3复合运动常见机构b
机械设计制造及其自动化 考试大纲
“机械设计基础”考试大纲适用：20xx年金陵科技学院五年一贯制高职“专转本”考试专业名称：机械设计制造及其自动化专业考试科目：专业课一、机械设计概述1、考试内容机器的组成及特征；机器应满足的基本要求；机械设计的一般过程和主要内容；2、考试要求掌握机器的组成及特征；了解机械设计的一般过程和主要内容；二、平面机构的结构分析1．考试内容有关机构组成中的构件、运动副、运动链及机构等概念；机构具有确定运动的条件，机构运动简图的绘制和平面机构自由度的计算；2．考试要求（1）掌握组成机构的零件、构件、运动副及机构的基本概念和联系。
掌握运动副的常用类型及特点；（2）熟练掌握机构运动简图的绘制方法，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；掌握常用机构构件和运动副的符号及机构运动简图的绘制方法；（3）熟练掌握机构自由度的意义和机构具有确定运动的条件；掌握平面机构自由度的计算公式，并正确识别出机构中存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理；三、平面连杆机构1．考试内容平面四杆机构的基本特性及其演化；铰链四杆机构的曲柄存在条件；四杆机构的设计。
2．考试要求（1）掌握平面四杆机构的基本型式、特点及其演化方法；（2）掌握平面四杆机构的压力角、传动角、急回运动、极位夹角、行程速比系数等基本概念；掌握连杆机构最小传动角出现的位置及计算方法；掌握极位夹角与行程速比系数的关系式；掌握死点在什么情况下出现及死点位置在机构中的应用；（3）熟练掌握铰链四杆机构的曲柄存在条件，灵活运用并判断铰链四杆机构的类型；（4）掌握平面四杆机构的运动特征及其设计的基本问题；掌握按给定行程速比系数、给定连杆位置、给定连架杆对应位置设计四杆机构的方法；四、凸轮机构1、考试内容常用的从动件运动规律；盘形凸轮轮廓的设计与加工方法；凸轮机构基本尺寸的确定2、考试要求（1）了解常用的从动件运动规律；（2）了解按给定运动规律设计凸轮轮廓曲线；五、间歇运动机构1、考试内容棘轮机构的工作原理、特点及作用；槽轮机构的工作原理、特点及作用。
章4 往复运动结构设计
第四章、往复、间歇运动机构设计
4.1概述 4.2往复运动机构 4.3间歇运动机构
4.1、概述
一、往复运动机构
往复运动从形式上有往复直线运动、往复摆动、往复曲线运动 和往名，实现往复运动的常用机构有凸轮机构、 曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构等。
图4-30所示的外槽轮 是槽轮机构的最简单 和基本形式。
图4-31为内槽轮的 结构，其工作原理 与外槽轮相似。
外槽轮主要用于转速较高、间歇短及机构负荷比较重的场合。 内槽轮机构运动内冲击小、动力性能好，适于要求运转平稳的 场合。特殊槽轮主要用于对转、停时间比例有特殊要求及不等 速间歇转动等场合。
利用电磁原理也可实现 往复移动和摆动，在现 代电子产品特别是数字 控制产品中，使用电磁 原理的机构可实现精密 的运动控制，图4-1为 计算机硬盘结构，其寻 道机构的运动控制就是 利用电磁原理实现的。
往复曲线运动通常由连杆机构实现，主要用于有特殊执行动作 要求的连续循环工作机械，如缝纫机的缝纫引线动作、织布机 的编织动作等。
图4-44为一种 适合于加工、 组装等作业自 动机或生产线 的启动棘轮步 进传送机构。 其中，气缸通 过齿条、齿轮 驱动棘轮机构 间歇运动，棘 轮再场将运动 传给同轴链 轮，从而使固 于链条上的工 件存放架进行 间歇直线移动。
图4-45为另一种 常见于轻工、包 装自动生产线的 直线转位机构。 其中，气缸为驱 动源，棘轮4上有 摩擦止回装置， 链轮系统有尼龙 张紧滚轮。
机构运动方案创新设计实验报告答案
机构运动方案创新设计实验报告答案机构运动方案创新设计实验报告机构运动方案创新设计实验报告一．实验目的1、培养学生对机械系统运动方案设计的整体认识，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力；2、通过机构的拼接，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面更深入的理解;3、加深学生对机构组成原理的认识，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。
二、实验设备机架、各种零部件、连杆、复合铰链、移动副、转动副等。
三、实验步骤1、掌握平面机构组成原理。
2、熟悉本实验中的实验设备，各零部件功用和安装、拆卸工具。
3、自拟平面机构运动方案，形成拼接实验内容，将平面机构运动方案正确拆分成基本杆组。
4、正确拼接各基本杆组。
5、将基本杆组按运动传递规律顺序联接到原动件和机架上。
四、实验内容(1)按比例绘制实际拼装的机构运动简图，并要求符号规范。
标出活动构件、原动件、转动(2) 进行机构分析：杆组化分，并简要说明机构杆组的拆组过程，并画出所拆机构的杆组简图。
