几种典型工程实践机构优化方案

（1）导杆摇杆滑块冲压机构

如图2.13所示，曲柄为主动件。其杆长为LAB＝87 mm，LCD＝135 mm，LAC＝345 mm，LDE＝140 mm，LAO＝90 mm，LOH＝95 mm，h＝480 mm。

（2）凸轮连杆机构

图2.13　导杆摇杆滑块冲压机构

结构说明：由凸轮与连杆组合成的组合式机构。

工作原理和特点：一般凸轮为主动件，能实现较复杂的运动规律。

应用举例：自动车床送料及进刀机构。如图2.14所示机构，由平底直动从动件盘状凸轮机构与连杆机构组成。当凸轮转动时，推动杆DE往复移动，通过连杆DB与摆杆AB及滑块C带动从动件CF（推料杆）作周期性往复直线运动。

（3）齿轮连杆机构

如图2.15所示为用于打包机中的双向加压机构。摆杆1为主动件，通过滑块2带动齿条3往复移动，使齿轮4回转，与之啮合的齿条5、6的移动方向相反，以完成紧包的动作。

图2.14　凸轮连杆机构

图2.15　齿轮连杆机构

（4）间歇运动机构

1）槽轮机构与导杆机构

结构说明：图2.16为槽轮机构与导杆机构串联而成的机构系统。

工作原理和特点：当杆1作匀速回转时，导杆和拨盘3作非匀速回转运动。

从而改善了槽轮机构的动力特性。

应用说明：槽轮机构动力性能较差，但若将一个转动导杆机构串接在槽轮机构之前，则可改善槽轮机构的动力性能。

图2.16　槽轮机构与导杆机构

图2.17　单侧停歇的移动机构

2）单侧停歇的移动机构

结构说明：如图2.17所示机构，由六连杆机构ABCDEFG和曲柄滑块机构GFH串联组合而成。连杆上E点的轨迹在E1EE2段近似为圆弧，圆弧中心为F。六连杆机构的从动杆FG为GFH机构的主动件。

工作原理和特点：主动曲柄AB作匀速转动，连杆上的E点作平面复杂运动，当运动到E1EE2近似圆弧段时，铰链F处于曲率中心，保持静止状态，摆杆GF近似停歇从而实现滑块H在右极限位置的近似停歇，这是利用连杆曲线上的近似圆弧段实现滑块具有单侧停歇的往复移动。

（5）行程放大机构

1）导杆齿轮齿条机构

结构说明：如图2.18所示机构，由摆动导杆机构与双联齿轮齿条机构组成。导块4与滑板5铰接，在滑板的E、F两点分别铰接相同的齿轮6和9，它们分别与固定齿条8和移动齿条7啮合。

工作原理和特点：通过摆动导杆机构使导杆1绕C轴摆动，由导块4、滑板5及齿轮6的运动，驱动齿条7往复移动，齿条的行程为滑板5行程的两倍。

图2.18　导杆齿轮齿条机构

图2.19　多杆行程放大机构

2）多杆行程放大机构

结构说明：如图2.19所示机构，由曲柄摇杆机构1—2—3—6与导杆滑块机构3—5—6组成。曲柄1为主动件，从动件5往复移动。

工作原理和特点：主动件1的回转运动转换为从动件5的往复移动。如果采用曲柄滑块机构来实现，则滑块的行程受到曲柄长度的限制。而该机构在同样曲柄长度条件下能实现滑块的大行程。

