《机械基础》第二章 常用机构讲解
机械设计基础第二章--常用机构介绍
4—机架 1,3—连架杆→定轴转动 2—连杆→平面运动 整转副:二构件相对运动为
整周转动。
摆动副:二构件相对运动不 为整周转动。
曲柄:作整周转动的连架杆
摇杆:非整周转动的连架杆
C
2
B
3
1
A
D
4
二、平面四杆机构的常用形式
1、曲柄摇杆机构
(构件4为机架、构件2为机架)
2、双曲柄机构
}全回转副四杆机构
(二)曲柄为最短杆。 ▲铰链四杆机构存在曲柄的条件是:
(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其 余两杆长度之和。
(二)机架或连架杆为最短杆。
4、曲柄滑块机构 二、平面四杆机构的内部演化:
第二节 凸轮机构
一、凸轮机构的组成与分类: 运动方式:将主动凸轮的连续转动或
移动转换成为从动件的移动或摆动。 分类:1、形状
①盘形凸轮机构——平面凸轮 机构
②移动凸轮机构——平面凸轮 机构
③圆柱凸轮机构——空间凸轮 机构
2、运动形式
按从动件的运动型式:
①尖底从动件:用于 低速;
②滚子从动件:应用 最普遍;
③平底从动件:用于 高速
O
r0
1 2 3
4
5
6 7 8
二、从动件的常用运动规律
从动件的运动规律——从动件在工作过程中, 其位移(角位移)、速度(角速度)和加 速度(角加速度)随时间(或凸轮转角) 变化的规律。
长 几何形状简单——便于加工,成本低。 3、缺点: ①只能近似实现给定的运动规律; ②设计复杂;
③只用于速度较低的场合。
由转动副联接四个构
件而形成的机构,称为铰 链四杆机构,如图所示。 图中固定不动的构件是机 架;与机架相连的构件称 为连架杆;不与机架直接 相连的构件称为连杆。连 架杆中,能作整周回转的 称为曲柄,只能作往复摆 动的称为摇杆。根据两连 架杆中曲柄(或摇杆)的数 目,铰链四杆机构可分为 曲柄摇杆机构、双曲柄机 构和双摇杆机构。
机械设计基础第二章
复合铰链、局部自由度和虚约束
机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束, 称为虚约束。计算机构自由度时,应除去不计。 虚约束常出现在下列场合: (1)两构件间形成多个具有相同作用的运动副。 ①两构件在同一轴线上组成多个转动副。计算机构自由度时应按 一个转动副计算。
两构件组成多个运动副
平面机构的自由度
•掌握自由度与约束的概念。
•掌握复合铰链、局部自由度和虚约束的概念。
•会计算机构自由度并判断机构运动的确定性。
2.3.1
自由度和约束的概念
2.3.2
机构自由度的计算和机构具有确定运动的条件
2.3.3
复合铰链、局部自由度和虚约束
2.3.1
1 自由度
自由度和约束的概念
运动构件相对于参考系所 具有的独立运动的数目,称为 构件的自由度。 任一做平面运动的自由构 件有三个独立的运动。
在计算机车车轮联动机构的自由度时应除去不计,
即 F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1
机车车轮联动机构中的虚约束
2.3.3
3 虚约束
复合铰链、局部自由度和虚约束
例2-3 计算图所示筛料机构的自由度。 机构中n=7,PL=9,PH=1,其自由度为
F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2
运动副 转动 副 低 副
自
由
度
约
束
构件2可以绕与XOY平面 构件2沿着X轴和Y轴两个 垂直的Z轴转动,自由度 方向的移动受到限制,约 为1。 束数为2。
构件2可以沿着X轴方向 的移动,自由度为1。
移动 副
构件2沿着Y轴方向的移动 和绕与XOY平面垂直的Z轴 转动受到限制,约束数为2。
机械基础-常用机构
振动筛(也称为惯性筛)
正平行四边形机构
蒸汽机车的车轮联动机构
反平行四边形机构
车门启闭机构
3.双摇杆机构
☆两连架杆均为摇杆
起重机中重物平移机构
汽车前轮转向机构(等腰梯形机构)
飞机起落架机构
1.曲柄滑块机构
☆ 一连架杆为曲柄,另一连架杆相对机架作往复移动而称为滑块 对心式曲柄滑块机构 偏置式曲柄滑块机构
2bc
0(o 或180 o)时,cos (1 或-1), 有最小值(或最大值) 。
δ与γ
进一步分析δ与 的关系
① 当δ≤ 90时o , =δ(对顶角关系);
