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常見(jiàn)的回轉、直線(xiàn)運動(dòng)轉換的機構
實(shí)際的機器當中，往往需要用到回轉運動(dòng)與直線(xiàn)運動(dòng)之間的相互轉換，本文介紹了能實(shí)現此功能的幾種常見(jiàn)機構，分別是曲柄滑塊機構、凸輪機構、齒輪齒條機構和滾珠絲杠機構，并說(shuō)明了各自的特點(diǎn)及在實(shí)際中的應用。下面是小編幫大家整理的常見(jiàn)的回轉、直線(xiàn)運動(dòng)轉換的機構，歡迎大家分享。
關(guān)鍵詞：回轉運動(dòng);機構;直線(xiàn)運動(dòng)
一、曲柄連桿機構
1.1 曲柄滑塊機構定義
在普通四桿機構中，四個(gè)構件之間都是通過(guò)轉動(dòng)副連接，這樣可以實(shí)現曲線(xiàn)與曲線(xiàn)運動(dòng)之間的轉換。而曲柄滑塊機構是保留曲柄桿、中間桿和固定桿(機架)，將另一根桿退化為滑塊，使滑塊與中間連桿用轉動(dòng)副連接，滑塊與固定桿用移動(dòng)副連接，這樣就可以實(shí)現曲柄端的回轉運動(dòng)與滑塊端的直線(xiàn)運動(dòng)相互轉化。
1.2 曲柄滑塊機構的特點(diǎn)及應用
1.2.1 優(yōu)點(diǎn)
�、俚透边B接，運動(dòng)副單位面積受力小，便于潤滑，磨損小;
�、趯τ陂L(cháng)距離的控制也可以實(shí)現;
�、蹣嫾g的運動(dòng)靠幾何封閉來(lái)維系，比力封閉的可靠。
1.2.2 缺點(diǎn)
�、俳Y構設計較復雜，且對制造安裝的敏感性大;
�、诟咚贂r(shí)將引起很大的振動(dòng)和動(dòng)載荷。
1.2.3 應用
曲柄滑塊機構在機械中的應用很廣泛，例如，內燃機通過(guò)活塞往復運動(dòng)將內能轉換為曲柄轉動(dòng)的機械能;壓力機結構中通過(guò)曲柄的連續轉動(dòng)，經(jīng)連桿帶動(dòng)滑塊實(shí)現加壓作用;牛頭刨床主運動(dòng)機構中，導桿繞一點(diǎn)擺動(dòng)，帶動(dòng)滑枕做往復運動(dòng)，實(shí)現刨削;抽水機結構中，搖動(dòng)手柄時(shí)，在連桿的支承下，活塞桿在筒(固定滑塊)內做上下運動(dòng)，以達到抽水目的。另外，工程中的搓絲機、自動(dòng)送料裝置及自卸翻斗裝置等機械中都用到曲柄滑塊機構。
二、凸輪機構
2.1 凸輪機構的組成和特點(diǎn)
凸輪機構是由凸輪、從動(dòng)件和機架三個(gè)部分組成，其中凸輪是主動(dòng)件，從動(dòng)件的運動(dòng)規律由凸輪的輪廓決定。凸輪是具有曲線(xiàn)輪廓或溝槽的構件，若從動(dòng)件是移動(dòng)構件，那么這樣的凸輪機構便能實(shí)現回轉運動(dòng)、直線(xiàn)運動(dòng)的轉換。
凸輪機構特點(diǎn)是：
�、倏梢杂糜趯膭�(dòng)件任意運動(dòng)規律要求的場(chǎng)合;
�、诳梢愿咚賳�(dòng)，動(dòng)作準確可靠，結構簡(jiǎn)單緊湊;
�、弁馆喓蛷膭�(dòng)件以點(diǎn)或線(xiàn)接觸，單位面積上壓力高，難以保持良好的潤滑，易磨損;
�、芡馆喰螤顝碗s，加工維修較困難。
2.2 凸輪機構的分類(lèi)及應用
凸輪機構根據各構件相對運動(dòng)的位置，可分為平面凸輪機構和空間凸輪機構兩大類(lèi)，根據從動(dòng)件的運動(dòng)形式，凸輪機構可分為移動(dòng)從動(dòng)凸輪機構和擺動(dòng)從動(dòng)凸輪機構兩大類(lèi)，根據凸輪形狀，凸輪機構可分為盤(pán)形凸輪機構、柱體凸輪機構、椎體凸輪機構和球體凸輪機構。凸輪機構主從動(dòng)件接觸形式有尖頂、滾子、平底三種，如果要改善主從動(dòng)件受力形式可以采用偏置結構。
