[科普中國]-轉(zhuǎn)動副

轉(zhuǎn)動副（Revolute）也稱為回轉(zhuǎn)副，運動副的一種，通常以字母R來表示。

簡介轉(zhuǎn)動副允許兩個構(gòu)件繞公共軸線作相對轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角為α。兩構(gòu)件之間的垂直距離L為常數(shù)，稱為偏距。轉(zhuǎn)角和偏距描述了轉(zhuǎn)動副兩構(gòu)件之間的空間相對關(guān)系，轉(zhuǎn)動副具有一個相對自由度（f=1）。

擴大轉(zhuǎn)動副通過擴大轉(zhuǎn)動副，可以得到偏心輪機構(gòu)。圖a所示為一曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄1上有兩個轉(zhuǎn)動副A、B。有時出于結(jié)構(gòu)的考慮，要求曲柄的尺寸較小，造成加工的困難：而有時因運動要求，需要加大曲柄的尺寸，以增大慣性力。為此，通常的做法是將轉(zhuǎn)動副B的半徑增大，直至將轉(zhuǎn)動副A也包括在內(nèi)。其結(jié)果是把曲柄變成圓盤，即將圖a 中的桿狀構(gòu)件1放大成圖b中的圓盤1。該圓盤的幾何中心為B，而其轉(zhuǎn)動中心為A，二者并不重合，所以圓盤1稱為偏心輪，該機構(gòu)稱為偏心輪機構(gòu)。在圖b所示偏心輪機構(gòu)中，幾何中心B與轉(zhuǎn)動中心A之間的距離稱為偏心距，用e表示。 由圖可知，偏心輪機構(gòu)中的偏心距e就是曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄的長度。1

結(jié)構(gòu)滑動軸承式轉(zhuǎn)動副滑動軸承式轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸較小， 減振能力較強，但滑動表面摩擦較大，應(yīng)考慮潤滑與減摩。 當(dāng)載荷較大，轉(zhuǎn)動副的滑動摩擦表面相對速度較高或運動換向時會導(dǎo)致磨損加劇，為了減少摩擦磨損，可采用減摩材料，或?qū)⑥D(zhuǎn)動副元素采用不同硬度相配。圖1所示為常用的滑動軸承式轉(zhuǎn)動副；構(gòu)件1與構(gòu)件2用銷軸3聯(lián)接，構(gòu)件2與銷軸3為間隙配合，其上有加油孔，以便潤滑構(gòu)件2與3之間滑動摩擦表面。有時，在構(gòu)件2的軸孔內(nèi)壓配含油軸襯或銅襯4 ，以避免直接磨損構(gòu)件2。構(gòu)件1與銷軸3形成固定聯(lián)接。

滾動軸承式轉(zhuǎn)動副滾動軸承式轉(zhuǎn)動副摩擦小,換向靈活，維護方便。其主要缺點是對振動敏感，且易產(chǎn)生噪聲，運動副的徑向尺寸較大。圖2列舉幾種滾動軸承式轉(zhuǎn)動副的應(yīng)用實例。圖a中圓盤狀曲柄1通過凸緣式軸承殼3內(nèi)兩個球軸承與機架4構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，連桿2通過一個球軸承與圓盤狀曲柄1組成轉(zhuǎn)動副。圖b中構(gòu)件1軸孔內(nèi)裝有球軸承與銷軸3組成轉(zhuǎn)動副， 而銷軸3與連桿2固連成一剛體，因此構(gòu)件1與構(gòu)件2之間是滾動軸承式轉(zhuǎn)動副。

轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化成移動副如圖a所示的曲柄搖桿機構(gòu)中，搖桿3上C點的軌跡是以D為圓心，CD為半徑的圓弧。若將搖桿3做成弧形塊，放到固定圓弧槽中，如圖b所示，C點的運動軌跡并沒有發(fā)生變化，但此時曲柄搖桿機構(gòu)已經(jīng)演化為曲線導(dǎo)軌的曲柄滑塊機構(gòu)。若將CD的長度增至無窮大，則回轉(zhuǎn)中心D移至無窮遠處，弧形槽變?yōu)橹辈郏谑乔€導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)就演化為直線導(dǎo)軌曲柄滑塊機構(gòu)。若滑塊移動導(dǎo)路中心線不通過曲柄回轉(zhuǎn)中心A，則稱為偏置曲柄滑塊機構(gòu)，偏心距為e，如圖c所示。若滑塊移動導(dǎo)路中心線通過曲柄回轉(zhuǎn)中心A,則稱為對心曲柄滑塊機構(gòu)，如圖d所示。

轉(zhuǎn)動副自鎖與摩擦圓若周年的初始狀態(tài)是靜止的，當(dāng)h≤ρ時，無論Q增至多大，軸也轉(zhuǎn)動不了（因為R21總是等于Q）。所以Q的作用線與摩擦圓相切或相交（即h≤ρ），是轉(zhuǎn)動副的自鎖條件。當(dāng)h=ρ時，處于臨界自鎖。

整轉(zhuǎn)副如果以轉(zhuǎn)動副連接的兩個構(gòu)件可以做整周相對轉(zhuǎn)動，則稱之為整轉(zhuǎn)副，反之稱之為擺轉(zhuǎn)副。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)