机械设计中必须掌握的平面机构知识

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若组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动，则称该机构为平面机构。机构是具有确定运动的构件系统，其组成要素有构件和运动副。所有构件的运动平面都相互平行的机构亦称为平面机构，否则称为空间机构。

1、构件

构件是机构彼此相对运动的运动单元体。一个构件可以是一个单独制造的零件，如连杆；也可以是由若干零件联接构成的组合体。

2、运动副

机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。轴承中的滚动体与内外圈的滚道，啮合中的一对齿廓、滑块与导轨)，均保持直接接触，并能产生一定的相对运动，因而都构成了运动副。

3、平面机构运动简图

工程上通常不考虑构件的外形、截面尺寸和运动副的实际结构，只用规定的简单线条和符号表示机构中的构件和运动副，并按一定的比例画出表示各运动副的相对位置及它们相对运动关系的图形，这种表示机构各构件之间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。机构运动简图保持了其实际机构的运动特征，它简明地表达了实际机构的运动情况。

平面机构运动简图的绘制步骤：

• 分析机构的结构和运动情况，找出主动件、从动件和机架，确定运动关系；
  
• 确定机构中构件的数目和运动副的类型及数目；
  
• 选择视图平面；
  
• 选定适当的比例尺，绘制机构运动简图；
  
  
  

4、铰链四杆机构

全部用转动副将四个构件联接起来的四杆机构称为铰链四杆机构。它是四杆机构的最基本的形式，其它形式的四杆机构都可看作是在它的基础上演化而成。

铰链四杆机构中，根据连架杆运动形式的不同，可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。

5、铰链四杆机构的演化

通过连杆机构的倒置、改变各杆相对长度或改变运动副形式等方法，由铰链四杆机构演化而来，典型实例是曲柄摇杆机构演化为曲柄滑块机构。

曲柄滑块机构是用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。

曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，通过转动副A、B联接曲柄和滑块的构件为连杆。

应用领域及作用：内燃机中的曲轴为曲柄、连杆为连杆，活塞为滑块。作用是将燃烧后的空气产生的压力带动活塞的直线运动转换为回转运动，发动机就转了。

空气压缩机：曲轴为曲柄、连杆为连杆，活塞为滑块，其中的作用是将回转运动转换为直线运动，压缩空气。

王章

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