② 当δ> 90o 时, = 180o-δ(互为补角关系)。
由此可见,要判断 min位置前,首先应判断δmin、δmax位置。
可分以下三种情况讨论:
2.2.1平面连杆机构:
用低副连接而成的平面机构。
2.2.2平面连杆机构的特点: 1、能实现多种运动形式。如:转动,摆动,移动,平面运动 2、运动副为低副: 面接触: ①承载能力大;②便于润滑。寿命长 ③几何形状简单——便于加工,成本低。 3、缺点: ①只能近似实现给定的运动规律; ②设计复杂; ③只用于速度较低的场合。
2.1.3 平面机构的自由度
❖计算实例
解: n =5, Pl = 7, Ph = 0 F = 3n – 2Pl – Ph = 3×5 – 2×7 – 0 =1
2.1.3 平面机构的自由度
三、自由度计算时应注意的几种情况
1.复合铰链
两个以上构件在同一轴线处用转动副连接,就形成了
复合铰链。
说明
2.局部自由度
常用机构
§2-1平面机构运动简图及其自由度 §2-2平面连杆机构 §2-3凸轮机构及间歇运动机构
第2章 工程机械的常用机构
螺旋机构类型及其应用
(1)传力螺旋 (1)传力螺旋 用于举重或克服较大阻力 的机械上。 常用螺母固定不动,螺杆 转动并移动的运动形式。 螺旋千斤顶 螺旋压力机
46
螺旋机构类型及其应用
⑵传导螺旋 主要用来传递运动。 常用螺杆转动,螺母 移动的运动形式。
车床进给机构
47
螺旋机构类型及其应用
(3)调整螺旋 (3)调整螺旋 主要用于零件(或工件) 主要用于零件(或工件) 的位置调整或固定。
41
棘爪 棘轮 摇杆 止动爪 弹簧
棘轮机构
42
槽轮机构
功能:实现间歇运动。 功能:实现间歇运动。 组成:槽轮2、带有圆销的拨盘1 组成:槽轮2、带有圆销的拨盘1和机架。 工作原理:将主动件拨盘的等速转动转换 工作原理:将主动件拨盘的等速转动转换 成槽轮的间歇运动。 特点:结构简单、外形尺寸小、工作可靠, 特点:结构简单、外形尺寸小、工作可靠, 转速不高。
(1 ) (2 )
22
杆2能做整周转动的条件2 能做整周转动的条件2
C‘’ l3
三角形∆B’‘C’’D
C
B l2
l4
B‘’
A
l1
D
23
三角形∆B’‘C’’D
根据三角形任意两边之和必大于第三边有:
l 2+l1≤l3+l4
(3 )
24
铰链四杆机构存在曲柄的条件
因此有:
l2-l4≤l1-l3 l2-l3≤l1-l4 l 2+l1≤l3+l4
平面机构运动简图举例 平面机构运动简图
颚式破碎机
颚式破碎机剖面图
10
平面机构运动简图举例 平面机构运动简图
颚式破碎机剖面图
基础 机械设计常用机构
或
K 1 180 K 1
只要极位夹角θ ≠ 0 , 就有 K>1 ; θ越大,K值越大,机构的急回性质越明显。 平面机构具有急回特性的条件:
(1)原动件等角速整周转动;
(2)输出件具有正、反行程的往复运动; (3)极位夹角Ө>0。 应用:节省回程时间,提高生产率
平面连杆机构的死点
对于曲柄摇杆机构,当摇杆为主动件时,在
2-1-2.实用示例 颚式碎石机
曲柄AB带动连杆BC和摇杆CD运动,固连在摇
杆上的动颚将矿石压碎。
锁紧夹具
利用连杆2和连架杆3成一线,形成机构死点,
来锁紧工件5。
机车主动轮双曲柄联动机构
为了克服不稳定状态,除了采用惯性飞轮外,
还采用了平行连接副加构件BE。
旋转示水泵双曲柄Βιβλιοθήκη 构原动曲柄1通过连杆2带动曲柄3做变速运动, 从而使泵的体积发生变化,实现水泵的功能。
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=Fcosγ γ↑ Ft↑ 对传
动有利,常用γ的大小
来表示机构传力性能的
好坏(越大越好)
牛头刨床摆动机构
曲柄BC转动,带动AD摆动,EF在AD的作用
下做往复运动。
其它常用连杆机构应用
更多
动画
2-1-3.连杆机构设计 连杆机构设计的基本问题: (1) 实现预定的运动规律;
(2) 实现预定的连杆位置(刚体导引问题) ;
(3)实现预定的轨迹。
连杆机构设计的基本方法:
《汽车机械基础》第二章 常用机构
(1)等速运动规律
(2)等加速等减速运动规律
(3)简谐运动规律
四、凸轮轮廓设计
1.反转法原理
凸轮机构工作时,通常凸轮是运动的。用图解法绘制凸轮 轮廓曲线时,却需要凸轮与图面相对静止。
一、 概述
凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。从动 件与凸轮轮廓为高副接触。
凸轮机构的优点为:只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件 得到所需的运动规律,并且结构简单、紧凑、设计方便。
它的缺点是:凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触,易于 磨损,高精度凸轮机构制造也比较困难。
二、 凸轮机构的分类
(1)按其用途可分为:
①传力螺旋 ②传动螺旋 ③调整螺旋
(2)按摩擦性质可分为
①滑动螺旋:螺旋副作相对运动时产生滑动摩擦的螺旋。 ②滚动螺旋:螺旋副作相对运动时产生滚动摩擦的螺旋。 ③静压螺旋:将静压原理应用于螺旋传动中。
二、滑动螺旋机构
滑动螺旋结构比较简单,螺母和螺杆的啮合是连续的,工 作平稳,易于自锁,这对起重设备,调节装置等很有意义。 但螺纹之间摩擦大、磨损大、效率低(一般在0.25~0.70之 间,自锁时效率小于50%);
一、 棘轮机构
1.工作原理:
2.棘轮机构的分类:
3.棘轮机构的特点与应用
棘轮机构结构简单、易于制造、运动可靠,改变棘轮转 角方便(如改变摇杆的摆角),可实现“超越运动’’(原动件 不动而从动件继续运动的现象叫超越运动)。但棘轮机构工作 时存在较大的冲击与噪声,运动精度不高,所以常用在传力 不大、转速不高的场合下以实现步进运动、分度、超越运动 和制动等要求。
汽车机械基础-常见机构(含动画)
第一节 机构常识
双副构件
注:点划线表示与其 联接的其他构件
第一节 机构常识
双副构件
第一节 机构常识
三副构件 (一个构件和 三个外副)
第一节 机构常识
三副构件 (一个构件和 三个外副)第一节 机构常识来自第一节 机构常识2
1
移动副
第一节 机构常识
2 1
转动副
第一节 机构常识
凸轮机构
滚子推杆
汽车机械基础
第二单元 常见机构
机器的组成
机器一般由4个部分组成:动力部分、执行部分、传动部 分及控制部分组成。 机器由机构组成,机器和机构统称为机械。
零件
加工制造的最小单元
机器的组成
1.构件 ——机器中每一个独立的运动单元。
组成—— 可由一个零件构成,也可由若干零件刚性联接而成。 构件
内 燃 机 连 杆
第一节 机构常识
机构
有一个构件作为机架,并可传递运动和力, 同时各构件间能够相对运动的连接方式组成的构 件称为机构。 机器由机构组成,机器和机构统称为机械。
机构分类
(1) 平面机构:各构件在同一平面或相互平 行的平面内运动的机构。
(2) 空间机构:不满足平面机构运动条件的 机构。
第一节 机构常识
1)低副:面接触的运动副。如 :
移动副
转动副
2)高副:点或线接触的运动副。
齿轮副
凸轮副
构件的相对运动形式
1)平面运动副: 组成运动副两 构件间作相对 平面运动
转动副 2)空间运动副: 组成运动副两 构件间作相对 空间运动。 螺旋副
齿轮副
球面副
第一节 机构常识
平面机构的运动副(低副、高副)
低副:两构件间呈面接触的运动副,可分为转动副和移动副。 转动副:组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动。 移动副:组成运动副的两构件只能沿某一轴线相对移动。
chap2机构的组成及结构分析
Mechanical Design
第二章 机构的组成及结构分析 3 机构运动简图绘制
机构运动简图
机构运动简图的作用
表示机构的结构和运动情况
作为运动分析和动力分析的依据
机械基础及工程力学系 王震国
Mechanical Design
第二章 机构的组成及结构分析 3 机构运动简图绘制
机构运动简图
机构示意图
机械基础及工程力学系 王震国
Mechanical Design
第二章 机构的组成及结构分析 1 研究机构结构的目的
研究机构结构的目的:
研究组成机构的组成原理,并根据结构特点对机构 进行分类;
不同的机构都有各自的特点,把各种机构按结构加以分 类,其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般 方法。
机械基础及工程力学系 王震国
机构运动简图的绘制
绘制机构运动简图的步骤:
恰当的选择投影面,并将机构停留在适当地位臵,避免构建 重叠 一般选择与多数构件的运动平面相平行的面为投影 面 选择适当的长度比例尺μl,确定出个运动副之间的相对 位臵,用规定的符号表示各运动副,并将同一构件参与构 成的运动副符号用简单的线条连接起来。
