片 機 構 （ 圖 1） ， 為 了 適 應 人 們 的 視 覺 暫 留 現(xiàn) 象 ， 要 求 影 片 作 間 歇 運 動 ，它 采 用 四 槽 槽 輪 機 構 ， 當 傳 動 軸 帶 動 圓 銷 每 轉 過 一 周 ， 槽 輪 相 應 地 轉 過 90 ， 因 此 能 使 影片 的 畫 面 作 短 暫 的 停 留 。 圖 2所 示 為 六 角 自 動

52、車 床 的 刀 架 轉 位 機 構 ， 為 了 滿 足 零 件 加 工 工藝 要 求 自 動 變 換 所 需 刀 具 ， 采 用 六 槽 的 槽 輪 機 構 ， 當 圓 銷 1進 、 出 槽 輪 一 次 ， 則 可 推 動 槽輪 2轉 過 60 ， 并 且 使 下 一 工 序 的 刀 具 轉 到 工 作 位 置 。 圖 1 放 映 機 的 卷 片 機 構 圖 2 刀 架 轉 位 機 構 1.4.1 變 速 機 構 和 變 向 機 構 變 速 機 構 是 指 在 輸 入 轉 速 不 變 的 條 件 下 ， 使 從 動 輪 (軸 )得 到 不 同 轉 速 的 傳 動 裝 置 。 例如 機 床 主

53、軸 的 變 速 傳 動 系 統(tǒng) 是 將 動 力 源 (主 電 動 機 )的 恒 定 轉 速 通 過 變 速 箱 變 換 為 主 軸 的 多級 轉 速 。 機 床 、 汽 車 和 其 他 機 械 上 常 用 的 變 速 機 構 有 滑 移 齒 輪 變 速 機 構 、 塔 齒 輪 變 速 機 構 、 倍增 變 速 機 構 和 拉 鍵 變 速 機 構 等 。 但 無 論 哪 一 種 變 速 機 構 ， 都 是 通 過 改 變 一 對 齒 輪 傳 動 比 大小 ， 從 而 改 變 從 動 輪 (軸 )的 轉 速 。 1 塔 齒 輪 變 速 機 構 如 圖 所 示 為 塔 齒 輪 變 速 機 構 。 導

54、 向 鍵 14裝 在 主 軸 15的 長 鍵 槽 中 ， 其 上 裝 有 滑 移 齒 輪 11和 撥 叉 10， 并 可 沿 軸 滑 動 。 主 軸 15可 通 過 齒 輪 11、 中 間 齒 輪 12將 運 動 傳 給 塔 齒 輪 1中 的 任意 一 個 ， 使 軸 2轉 動 。 由 于 塔 齒 輪 由 小 到 大 ， 所 以 齒 輪 箱 殼 體 上 就 制 成 斜 形 插 孔 板 8， 用 插銷 9插 入 定 位 ， 以 限 制 齒 輪 11在 運 轉 時 軸 向 移 動 。 軸 2轉 動 時 ， 可 通 過 離 合 器 3和 4傳 給 絲 杠5， 或 通 過 齒 輪 7傳 給 光 桿 6

55、。 它 是 通 過 滑 移 齒 輪 11分 別 與 塔 形 齒 輪 嚙 合 ， 使 絲 杠 或 光 桿 得到 不 同 的 轉 速 。 塔齒輪變速機構 1.4.1 變 速 機 構 2 倍 增 齒 輪 變 速 機 構 如 圖 1所 示 為 倍 增 變 速 機 構 ， 它 是 由 三 根 軸 和 滑 移 、 空 套 、 固 定 齒 輪 組 成 。 軸 1是 主 動軸 ， 其 上 裝 有 三 個 二 聯(lián) 齒 輪 Z28 42， 其 中 一 個 固 定 在 軸 1上 ， 其 余 兩 個 是 空 套 的 。 在 軸 上空 套 三 個 二 聯(lián) 齒 輪 。 Z42 56， 右 端 邊 上 還 有 一 個 。

56、Z56齒 輪 空 套 在 軸 上 。 在 軸 3上 裝 有 一個 滑 移 齒 輪 ， 以 便 與 軸 上 任 意 一 個 Z56齒 輪 嚙 合 。 這 樣 可 以 得 到 四 種 傳 動 比 。第 一 級第 二 級 第 三 級 第 四 級 113 3 42 28 142 56 2ni n 113 3 56 28 128 56ni n 113 3 56 42 56 28 228 42 28 56ni n 113 3 56 42 56 42 56 28 428 42 28 42 28 56ni n 3.拉 鍵 變 速 機 構 圖 2所 示 為 拉 鍵 變 速 機 構 ， Z1、 Z3、 Z5和 Z