(3) 根据拆分的杆组，按不同的顺序排列杆组，可能组合的机构运动方案有哪几种？要求用机构运动简图表示出来，就运动传递情况作方案比较，并简要说明之。
(4) 利用不同的杆组进行机构拼接，可得到哪一些有创意的机构运动方案？用简图说明篇二：机构运动方案创新设计实验指导书实验四实验四：机构运动方案创新设计实验一、实验目的1、加深学生对机构组成理论的认识，熟悉杆组概念，为机构创新设计奠定良好的基础；2、利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构，以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力；3、训练学生的工程实践动手能力。
二、实验设备及工具1、机构运动方案创新设计实验台零件及主要功用（参看“机构运动方案创新设计实验台零部件清单”）2、工具M5、M6 、M8 内六角搬手、6 或8 英寸活动搬手、1 米卷尺、笔和纸。
机械原理总结[详细讲解]
![机械原理总结[详细讲解]](https://img.taocdn.com/s3/m/a0dd427e001ca300a6c30c22590102020640f257.png)
一、平面机构1.什么是机构、运动副、运动链、机构自由度？机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合运动副：由两构件直接接触形成的可运动联接运动链：两个以上以运动副联接而成的系统机构自由度：机构中各构件相对于机架的所能有的独立运动的数目2.组成机构的基本要素，构件和运动副主要特征，如何判断实际机械的构件及运动副类别？机构基本要素：原动件，从动件，机架构件特征：运动单元体3.何谓机构简图，机构示意图；机构运动简图，机构运动示意图与实际机构有什么异同？机构简图：能准确表达机构运动特性的简单图形，仅用简单的线条和规定符号来代表构件和运动副，按比例表达各运动副相对位置关系机构示意图：仅用符号表示，不按比例4.机构可运动的基本条件：F>0，机构具有确定运动的条件：F>0 原动件数等于机构自由度5.计算平面机构自由度的运动副数目时要注意什么：复合铰链，局部自由度和虚约束a.复合铰链b.局部自由度c.两构件间构成多个运动副d.对运动不起作用的对称部分e.轨迹重合f.两构件上某两点距离不变6.何谓局部自由度，局部自由度常见哪些，作用是什么？局部自由度：与输出件运动无关的自由度7.为什么机构中常有虚约束，不起实际约束作用？省事省力，完全是靠人们的自觉性去维系的，如果真的换成实约束的话，那样会使人消极抵制的那样反而没有采取虚约束的效果好！8.如何处理虚约束，常见的虚约束有哪些？机构中的虚约束常发生在下列情况:1)在机构中如果两构件用转动副联接其联接点的运动轨迹重合,则该联接将带入1个虚约束.2) 如果两构件在多处接触而构成移动副,且移动方向彼此平行,则只能算一个移动副.如果两构件在多处相配合而构成转动副,且转动轴线重合,则只能算一个转动副.如果两构件在多处相接触而构成平面高副,且各接触点处的公法线彼此重合,则只能一个平面高副3)在机构运动的过程中,若两构件上某两点之间的距离始终保持不变,则如用双转动副杆将此两点相联,也将带入1个虚约束,9.运动链，杆组和机构概念上有什么异同？杆组：从动件系统中分解为若干不可再分，自由度为0的运动链10.杆组有什么特点，如何确定杆组级别和机构级别，选择不同原动件对杆组级别有无影响？机构级别：最高的杆组级别杆组特点：3n= 2L p 杆组级别：由杆组中包含的最高级别封闭多边行确定11平面运动副最大约束 3 ，最小约束是 0 ，空间运动副最大约束 6 ，最小约束是 012.平面机构中高副有2个自由度，低副有1个自由度，约束数和自由度数关系：和等于3n13.面约束为低副常见的有移动副和转动副，点线接触的为高副常见的有齿轮和凸轮14.在平面运动副中，两构件在多处接触而构成一个运动副的条件为：若构成转动副 若为高副则 若为移动副则15.两构件在多处接触而构成复合平面高副的条件是 ，算 高副，又相当于一个平面 副注：1 自由度计算也可以用这个公式 ..)2(3F p p p n F h l --+-= .p 为虚约束数 .F为局部自由度数2 高副低代时，齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处，对于一对渐开线齿廓的齿轮副，曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点3 如果一对齿轮副（包括内外啮合和齿轮齿条啮合）的两轮中心相对位置已被约束，则这对齿轮副仅提供一个约束，即一个高副；如果两轮中心相对位置没有被约束，则提供两个高副相当于一个转动副二、平面机构运动分析1.速度瞬心定义，相对瞬心与绝对瞬心的区别速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点相对瞬心：两构件是运动的 绝对瞬心：两构件有一个是静止的2.三心定理表述作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于一条直线上。