机械基础及工程力学系 王震国 Mechanical Design
不按比例绘制的简图。
只反映机构的结构情况
机械基础及工程力学系 王震国
Mechanical Design
常用机构运动简图符号
在 机 架 上 的 电 机 带 传 动 齿 轮 齿 条 传 动 圆 锥 齿 轮 传 动
链 传 动
圆柱 蜗杆 蜗轮 传动
外啮 合圆 柱齿 轮传 动
凸 轮 传 动
内啮 合圆 柱齿 轮传 动
机械基础及工程力学系 王震国
《机械基础》第二章 常用机构
第二章常用机构一、教案【教学要求】1、了解铰链四杆机构的组成与分类和特点;2、了解铰链四杆机构演化的几种常见类型;3、了解凸轮机构的组成、分类、应用特点及从动件运动规律;4、了解间歇运动机构的组成、特点及应用;5、掌握曲柄存在的条件;6、理解铰链四杆机构的基本性质。
【教学目的】通过本章节内容的学习,使学生理解铰链四杆机构的基本性质,了解常用机构的组成、分类、应用特点。
【教学重难点】1、曲柄存在的条件2、铰链四杆机构的基本性质。
3、凸轮机构从动件运动规律。
【学习概要】1、平面四杆机构;2、凸轮机构;3、间歇机构。
第一节平面四杆机构【教学重难点】1、铰链四杆机构的基本性质;2、曲柄存在的条件;【教学方法】本节内容主要以教师讲解和演示,学生预习练习为主,辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。
【教学内容】一、平面机构机构——是具有确定运动的构件系统。
若组成机构的所有构件都在一个平面或互相平行的平面内运动,则该机构为平面机构,否则称为空间机构搅拌器1.运动副的概念运动副——两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。
(1)低副两构件之间作面接触的运动副。
转动副移动副螺旋副(2)高副——两构件之间作点或线接触的运动副。
滚动轮接触凸轮接触齿轮接触2.运动副的应用特点低副特点:单位面积压力较小,较耐用,传力性能好摩擦损失大,效率低不能传递较复杂的运动高副特点:单位面积压力较大,两构件接触处容易磨损制造和维修困难能传递较复杂的运动3、低副机构和高副机构机构中所有运动副均为低副的机构成为低副机构;机构中至少有一个运动副是高副的机构称为高副机构二、平面机构运动简图测绘三、平面连杆机构的特点平面连杆机构——由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行平面内运动的机构。
作用:实现某些较为复杂的平面运动,在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。
四杆机构——最常用的平面连杆机构,具有四个构件(包括机架)的低副机构。
机械设计基础课件第2章
第2章 平面机构的运动简图及自由度 图2-16 机车车轮联动机构中的虚约束
第2章 平面机构的运动简图及自由度
按照上述计算结果,一般而论,这类机构是不能运动的。 但在某些特定的几何条件下,出现了虚约束,机构就能够产生 运动。
为了便于分析,将构件4及回转副E、F拆除,得图(c)所 示机构运动图。又由题中给定的构件长度关系可知,ABCD为 一平行四边形,BC始终平行于AD,所以连杆BC作平动,其上 任一点的轨迹形状相同,连杆上E点的轨迹是以F为中心,EF为 半径的圆弧。显然,无论构件4及回转副E、F是否存在对整个 机构的运动都不发生影响。也可以说,构件4和回转副E、F引 入的一个约束不起限制作用,是虚约束。
各构件之间的联接方式如下:5和6, 7和8之间构成高副; 1和4,8和4之间构成移动副;7和4, 2和1, 2和3, 3和4之间均 为相对转动, 构成回转副。
第2章 平面机构的运动简图及自由度 图2-9 内燃机及其机构运动简图
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.3 平面机构的自由度
2.3.1 平面运动的自由构件具有三个自由度。当两个构件组成运
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1 运动副及其分类
图2-1 平面机构的自由度
第2章 平面机构的运动简图及自由度
2.1.1
1.
