《机械设计常用机构》PPT课件

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1、机械设计常用机构一.机构组成1-1.机构的概述机器的主体是有一个或若干个机构组成，通过不同机构的组合来实现特定的机械运动。机构是机器不可缺少的部分。机构：用来传递运动和力且有一个构件为机架的用运动副联接而成的构件系统。机构构件：运动单元体运动副：构件间的可动联接常用的构件常用运动副常用运动副有：球面副、圆柱副、球销副、移动副、转动副、螺旋副。转动副移动副螺旋副球面副Ⅴ级副Ⅲ级副Ⅴ级副Ⅴ级副运动链：用运动副连接而成的相对可动的构件系统。闭式链:运动链的各构件构成首尾封闭的系统。开式链:运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。运动副中构件间的接

2、触形式有三种：点、线、面。自由度：一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度。约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。根据运动副对被联接的两构件相对运动约束的不同，可将运动副分为Ⅰ至Ⅴ级，如：引入一个约束的称为Ⅰ级副。球面副为Ⅲ级副，圆柱副、球销副为Ⅳ级副，移动副、转动副、螺旋副为Ⅴ级副。运动副的自由度=6-运动副所有的约束个数机构可动的运动学条件：输入的独立运动数目等于机构的自由度数。机构的自由度的计算：F=6n-(5*P5+4*P4+3*P3+2*P2+P1)但做平面运动的自

3、由构件只有3个自由度，故平面机构自由度计算也可用以下公式：F=3n-2P5-P4（n为机构的活动构件数）P1,P2,P3,P4,P5为ⅠⅡⅢⅣⅤ级副的个数在自由度的计算中，要注意公共约束和虚约束对机构自由度的影响，去除多余的约束和局部自由度才能确定机构的自由度数目。曲柄滑块机构示意图机构运动简图：根据机构的运动尺寸,按一定的比例定出各运动副的位置,并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形。机构的示意图：指为了表明机构结构状况,不要求严格地按比例而绘制的简图。常用机构运动简图常用机构运动简图常用传动机

4、构简图1-2.机构设计的原则原则：利用机构组成原理进行机构设计时，在满足相同工作要求的条件下，机构的结构越简单、杆组的级别越低、构件数和运动副数越少越好。合理的机构设计是机器平稳实用的基础。机器特定运动的实现，都是通过机构的协调运动来完成的。一部较复杂的机器一般是由很多常用机构组成的，如：连杆机构、轮系机构、凸轮机构、间隙机构和其它机构，它们之间的相互组合，为实现不同的运动方案提供了基础，而这使机械设计更加丰富与更富有挑战性，使设计更加趋向合理实用。二.机械设计常用机构2-1.连杆机构2-2.齿轮机构2-3.齿轮系机构2-4.凸轮机构2

5、-5.其它机构2-1.连杆机构分类:平面连杆机构空间连杆机构2-1-1.概述连杆机构：由低副（转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺旋副等）将若干构件连接而成的，故又称为低副机构。常见应用：折叠伞、公共汽车开关门、折叠椅、开窗户支撑、内燃机、牛头刨床、机械手爪等。连杆机构的优点：（1）采用低副，面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度；（2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同；（3）连杆曲线丰富，可满足不同要求。连杆机构的缺点：（1）构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率较低；（2）产生动载荷

6、（惯性力），不适合高速；（3）设计较复杂，难以实现精确的轨迹。平面连杆机构能够实现多种运动轨迹和运动规律，广泛应用于各种机械于仪表中。主要有：四杆机构、六杆机构、多杆机构等。平面连杆机构的组成：机架——固定不动的构件；连架杆——与机架相联的构件；连杆——连接两连架杆且作平面运动的构件；曲柄——作整周定轴回转的构件；摇杆——作定轴摆动的构件。平面四连杆机构的类型：曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。雷达天线俯仰机构搅拌机构缝纫机踏板机构双曲柄机构特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。机车车

7、轮联动机构惯性筛双摇杆机构特征：无曲柄，有两个摇杆作用：一杆摆动可以影响另一杆的摆动幅度，实现特定运动轨迹。起重机汽车换向机构其它平面连杆机构曲柄滑块机构转动导杆机构曲柄摇块机构移动导杆机构平面连杆机构有曲柄的条件：在铰链四杆机构中，如果最短杆与最长杆之和小于或等于其它两杆长度之和，且（1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄；（2）以最短杆为机架，则两连杆均为曲柄，该机构为双曲柄机构；（3）以最短杆对边构件为机架，则无曲柄存在，该机构为双摇杆机构。若四杆机构中，最短杆与最长杆之和大于其它两杆长度之和，则无论选哪一构件为机架，均无曲

8、柄存在，该机构只能双摇杆机构。平面连杆机构的压力角与传动角压力角：作用在从动件上的驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角α。传动角（γ）：压力角的余角切向分力Ft=Fcosα=Fsinγ法向分力Fn=Fco