更新时间:2022-08-25 18:04
转动副(Revolute)也称为回转副,运动副的一种,通常以字母R来表示。转动副允许两个构件绕公共轴线作相对转动,转角为α。两构件之间的垂直距离L为常数,称为偏距。
转动副允许两个构件绕公共轴线作相对转动,转角为α。两构件之间的垂直距离L为常数,称为偏距。转角和偏距描述了转动副两构件之间的空间相对关系,转动副具有一个相对自由度(f=1)。
通过扩大转动副,可以得到偏心轮机构。图1a所示为一曲柄滑块机构,曲柄1上有两个转动副A、B。有时出于结构的考虑,要求曲柄的尺寸较小,造成加工的困难:而有时因运动要求,需要加大曲柄的尺寸,以增大惯性力。为此,通常的做法是将转动副B的半径增大,直至将转动副A也包括在内。其结果是把曲柄变成圆盘,即将图1a 中的杆状构件1放大成图1b中的圆盘1。该圆盘的几何中心为B,而其转动中心为A,二者并不重合,所以圆盘1称为偏心轮,该机构称为偏心轮机构。在图1b所示偏心轮机构中,几何中心B与转动中心A之间的距离称为偏心距,用e表示。 由图可知,偏心轮机构中的偏心距e就是曲柄摇杆机构中曲柄的长度。
滑动轴承式转动副的结构简单,径向尺寸较小, 减振能力较强,但滑动表面摩擦较大,应考虑润滑与减摩。 当载荷较大,转动副的滑动摩擦表面相对速度较高或运动换向时会导致磨损加剧,为了减少摩擦磨损,可采用减摩材料,或将转动副元素采用不同硬度相配。图2所示为常用的滑动轴承式转动副;构件1与构件2用销轴3联接,构件2与销轴3为间隙配合,其上有加油孔,以便润滑构件2与3之间滑动摩擦表面。有时,在构件2的轴孔内压配含油轴衬或铜衬4 ,以避免直接磨损构件2。构件1与销轴3形成固定联接。
滚动轴承式转动副摩擦小,换向灵活,维护方便。其主要缺点是对振动敏感,且易产生噪声,运动副的径向尺寸较大。图3列举几种滚动轴承式转动副的应用实例。图3a中圆盘状曲柄1通过凸缘式轴承壳3内两个球轴承与机架4构成转动副,连杆2通过一个球轴承与圆盘状曲柄1组成转动副。图3b中构件1轴孔内装有球轴承与销轴3组成转动副, 而销轴3与连杆2固连成一刚体,因此构件1与构件2之间是滚动轴承式转动副。
如图4a所示的曲柄摇杆机构中,摇杆3上C点的轨迹是以D为圆心,CD为半径的圆弧。若将摇杆3做成弧形块,放到固定圆弧槽中,如图4b所示,C点的运动轨迹并没有发生变化,但此时曲柄摇杆机构已经演化为曲线导轨的曲柄滑块机构。若将CD的长度增至无穷大,则回转中心D移至无穷远处,弧形槽变为直槽,于是曲线导轨曲柄滑块机构就演化为直线导轨曲柄滑块机构。若滑块移动导路中心线不通过曲柄回转中心A,则称为偏置曲柄滑块机构,偏心距为e,如图4c所示。若滑块移动导路中心线通过曲柄回转中心A,则称为对心曲柄滑块机构,如图4d所示。
若周年的初始状态是静止的,当h≤ρ时,无论Q增至多大,轴也转动不了(因为R21总是等于Q)。所以Q的作用线与摩擦圆相切或相交(即h≤ρ),是转动副的自锁条件。当h=ρ时,处于临界自锁。
如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动,则称之为整转副,反之称之为摆转副。