若组成运动副的两个构件只能在一个平面内作相对转动, 这种运动副称为回转副,或称铰链。如图2-2(a)所示的轴承1与轴 2组成的回转副,它有一个构件是固定的,故称为固定铰链。图 2-2(b)所示构件1与构件2也组成了回转副,它的两个构件都未固 定,故称为活动铰链。例如图1-1中曲轴与气缸体所组成的回转 副是固定铰链,活塞与连杆、连杆与曲轴所组成的回转副是活动 铰链。
模块二 机械基础知识
在机车联动装置中, 车轮相当于曲柄,保 证了各车轮同速同向 转动。此机车联动装 置中还增设一个曲柄 EF作辅助构件,以防 止平行双曲柄机构 ABCD变成反向双曲柄 机构。
---医药学院
第二章 机械基础概论
(三)双摇杆机构
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均为摇杆 双摇杆机构的功能:将一个摇杆的摆动转换为另一 个摇杆的摆动。
(一)组成
主动轮 (带轮1 )、从动轮 (带轮2 )、带(3) 1 3 n2 n1 2
(二)工作原理
摩擦传动:通过带和带轮间的摩擦力传递动力(如平带) 啮合传动:通过带和带轮间的齿或孔啮合传递动力(如同步带)
---医药学院
(三)传动形式
第二章 机械基础概论
开口传动 两轴平行,1、2同向。
交叉传动 两轴平行,1、2反向。
内燃机:把热能转换为机械能,主要有汽油机和柴油机。 一次能源型原动机:直接利用地球上的能源转换为机械能,主要有水轮机、风 力机等。 (2)机械运动系统:机器的传动系统和工作执行系统的统称。 前者目的是改变运动方向和运动条件,后者目的是完成生产所需的工艺动作。
---医药学院
第二章 机械基础概论
机构(连杆机构)
机器(半自动钻床)
---医药学院
第二章 机械基础概论
第二节 机械常用机构
* 平面连杆机构
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
*凸轮机构
盘性凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮
*间歇运动机构
棘轮机构、槽轮机构
---医药学院
第二章 机械基础概论
第二节 机械常用机构
机构可分为平面机构和空间机构: 平面机构:机构中的所有构件都在一个平面或相对平行的平面内运动。 (否则称为空间机构) 制药机械中采用的绝大多数是平面机构 运动副:两个构件直接接触,既保持相对联系又保持相对运动的联接 机构是由构件组成的,但构件不见得组成机构。
机械设计基础第2章PPT
技能训练目标
●能够将实际机构或机构的结构图绘制成机构运动简图;能看懂 各种复杂机构的机构运动简图
●能够设计一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构
4
第2章 常用机构
【生产机器 应用导入例】
颚式破碎机
1一电动机 2、4一带轮 3一v带 5一偏心轴 6一动颚(板) 7一肘板 8一定颚(板) 9一飞轮
的视图平面
⑷ 选择适当的比例,用规 定的构件和运动副的符号, 并正确将同一构件上运动副 连接起来,绘制出机构运动
简图
9
2.1 平面机构的运动简图及其自由度
第2章 常用机构
【实例2-3】 绘 制图2-3的单缸
四冲程内燃机 机构运动简图
10
F
=
3n
2
p1
=
ph
2.1 平面机构的运动简图及其自由度
2.1.3 平面机构自由度
第2章 常用机构
F = 3n 2 p1 ph
1) 复合铰链
2) 局部自由度 2) 局部自由度
转动副C有两个铰链形成复合铰链。实际低副
数Pl=7. F = 3 5 2 7 0 1 n=3, p1 3 ph 1
F 3 2 2 2 1 1
3) 虚约束 F 3 9 2 12 2 1
(2)双曲柄机构 2) 局部自由度
摄影平台升降机构
图2-15 铰链四杆机构
(3)双摇杆机构
图2-21港口起重机构
12
2.2 平面连杆机构的分析和设计
1 .2.铰链四杆机构形式的判
第2章 常用机构
2
别-------存在曲柄的条件
表2-2 铰链四杆机构的 演化及应用
机械技术应用基础课件——第二章常用机构
第一节 机构运动和运动简图
第一节 机构运动和运动简图
一 构件的运动形式
构件的平移运动 构件的运动形式 构件的定轴转动
构件的平面运动
1 构件的平移运动
a)缸体中活塞的运动
b)摆式送料机料槽的运动
2 构件的定轴转动
角速度 角速度就是单位时间内构件转过的角度。
t
ω——角速度(rad/s);
四杆机构的演化 偏置曲柄滑块机构
思考
当BC为无穷大时,曲柄滑块 机构演化成何种机构?