57、7四 個 齒 輪 固 定在 軸 2上 ， Z2、 Z4、 Z6和 Z8四 個 齒 輪 空 套 在 套 筒 軸 3上 ， 中 間 用墊 圈 隔 開 。 套 筒 軸 3的 孔 中 插 入 手 柄 軸 4， 并 在 軸 的 前 端 設 有 彈簧 鍵 1， 可 以 從 套 筒 軸 3的 穿 通 的 長 槽 中 彈 出 ， 以 便 嵌 入 四 個 空套 齒 輪 中 的 一 個 。 在 圖 8.54所 示 位 置 ， 鍵 1嵌 在 齒 輪 Z8內 孔 的 鍵槽 中 ， 這 樣 軸 2的 運 動 通 過 齒 輪 Z7與 Z8的 嚙 合 傳 給 軸 3。 此 時Z2、 Z4、 Z6也 以 各 自 的 轉 速

58、空 轉 。 圖1 倍增變速機構 圖2 拉鍵變速機構 1.4.1 變 速 機 構 4 滑 移 齒 輪 變 速 機 構 曾 在 前 面 輪 系 部 分 介 紹 過 滑 移 齒 輪 變 速 的 原 理 ， 故 此 處 不 再 詳 述 。 上 面 所 講 的 變 速 機 構 為 有 級 變 速 機 構 ， 它 們 的 變 速 可 靠 、 傳 動 比 準 確 、 結 構 緊 湊 。 但所 用 的 零 件 多 、 質 量 大 、 高 速 轉 動 不 平 穩(wěn) 、 變 速 時 有 噪 聲 。 5 無 級 變 速 機 構 圖 所 示 ， 是 摩 擦 盤 式 無 級 變 速 機 構 的 傳 動 原 理 結 構 圖

59、 。 錐 形 盤 1裝 在 電 動 機 軸 上 ， 電動 機 軸 線 傾 斜 一 個 角 度 。 端 面 盤 2裝 在 底 板 支 架 6上 ， 借 彈 簧 3的 壓 力 使 其 與 錐 形 盤 1的 斜 面貼 緊 。 當 轉 動 齒 輪 5通 過 固 定 在 底 板 上 的 齒 條 4移 動 支 架 6時 ， 就 可 以 改 變 接 觸 半 徑 ， 因 而可 得 到 不 同 的 傳 動 比 。 摩 擦 盤 無 級 變 速 機 構 1 22 1n Ri n R 式 中 ： n1、 n2錐 形 盤 1和 端 面 盤 2的 轉 速 ， r min； R1、 R2錐 形 盤 1和 端 面 盤 2接

60、觸 點 半 徑 。 1.4.1 變 速 機 構 4 滑 移 齒 輪 變 速 機 構 曾 在 前 面 輪 系 部 分 介 紹 過 滑 移 齒 輪 變 速 的 原 理 ， 故 此 處 不 再 詳 述 。 上 面 所 講 的 變 速 機 構 為 有 級 變 速 機 構 ， 它 們 的 變 速 可 靠 、 傳 動 比 準 確 、 結 構 緊 湊 。 但所 用 的 零 件 多 、 質 量 大 、 高 速 轉 動 不 平 穩(wěn) 、 變 速 時 有 噪 聲 。 5 無 級 變 速 機 構 圖 所 示 ， 是 摩 擦 盤 式 無 級 變 速 機 構 的 傳 動 原 理 結 構 圖 。 錐 形 盤 1裝 在 電

61、動 機 軸 上 ， 電動 機 軸 線 傾 斜 一 個 角 度 。 端 面 盤 2裝 在 底 板 支 架 6上 ， 借 彈 簧 3的 壓 力 使 其 與 錐 形 盤 1的 斜 面貼 緊 。 當 轉 動 齒 輪 5通 過 固 定 在 底 板 上 的 齒 條 4移 動 支 架 6時 ， 就 可 以 改 變 接 觸 半 徑 ， 因 而可 得 到 不 同 的 傳 動 比 。 摩 擦 盤 無 級 變 速 機 構 1 22 1n Ri n R 式 中 ： n1、 n2錐 形 盤 1和 端 面 盤 2的 轉 速 ， r min； R1、 R2錐 形 盤 1和 端 面 盤 2接 觸 點 半 徑 。 1.4.2

62、變 向 機 構 所 謂 變 向 機 構 是 指 在 輸 入 旋 轉 方 向 不 變 的 條 件 下 ， 改 變 從 動 輪 (軸 )旋 轉 方 向 的 裝 置 。 常 用的 有 三 星 齒 輪 變 向 機 構 、 滑 移 齒 輪 變 向 機 構 和 圓 錐 齒 輪 變 向 機 構 等 。 1 三 星 齒 輪 變 向 機 構 圖 1所 示 ， 由 Z1、 Z2、 Z3和 Z4四 個 齒 輪 ， 以 及 三 角 形 杠 桿 架 組 成 。 Zl和 Z4兩 齒 輪 用 鍵 裝 在 位置 固 定 的 軸 上 ， 并 可 與 軸 一 起 轉 動 2和 3兩 齒 輪 空 套 在 三 角 形 杠 桿 架 的