应用举例：用于梳毛机堆毛板传动机构。

（6）摆角放大机构

1）双摆杆摆角放大机构

结构说明：如图2.20所示机构，从动摆杆2插入主动摆杆4端部滑块3中，两杆中心距a应小于摆杆1的半径r。

工作原理：当摆杆1摆动α角时，杆2的摆角β大于α，实现摆角增大，各参数之间的关系为：

图2.20　双摆杆摆角放大机构

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图2.21　六杆机构摆角放大机构

2）六杆机构摆角放大机构

结构说明：如图2.21所示机构，由曲柄摇杆机构1—2—3—6与摆动导杆机构3—4—5—6组成。曲柄1为主动件，摆杆5为从动件。

工作原理和特点：当曲柄1连续转动时，通过连杆2使摆杆3作一定角度的摆动，再通过导杆机构使从动摆杆5的摆角增大。该机构摆杆5的摆角可增大到200°左右。

应用举例：用于缝纫机摆梭机构。

（7）实现特殊点轨迹的机构

1）实现近似直线运动的铰链四杆机构

工作原理和特点：当主动件DC绕机架铰链点D摆动时，E点轨迹为近似直线。

应用举例：可用于固定式港口用起重机，E点处安装吊钩。利用E点轨迹的近似直线段吊装货物，能符合吊装设备的工艺要求。

图2.22　实现近似直线运动的铰链四杆机构

图2.23　送纸机构

2）送纸机构

结构、工作原理和特点说明：图2.23为平板印刷机中用以完成送纸运动的机构，当固接在一起的双凸轮1转动时，通过连杆机构使固接在连杆2上的吸嘴沿轨迹mm运动，以完成将纸吸起和送进等运动。

3）铸锭送料机构

结构说明：如图2.24所示，液压缸1为主动件，通过连杆驱动双摇杆机构ABCD，通过连杆件4，将从加热炉出料的铸锭6送到升降台7。

工作原理和特点：图中实线位置为出炉铸锭进入盛料器3内，盛料器3即为双摇杆ABCD中的连杆BC，当机构运动到虚线位置时，盛料器3翻转180°把铸锭卸放到升降台7上。

应用举例：加热炉出料设备、加工机械的上料设备等。

图2.24　铸锭送料机构

（8）改变机构的运动特性

1）插床的插削机构

工作原理和特点：如图2.25所示，在ABC摆动导杆机构的摆杆BC反向延长线的D点上加二级RRP杆组（连杆DE和滑块E），成为六杆机构。主动曲柄AB匀速转动，滑块E在垂直于AC的导路上往复移动，具有较大的急回特性。改变ED连杆的长度，滑块E可获得不同的运动规律。在滑块E上安装插刀，机构可作为插床的插削机构。

图2.25　插床的插削机构

图2.26　冲压机构

2）冲压机构

机构组成：该机构由齿轮机构与对称配置的两套曲柄滑块机构组合而成，AD杆与齿轮1固连，BC杆与齿轮2固连，如图2.26所示。

工作特点：齿轮1匀速转动，带动齿轮2回转，从而通过连杆3、4驱动冲头杆5上下直线运动完成预定功能。

该机构可拆去杆件5，而E点运动轨迹不便，故该机构可用于因受空间限制无法安置滑槽但又须获得直线进给的自动机械中。而且对称布置的曲柄滑块机构可使滑块运动受力状态好。

3）插床机构

机构组成：该机构由转动导杆机构与正置曲柄滑块机构组成，如图2.27所示。

图2.27　插床机构

工作特点：曲柄1匀速转动，通过滑块2带动从动件3绕B点回转，通过连杆4驱动滑块5作直线移动。由于导杆机构驱动滑块5往复运动时对应的曲柄1转角不同，故滑块5具有急回特性。

4）筛料机构

机构组成：该机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构组成，如图2.28所示。

工作特点：曲柄1匀速转动，通过摇杆3和连杆4带动滑块5作往复直线运动，由于曲柄摇杆机构的急回性质，使得滑块5速度、加速度变化较大，从而更好地完成筛料工作。

图2.28　筛料机构

5）行程放大机构

机构组成：该机构由曲柄滑块机构和齿轮齿条机构组成，其中齿条5固定为机架，齿轮4为移动件，如图2.29所示。

图2.29　行程放大机构

工作特点：曲柄1匀速转动，连杆上C点作直线运动，通过齿轮3带动齿条4作直线移动，齿条4的移动行程是C点行程的两倍，故为行程放大机构。