四 铰链四杆机构的动力学特性
铰链四杆机构具有曲柄的条件: 1.最长杆与最短杆长度之和小 于等于其余两杆长度之和。
2.最短杆为机架或连架杆。
铰链四杆机构的动力学特性 ☆急回特性
回程速度大于工作行程速度的特性称急回特性 v1≤ v2
盘形凸轮机构
机构运动简图的作用
分析机构的组成情况,运动原理,结构情况。 分析各联接构件之间的相对运动性质,确定运动
副的类型。 绘制机构运动简图,标出原动件。
4 机构具有确定运动的条件
构件的自由度
平面运动副对构件的约束
PH 平面机构的自由度
n PL
nn
▪平面机构的自由度计算公式
F 3n 2PL PH
V=rω
3 构件的平面运动
当构件运动时,如果其上任一点 到某一固定平面的距离始终保持不变, 则构件的这种运动称为平面运动。
车轮沿直线滚道滚动
平动机构实例
平面运动
曲柄连杆机构
连杆的平面运动
二 功率及机械效率
1 功率
力在单位时间内所做的功,称为功率, 用P表示。
若一受力为F的物体被移动s距离,其功率为
机械基础-常用机构
连杆机构
了解连杆机构的基本构造和运动规律,探索连杆在引擎和机械设计中的应用。
带传动系统
介绍带传动系统,包括平带、 V带和链条的使用,以及它 们的优缺点和适用范围。
凸轮机构
研究凸轮机构的工作原理和应用场景,包括凸轮轴的形状和凸轮的运动特点。
摇杆机构
了解摇杆机构的运动原理,并探索摇杆在机械和工业领域的广泛应用。
滑块机构
研究滑块机构的构造和运动方式,以及滑块机构在机械设计中的重要性。
机械基础-常用机构
了解机械基础、机构分类和运动特点。探索不同的轮轴、齿轮、带传动、凸 轮、摇杆、滑块和连杆机构。
机械基础概述
了解机械的的定义和分类
轮轴系统
探索轮轴系统的基本原理, 包括齿轮、链条和皮带的运 动传递方式。
齿轮传动系统
了解齿轮传动系统,包括不 同类型的齿轮和它们的应用, 以及齿轮的传动比和转速。
机械设计基础part2机构学部分
5.2.2 槽轮的类型、特点及应用
1.类型 外啮合式的外槽轮机构 内啮合式的内槽轮机构
2. 槽轮机构的特点和应用
特点 槽轮机构简单、制造
方便、转位迅速。在进入和退出 啮合时槽轮的运动要比棘轮的运 动较为平稳。转角不能调节,当 槽数确定后,槽轮转角即被确定。 槽轮的槽数不宜过多。
机械设计基础part2机构学部分
第二章 平面机构的结构分析
机械设计基础part2机构学部分
第二章 平面机构的结构分析
2.2.2机构运动简图的绘制步骤 1. 分析机械的结构及其动作原理,找出机 架、主动件和从动件。 2. 沿着运动传递路线,搞清各构件间的相 对运动性质,确定运动副的类型和数目。 3. 测量出运动副间的相对位置。 4. 选择合理的视图平面和比例尺,用规定 的符号和线条绘制出机构运动简图。
应用 槽轮机构多用来实现不需要经常调整转动角度的转位
运动,用于转速不高的自动机械中,作转位和分度机构。
机械设计基础part2机构学部分
如图所示为电影放映机 中的应用情况。拨盘作连续 转动,带动槽轮间歇转动, 从而使胶片作间歇移动,完 成胶片动作。
如图所示为六角车床的刀
架转位机构。该机构可装六种 刀具,按加工工艺要求,通过 槽轮机构自动更换刀具动作。
机械设计基础part2机构学部分
第三节 不完全齿轮机构简介
5.3.1 不完全齿轮机构工作原理和类型
1.工作原理 其主动轮1的轮齿没有布满整个 圆周,所以当主动轮1作连续转动时, 从动轮2作间歇运动。当从动轮2停 歇室,靠轮1的锁住弧(外凸圆弧) 与轮2的锁住弧(内凹圆弧)相互配 合,将轮2锁住,使其停歇在预定的 位置上,以保证主动轮1的首齿下次 再与从动轮相应的轮齿传动。
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第二章常用机构一、教案【教学要求】1、了解铰链四杆机构的组成与分类和特点;2、了解铰链四杆机构演化的几种常见类型;3、了解凸轮机构的组成、分类、应用特点及从动件运动规律;4、了解间歇运动机构的组成、特点及应用;5、掌握曲柄存在的条件;6、理解铰链四杆机构的基本性质。
【教学目的】通过本章节内容的学习,使学生理解铰链四杆机构的基本性质,了解常用机构的组成、分类、应用特点。
【教学重难点】1、曲柄存在的条件2、铰链四杆机构的基本性质。
3、凸轮机构从动件运动规律。
【学习概要】1、平面四杆机构;2、凸轮机构;3、间歇机构。
第一节平面四杆机构【教学重难点】1、铰链四杆机构的基本性质;2、曲柄存在的条件;【教学方法】本节内容主要以教师讲解和演示,学生预习练习为主,辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。