63、 軸 上 ， 杠 桿 架 通 過 搬 動手 柄 可 繞 齒 輪 Z4軸 心 轉 動 。 在 圖 示 位 置 ， 齒 輪 通 過 齒 輪 Z3帶 動 齒 輪 Z4， 使 齒 輪 z4按 一 定 方 向 旋轉 ， 齒 輪 Z2空 轉 。 若 手 柄 向 下 搬 動 ， 這 時 Z1和 Z3兩 齒 輪 脫 開 嚙 合 ， Z1和 Z2進 入 嚙 合 ， 這 樣 齒 輪Z1通 過 齒 輪 2和 3而 帶 動 齒 輪 4， 由 于 多 了 一 個 中 間 齒 輪 Z2， 當 齒 輪 Z1的 旋 轉 方 向 不 變 ， 齒 輪 在Z4的 旋 轉 方 向 就 改 變 了 。 2 滑 移 齒 輪 變 向 機

64、構 圖 2所 示 為 滑 移 齒 輪 變 向 機 構 。 由 Z1、 Z2、 Z3、 Z4和 中 間 齒 輪 2組 成 ； Z1和 Z3為 二 聯(lián) 滑 移 齒輪 ， 用 導 向 鍵 或 花 鍵 與 軸 聯(lián) 接 。 Z2和 Z4固 定 在 軸 上 。 在 圖 示 位 置 ， 當 齒 輪 Z1的 轉 動 通 過 中 間 齒輪 Z帶 動 齒 輪 Z2轉 動 時 ， 則 齒 輪 Zl和 Z2的 旋 轉 方 向 相 同 。圖1 三星齒輪變向機構 圖2 滑移齒輪變向機構 1.4.2 變 向 機 構若 將 二 聯(lián) 齒 輪 Z1和 Z3向 右 移 動 時 ， 使 齒 輪 Zl與 中 間 齒 輪 Z脫 開 嚙

65、合 ， 齒 輪 Z3和 Z4進 入 嚙 合 ， 因為 少 了 一 個 中 間 齒 輪 在 該 變 向 機 構 中 ， 所 以 齒 輪 Z3和 Z4的 旋 轉 方 向 相 反 。 在 該 變 向 機 構 中 ， 若 ，則 只 是 一 個 變 向 機 構 ； 若 則 既 是 一 個 變 向 機 構 ， 又 是 一 個 變 速 機 構 ， 即 可 同 時 完 成 變 向 和 變 速要 求 。 3 圓 錐 齒 輪 變 向 機 構 圖 所 示 為 圓 錐 齒 輪 變 向 機 構 。 在 圖 a中 ， 兩 個 端 面 帶 有 爪 形 齒 的 圓 錐 齒 輪 Z2和 Z3， 空 套 在水 平 軸 上 ， 這

66、 兩 個 圓 錐 齒 輪 能 與 同 軸 上 可 滑 移 的 雙 向 爪 形 離 合 器 嚙 合 或 分 離 ， 雙 向 爪 形 離 合 器和 水 平 軸 用 鍵 聯(lián) 接 。 另 一 個 圓 錐 齒 輪 Z1固 定 在 垂 直 軸 上 。 當 圓 錐 齒 輪 Z1旋 轉 時 ， 帶 動 水 平 軸 上兩 個 圓 錐 齒 輪 Z2和 Z3， 這 兩 個 齒 輪 同 時 以 相 反 的 方 向 在 軸 上 空 轉 。 如 果 雙 向 離 合 器 向 左 移 動 ，與 左 面 圓 錐 齒 輪 Z2上 的 端 面 爪 形 齒 嚙 合 ， 那 么 運 動 由 左 面 的 圓 錐 齒 輪 Z2通 過 雙 向 離 合 器 傳 給 水平 軸 ； 若 雙 向 離 合 器 向 右 移 動 ， 與 圓 錐 齒 輪 Z3端 面 爪 形 齒 嚙 合 ， 那 么 運 動 將 由 圓 錐 齒 輪 Z3通 過雙 向 離 合 器 傳 給 水 平 軸 ， 且 旋 轉 方 向 相 反 。 圖 b所 示 為 滑 移 齒 輪 式 變 向 機 構 。 通 過水 平 軸 上 的 滑 移 齒 輪 ， 使 左 或 右 齒 輪 與 主動