內燃機的配氣機構就是凸輪機構應用的典型實(shí)例，當凸輪轉動(dòng)時(shí)，依靠凸輪的輪廓，可以迫使從動(dòng)件氣閥桿向下移動(dòng)打開(kāi)氣門(mén)(借助彈簧作用力關(guān)閉)，這樣就可以按預定時(shí)間打開(kāi)或關(guān)閉氣門(mén)，以完成內燃機的配氣動(dòng)作。另外，車(chē)輛走行部的制動(dòng)控制元件、紡織機械中大量使用凸輪機構，總之，在一個(gè)往復運動(dòng)系統中，凸輪是最好的應用(在很多要求較高往復運動(dòng)中，替代曲柄滑塊機構，因為可以實(shí)現設計中需要的速度變化)。
三、齒輪齒條機構與滾珠絲杠機構
目前，機床制造中，齒輪齒條傳動(dòng)是使用較為廣泛的一種傳動(dòng)形式，它能實(shí)現齒輪的回轉運動(dòng)與齒條的直線(xiàn)運動(dòng)間的轉化，這種形式的傳動(dòng)有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是在很多大型機床上，利用這種形式的傳動(dòng)，很方便的就得到高速直線(xiàn)運動(dòng)，而且根據車(chē)床各方面的不同我們可以制作出各種材質(zhì)的齒條，使得剛度和機械效率大大提高。但是在很多時(shí)候也存在著(zhù)各種各樣的缺點(diǎn)，因為這種傳動(dòng)形式的平穩性是依賴(lài)齒條和齒輪精度，如果精度不夠高，機床在加工其他零件時(shí)，就會(huì )有一定的誤差。所以如果想要消除這類(lèi)零件的誤差，或使其在機床中運轉噪音減少，就要不斷提高對齒條和齒輪的精度要求，并在材質(zhì)上增加耐磨性和耐熱性。所以，在一些精度要求比較高的場(chǎng)合，我們常常選用滾珠絲杠機構。
滾珠絲杠采用滾珠螺旋傳動(dòng)，是一種直線(xiàn)與曲線(xiàn)運動(dòng)相互轉換的理想機構，主要由滾珠、螺桿、螺母及滾珠循環(huán)裝置組成，其工作原理是：在螺桿和螺母的螺紋滾道中裝一定數量的滾珠，當螺桿與螺母作回轉運動(dòng)時(shí)，滾珠在螺紋滾到內滾動(dòng)，并通過(guò)滾珠循環(huán)裝置的通道構成封閉循環(huán)，從而實(shí)現螺桿與螺母間的滾動(dòng)摩擦。滾珠絲杠傳動(dòng)摩擦阻力小、傳動(dòng)效率高、運動(dòng)平穩、動(dòng)作靈敏，但結構復雜，外形尺寸較大，對制造技術(shù)要求高，因此成本也高。目前主要應用于精密傳動(dòng)的數控機床以及自動(dòng)控制裝置、升降機構、精密測量?jì)x器等。
絲杠傳動(dòng)具有速比大、行走慢、傳動(dòng)質(zhì)量高、結構復雜等特點(diǎn)，而齒輪齒條傳動(dòng)速比小、行走快、傳動(dòng)質(zhì)量差、結構簡(jiǎn)單。在長(cháng)距離重負載直線(xiàn)運動(dòng)上，絲杠有可能強度不夠，就會(huì )導致機子出現震動(dòng)、抖動(dòng)等情況，嚴重的，會(huì )導致絲杠彎曲、變形、甚至斷裂等;而齒條就不會(huì )有這樣的情況，齒條可以長(cháng)距離無(wú)限接長(cháng)并且高速運轉而不影響齒條精度(當然這個(gè)跟裝配、床身本身的精度都有關(guān)系)，但在短距離直線(xiàn)運動(dòng)中，絲杠的精度明顯要比齒條高得多。
參考文獻：
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