【教学内容】一、平面机构机构——是具有确定运动的构件系统。
若组成机构的所有构件都在一个平面或互相平行的平面内运动,则该机构为平面机构,否则称为空间机构搅拌器1.运动副的概念运动副——两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。
(1)低副两构件之间作面接触的运动副。
转动副移动副螺旋副(2)高副——两构件之间作点或线接触的运动副。
滚动轮接触凸轮接触齿轮接触2.运动副的应用特点低副特点:➢单位面积压力较小,较耐用,传力性能好➢摩擦损失大,效率低➢不能传递较复杂的运动高副特点:➢单位面积压力较大,两构件接触处容易磨损➢制造和维修困难➢能传递较复杂的运动3、低副机构和高副机构机构中所有运动副均为低副的机构成为低副机构;机构中至少有一个运动副是高副的机构称为高副机构二、平面机构运动简图测绘三、平面连杆机构的特点平面连杆机构——由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行平面内运动的机构。
作用:实现某些较为复杂的平面运动,在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。
四杆机构——最常用的平面连杆机构,具有四个构件(包括机架)的低副机构。
平面铰链四杆机构——构件间用四个转动副相连的平面四杆机构,简称铰链四杆机构。
铰链四杆机构:四根杆均用转动副连接。
滑块四杆机构:杆件间的连接,除了转动副以外,构件3与4使用移动副连接。
四、铰链四杆机构的组成与分类机架:固定不动的构件4。
连杆:不与机架直接相连的构件2。
连架杆:与机架相连的构件1、3。
1.铰链四杆机构类型的判别铰链四杆机构三种基本类型的判别方法●曲柄摇杆机构的条件:连架杆之一为最短杆双曲柄机构的条件:机架为最短杆●双摇杆机构的条件:连杆为最短杆当最长杆与最短杆长度之和大于其余两杆长度之和时,无论取哪一杆件为机架,机构均为双摇杆机构。
●双摇杆机构当最长杆与最短杆长度之和大于其余两杆长度之和时,无论取哪一杆件为机架,机构均为双摇杆机构。
2、铰链四杆机构的应用举例曲柄摇杆机构剪板机雷达汽车雨刷缝纫机踏板双曲柄机构的应用惯性筛天平汽车车门启闭双摇杆机构的应用电风扇摇头机构起重机机构五、铰链四杆机构的基本性质1、急回特性极位夹角——摇杆在C 1D 和C 2D 两极限位置时,曲柄与连杆共线,对应两位置所夹的锐角,用θ表示。
急回特性:空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度。
机构的急回特性可用行程速比系数 K 表示:极位夹角 θ 越大,机构的急回特性越明显。
2、死点位置六、铰链四杆机构的演化实例曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构,是由曲柄摇杆机构演化而来的。
改变曲柄滑块机构的固定件课演化为导杆机构 导杆机构导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。
连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。
摆动导杆机构移动导杆机构曲柄摇块机构小结1.铰链四杆机构的基本类型。
2.铰链四杆机构各构件的名称。
3.铰链四杆机构基本形式的判定。
4.铰链四杆机构的基本性质。
5.导杆机构类型与应用。
θθ-+=== 1801802112t t v v K第二节凸轮机构【教学重难点】3、凸轮机构的组成;4、凸轮机构工作过程级从动件的运动规律;【教学方法】本节内容主要以教师讲解和演示,学生预习练习为主,辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。
【教学内容】一、凸轮机构的组成、分类及应用特点1、凸轮机构的组成凸轮机构——依靠凸轮轮廓直接与从动件接触,迫使从动件作有规律的直线往复运动(直动)或摆动。
1-凸轮2-从动件3-机架2、凸轮机构的分类3、凸轮机构的常用结构(1)凸轮轴(2)整体式凸轮(3)镶块式凸轮(4)组合式凸轮4、凸轮机构的应用及特点(1)凸轮机构的应用实例:内燃机的配气机构动车床走刀机构靠模车削机构(2)凸轮机构的应用特点优点:结构简单紧凑,工作可靠,设计适当的凸轮轮廓曲线,可使从动件获得任意预期的运动规律。