组成四杆机构的基本条件_概述及解释说明
组成四杆机构的基本条件概述及解释说明1. 引言1.1 概述在机械设计和工程领域中，四杆机构是一种常见的机构形式，由四根连接杆件组成。
它们具有广泛的应用，并且在不同的领域发挥着重要的作用。
了解组成四杆机构的基本条件对于理解其原理和应用至关重要。
1.2 文章结构本文将介绍组成四杆机构的基本条件，并对每个条件进行详细说明。
首先，我们将给出定义和概述，以便读者对这一概念有一个清晰的认识。
接下来，我们将逐一介绍两个基本条件：四杆闭合环路和至少一个活动连接点。
在解释说明部分，我们将详细阐述每个条件的含义和重要性，并提供相关示例和案例以加深理解。
最后，在应用案例分析部分，我们将通过具体实例展示四杆机构在机械运动和工程设计中的应用。
最后，我们将总结基本条件以及展望未来研究方向和发展趋势。
1.3 目的本文旨在帮助读者全面了解组成四杆机构的基本条件，并深入探讨其原理、应用以及可能的发展方向。
通过阅读本文，读者将能够更好地理解四杆机构的工作原理，并在实际应用中灵活运用这一概念。
此外，本文希望为相关领域的进一步研究提供参考和启发，推动该领域的发展和创新。
2. 组成四杆机构的基本条件2.1 定义和概述：四杆机构是由四个杆件连接而成的机械系统，它们通过铰链连接，并形成闭合环路。
这种机构在工程设计和运动控制中广泛应用。
组成四杆机构所需满足一些基本条件，这些条件决定了该机构能够实现特定的功能和运动。
2.2 条件一：四杆闭合环路：四杆闭合环路是组成四杆机构的基本条件之一。
闭合环路意味着所有的杆件通过铰链连接在一起，形成一个连续不间断的回路结构。
此外，这个回路应当是非自交叉（non-self-intersecting）的，也就是说，在任何一个时间点上，各个杆件不能相互穿插或相交。
闭合环路保证了整个机构的完整性和稳定性。
它使得所有连接点都固定在一个平面内，并且保证了给定输入时可以产生特定输出。
如果缺乏闭合环路，则无法确保最终结果，并且可能会导致运动不稳定或解决无法得出。
第9章组合机构
机械工程学院机械设计系
4、反馈式
蜗轮蜗杆机构+凸轮机构
机械工程学院机械设计系
5、叠联式
三液压缸机构叠联
机械工程学院机械设计系
二、常见组合机构
由若干同类或不同类型的机构组合而成为组合 机构，可以充分发挥各类机构的优点并克服其 局限，以实现更为复杂和精确的运动规律。
机械工程学院机械设计系
常见组合机构类型 1、凸轮-连杆机构
机械工程学院机械设计系
第9章 组合机构
Tuesday, July 30, 2019
机械工程学院机械设计系
一、机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的组合方式
1、串联式
（a）凸轮机构+曲柄滑块机构
（b）四杆机构+差动轮系
机械工程学院机械设计系
2、并联式
定轴轮系 曲柄摇杆机构
+差动轮系
机械工程学院机械设计系
3、复合式
凸轮机构+五杆机构
（a）压砖机成型机
（b）巧克力包装机托包机构
机械工程学院机械设计系
2、凸轮-连杆机构
（a）轧钢机轧辊驱动装置
（b）行星轮系-五连杆停歇 运动组合机构
机械工程学院机械设计系
3、齿轮-凸轮机构
（a）差动轮系-摆动从动件 凸轮机构的组合机构，可实 现具有任意停歇时间的间歇 运动
（b）电影胶片机抓片机构
机械原理：平面机构运动简图
例：绘制冲床的机构运 动简图。
例：绘制内燃机的机构运动简图。
例：绘制机构运动简图。
例：绘制机构运动简图。
以图2.10 所示，一偏心轮曲柄滑块机构为例，说明机 构运动简图的绘制方法。
图2.10 偏心轮曲柄滑块机构
图2.11 对应的机构运动简图
例题2.12：绘制图示颚式破碎机的运动简图 分析：该机构有6个构件和7个转动副。
3.虚约束——对机构的运动不产生实际约束效果的重复约 束。 计算时，应除取虚约束（包括有关的构件及运动副）
( 虚约束） 1' 虚约束常见于以下情况： （1）两构件之间形成多个导路平行的移动副。 1' ( 虚约束） 1
H
G
（2）两构件间形成多个轴线重合的转动副。
带虚约束的曲轴
( 虚约束） 1' （3）两构件间形成多个高副。
4
1
2
3
方案1
方案2
方案3
方案4
方案5
方案6
图 1-7
图 1-8
• 作业 • P23-25: 2-15 2-19 2-20 • 附加：2-12
