精密机械设计基础
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3.1 运动副及其分类

机构是由构件组成的。机构的每个构件都以一定的方式与其他构件相互连接,这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接(可动连接)称为运动副。例如,轴颈与轴承的连接、活塞与汽缸的连接、传动齿轮两个轮齿间的连接等都构成运动副。

两构件组成的运动副,不外乎通过点、线或面的接触来实现。例如,滚动轴承的滚珠与内外座圈之间为点接触,互相啮合的轮齿之间为线接触,而轴颈与轴承之间为面接触。按照接触情况,运动副通常分为低副和高副两类。

按照组成运动副两构件间的相对运动是平面运动还是空间运动,运动副可分为平面运动副和空间运动副。由于常用的机构中大多数为平面运动副,所以本节主要讨论平面运动副的有关问题。

1.低副

两构件通过面接触组成的运动副称为低副,平面机构中的低副有回转副和移动副。

回转副:若组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动,这种运动副称为回转副,或称为铰链,如图3-1所示。在图3-1(a)所示的轴1与轴承2组成的回转副中,有一个构件是固定的,称为固定铰链。图3-1(b)所示的构件1与构件2也组成回转副,它的两个构件都未固定,故称为活动铰链。

移动副:若组成运动副的两个构件只能沿某一轴线相对移动,这种运动副称为移动副,如图3-2所示,构件1与构件2可沿方向线x-x相对移动而组成移动副。

2.高副

两构件为点或线接触的运动副称为高副。它们允许的相对运动是绕瞬时接触点或线转动和沿瞬时接触处的公切线t-t滑动,如图3-3所示。图3-3(a)为轮齿1与轮齿2所组成的高副,图3-3(b)为凸轮1与从动件2组成的高副。

图3-1 回转副

图3-2 移动副

除上述平面运动副之外,机械中还经常见到如图3-4(a)所示的球面副和图3-4(b)所示的螺旋副。这些运动副两构件间的相对运动是空间运动,故属于空间运动副。空间运动副已超出本章讨论的范围,故不赘述。

图3-3 高副

图3-4 球面副和螺旋副