缺点:凸轮与从动件(杆或滚子)之间以点或线接触,不便于润滑,易磨损。
应用:多用于传力不大的场合,如自动机械、仪表、控制机构和调节机构中。
二、凸轮机构工作过程及从动件运动规律1、凸轮机构工作过程凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动,从动件作往复移动凸轮回转时,从动件作“升→停→降→停”的运动循环。
2、从动件常用的运动规律(1).等速运动规律(以推程为例)从动件上升(或下降)的速度为一常数。
2.等加速等减速运动规律(以推程为例)从动件在行程中先作等加速运动,后作等减速运动。
小结1.凸轮机构的类型及其应用特点。
2.凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点。
位移线图等加速等减速运动规律位移曲线画法第三节间歇机构【教学重难点】1、棘轮机构的组成、特点及应用;2、槽轮机构的组成、特点及应用;【教学方法】本节内容主要以教师讲解和演示,学生预习练习为主,辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。
【教学内容】棘轮机构和槽轮机构都属于间歇运动机构。
间歇运动机构是指主动件作连续运动而从动件作间歇运动的机构。
这种机构多用于机械的进给、送料等装置。
一、棘轮机构1、棘轮机构组成的工作原理•棘轮机构的组成⏹棘轮机构主要由摇杆1、棘轮4、棘爪2、止回棘爪6和机架等组成。
⏹棘轮机构的工作原理⏹棘轮机构通常由曲柄摇杆机构来驱动,棘轮用键与传动轴相联接,摇杆空套在棘轮轴上。
当摇杆逆时针摆动时,铰接在摇杆上的棘爪2插入棘轮的齿槽内,推动棘轮同向转过一定角度;⏹当摇杆顺时针摆动时,棘爪2从棘轮的齿背上滑过,棘轮静止不动;止回棘爪6起阻止棘轮回转作用。
这样,摇杆连续往复摆动,棘轮则间歇地作单方向转动。
2、棘轮机构的常用类型及特点•棘轮有外齿棘轮和内齿棘轮两种,常用的外齿棘轮机构有如下几种形式:(1).单动式棘轮机构(2).双动式棘轮机构该机构在工作原理上可看作为两个单动式棘轮机构轮流工作的组合,摇杆往复摆动时,两个棘爪交替地推动棘轮作间歇的转动。
这种机构的特点是摇杆往复摆动一次,能使棘轮沿同一方向间歇地转动两次,但每次停歇的时间较短,棘轮每次的转角也较小。
(3).可变向棘轮机构该机构的棘轮轮齿为矩形齿,棘爪做成对称形状。
摇杆连续往复摆动,这种机构的基本特点是可使从动件实现双向间歇运动。
(4).摩擦式棘轮机构该机构的棘轮是一个没有齿的摩擦轮,靠棘轮与棘爪之间的摩擦力进行传动。
这种机构的特点是能无级地调节棘轮转角的大小,传动平稳,噪声小;但传递能力不大,适用于轻载场合。
⏹棘轮机构的特点⏹棘轮机构是间歇机构的一种形式,它将主动件的连续运动转换为从动件的间歇运动。
⏹棘轮机构的特点是结构简单,制造方便,棘轮的转角可在一定范围内调节,但工作时易产生冲击和噪声,适用于低速、转角不大和传动平稳性要求不高的场合。
3、棘轮机构应用实例——自行车后轮传动自行车后轮传动,飞轮体与自行车后轮轮毂用螺纹紧固为一体,飞轮外圈的内表面加工成内齿棘轮,棘爪靠弹簧力作用与棘轮齿紧密接触。
当向前蹬动脚踏板时,动力通过中轴链轮和链条带动飞轮外圈转动,再由其内表面上的内齿通过棘爪来驱动后轮使自行车前行。
在自行车行进中,若不蹬动脚踏板,飞轮外圈停止转动时,自行车在运动惯性的作用下仍会向前滑行,后轮继续转动使棘爪在内齿棘轮的齿背上滑过。
二、槽轮机构1、槽轮机构的组成及工作原理 •槽轮机构组成槽轮机构由主动杆1、圆销2和槽轮3及机架等组成。
⏹ 槽轮机构工作原理⏹主动杆作逆时针连续转动,在主动杆上的圆销进入槽轮的径向槽之前,槽轮的内凹锁止弧被主动杆的外凸弧卡住,不能转动; ⏹当圆销开始进入槽轮径向槽时,锁止弧开始脱开,圆销推动槽轮沿顺时针方向转动; ⏹当圆销开始脱出槽轮的径向槽时,槽轮上的另一内凹锁止弧又被主动杆上的外凸弧锁住,使槽轮不能转动,直至主动杆上的圆销再次进入槽轮上的另一个径向槽,重复上述的运动循环。
2、槽轮机构的常用类型及特点 ⏹槽轮机构的类型1)外啮合槽轮机构2)内啮合槽轮机构 ⏹槽轮机构的特点槽轮机构结构简单、 工作可靠, 机械效率高, 在进入和脱离接触时运动比较平稳, 能准确控制转动的角度。
但槽轮的转角不可调节, 故只能用于定转角的间歇运动机构中, 如自动机床、 电影机械、 包装机械等槽轮机构应用实例——刀架转位机构 ⏹自动机床工作时,刀架的转位由预定程序来控制,而具体动作是由槽轮机构来实现的。
O1O212 3内凹锁止弧 外凸弧O2O1a )b )。