爱是什么？ 一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。 风儿若有若无。 一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。 精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？” “爱。” “为什么？” “它驱赶我的饥饿。” 鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。 “现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。 鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。” 精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。 鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。 “请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。 “你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。” “我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。” “为什么？它能驱赶你的饥饿？” “不能。” “它能滋润你的干渴？” “不能。”爱是什么？ 一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。 风儿若有若无。 一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。 精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？” “爱。” “为什么？” “它驱赶我的饥饿。” 鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。 “现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。 鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。” 精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。 鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。 “请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。 “你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。” “我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。” “为什么？它能驱赶你的饥饿？” “不能。” “它能滋润你的干渴？” “不能。”
机械原理实验二机构运动简图的绘制
2015～ 2016学年第一学期姓名: 班级: 学号: 实验成绩：实验名称实验二机构运动简图的绘制指导老师：一、实验目的1、熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会用机构运动简图表达机械系统，2、学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能。
二、实验内容1、以指定的四种机构模型为研究对象，进行机构运动简图的绘制。
2、分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度。
三、实验设备1、运动机构模型（实验教师指定）。
2、学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等。
表1 常见机构运动简图两运动构件形成的运动副两构件之一为机架时形成的运动副转动副移动副二副元素构件三副元素构件多副元素构件构件凸轮机构棘轮机构凸轮及其它机构带传动链传动外齿轮内齿轮齿轮机构圆锥齿轮齿轮齿条蜗杆蜗轮四、实验步骤1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机构，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。
3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。
4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。
用数字1、2、3……分别标准各构件，用字母A、B、C……分别标准各运动副。
5、计算机构的自由度数：同时将计算结果与实际机构的自由度相对照，观察二者是否相符。
机构自由度的计算公式：F=3n-2P L-P H(式中： n为活动构件的数目；P L为低副的数目； P H为高副的数目。
)6、测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸；对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。
