機械設計中必須掌握的平面機構知識

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若組成機構的所有構件都在同一平面或相互平行的平面內運動，則稱該機構為平面機構。機構是具有確定運動的構件系統，其組成要素有構件和運動副。所有構件的運動平面都相互平行的機構亦稱為平面機構，否則稱為空間機構。

1、構件

構件是機構彼此相對運動的運動單元體。一個構件可以是一個單獨制造的零件，如連桿；也可以是由若干零件聯接構成的組合體。

2、運動副

機構中各個構件之間必須有確定的相對運動，因此，構件的連接既要使兩個構件直接接觸，又能產生一定的相對運動，這種直接接觸的活動連接稱為運動副。軸承中的滾動體與內外圈的滾道，嚙合中的一對齒廓、滑塊與導軌)，均保持直接接觸，并能產生一定的相對運動，因而都構成了運動副。

3、平面機構運動簡圖

工程上通常不考慮構件的外形、截面尺寸和運動副的實際結構，只用規定的簡單線條和符號表示機構中的構件和運動副，并按一定的比例畫出表示各運動副的相對位置及它們相對運動關系的圖形，這種表示機構各構件之間相對運動關系的簡單圖形，稱為機構運動簡圖。機構運動簡圖保持了其實際機構的運動特征，它簡明地表達了實際機構的運動情況。

平面機構運動簡圖的繪制步驟：

• 分析機構的結構和運動情況，找出主動件、從動件和機架，確定運動關系；
  
• 確定機構中構件的數目和運動副的類型及數目；
  
• 選擇視圖平面；
  
• 選定適當的比例尺，繪制機構運動簡圖；
  
  
  

4、鉸鏈四桿機構

全部用轉動副將四個構件聯接起來的四桿機構稱為鉸鏈四桿機構。它是四桿機構的最基本的形式，其它形式的四桿機構都可看作是在它的基礎上演化而成。

鉸鏈四桿機構中，根據連架桿運動形式的不同，可分為曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構三種基本形式。

5、鉸鏈四桿機構的演化

通過連桿機構的倒置、改變各桿相對長度或改變運動副形式等方法，由鉸鏈四桿機構演化而來，典型實例是曲柄搖桿機構演化為曲柄滑塊機構。

曲柄滑塊機構是用曲柄和滑塊來實現轉動和移動相互轉換的平面連桿機構，也稱曲柄連桿機構。

曲柄滑塊機構中與機架構成移動副的構件為滑塊，通過轉動副A、B聯接曲柄和滑塊的構件為連桿。

應用領域及作用：內燃機中的曲軸為曲柄、連桿為連桿，活塞為滑塊。作用是將燃燒后的空氣產生的壓力帶動活塞的直線運動轉換為回轉運動，發動機就轉了。

空氣壓縮機：曲軸為曲柄、連桿為連桿，活塞為滑塊，其中的作用是將回轉運動轉換為直線運動，壓縮空氣。

王章

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