7、选取适当的比例尺： 长度比例尺 )()(mm mm l 图纸上所画的长度构件实际长度=μ8、绘制机构运动简图：按一定的比例，用制图工具画出相应机构的运动简图。
常用机构-凸轮机构
02 凸轮机构的工作原理
Байду номын сангаас
凸轮机构的运动规律
凸轮机构是一种常见的机械机构，其工作原理是通过凸轮的转动来驱动从动件按照 预定的运动规律进行往复运动或周期性摆动。
凸轮机构通常由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，其中凸轮通常是主动件， 其转动通过从动件传递到执行机构，实现所需运动。
凸轮机构的运动规律取决于凸轮的轮廓形状和从动件的位移、速度、加速度等运动 参数。通过合理设计凸轮的轮廓，可以使得从动件实现预期的运动规律。
凸轮机构的工作过程
当凸轮转动时，其轮廓与从动件之间 产生接触力，推动从动件按照预定规 律运动。
在凸轮机构的工作过程中，凸轮与从 动件之间的接触力会随着凸轮的转动 而变化，从而影响从动件的加速度、 速度和位移等运动参数。
常用机构-凸轮机构
contents
目录
• 凸轮机构概述 • 凸轮机构的工作原理 • 凸轮机构的设计与优化 • 凸轮机构的常见问题与解决方案 • 凸轮机构的发展趋势与展望
01 凸轮机构概述
定义与特点
定义
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副 机构，主要用于实现从动件预期的往复运动规律或特定运动 形式。
从动件可以是平面或空间的，其运动 形式可以是往复直线运动、摆动或复 杂的曲线运动。
凸轮机构的设计要素
凸轮机构的性能和可靠性取决于多个 设计要素，包括凸轮和从动件的形状、 尺寸、材料、润滑、摩擦和热处理等。
从动件的设计应确保其运动稳定、可 靠，同时与凸轮的接触应力在允许范 围内，以防止过度磨损和破坏。
选择合适的凸轮形状
根据运动规律，选择合适的凸轮形状， 如平底、曲面或滚子凸轮。
机械原理自由度
发生场合：有滚子的地方，就一定有局部自由度 解决方法：将滚子与安装滚子的构件固结在一起，将 二者视为一个构件。
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3．虚约束 在特定几何条件或结构条件下，某些运动副所引入的
约束可能与其它运动副所起的限制作用一致，这种不起独 立限制作用的重复约束为序约束 ，计算自由度时去掉。 虚约束经常出现场合： （1）两构件构成多个运动副时 两构件构成多个转动副，但其轴线相重合：为了改善构件 受力情况。
以用来表示机构的运动情况，而且还可以根据机构简图
对机构进行运动分析和受力分析，它是一种用简单线条
和符号表示机构的工程图形语言。应表明：机构的种
类，构件的数目及相互传动的路线，运动副的种类、数
目。没有严格按比例绘制的简图称为机构示意图。 第11页/共61页
• 用途：分析现有机械，构思设计新机械。
运动副与构件的表示方法
常见低幅
常见高副
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（2）按相对运动形式分平面副和空间副
平面副
空间副
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运动链
• 由两个或两个以上构件通过运动副联接而 构成的系统。分两类：闭式和开式。
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开式运动链
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机构
原动件：按给定运动规律独 力运动的构件。
从动件：其余的活动构件。 机架：固定不动的构件。
解 机构中有7个活动构件，
n =7， E，B，C，D 4
处都是3个构件汇交成的 复合铰链，各有二个回转
副，故PL=10。
F 3n 2PL PH 37 210 1
F与机构原动件个数相等。因此，当原动件8转动时，圆盘中心 E将确定地沿直线EE’移动。
往复运动机构与间歇运动机构
图4-41为几种较特殊的棘爪形式。
图4-42为棘轮机构 用于射砂自动线浇 铸和输送装置的实 例。工作时，气缸 使带有棘爪8的摆杆 10摆动一定角度， 棘爪推动棘轮9及与 之固连的输送辊11 转过一定角度，输 送带完成一次步进。
图4-43为一棘 轮驱动的回转 工作台，适于 从下向上的装 配操纵，工作 速度达每小时 2400次。
三、其他往复运动机构
很多产品上采 用齿轮齿条传 动机构。用齿 轮座主动件， 则齿条相对于 齿轮作直线运 动，齿条长度 有限，齿条的 运动为往复运 动；反之，齿 条作主动件， 则齿轮作摆 动，如图4-28 所示。
如图4-29所示，在这 种气动机械手结构 中，下面的两个气缸 往复运动，通过齿条 带动齿轮，使机械手 整体摆动；上面的汽 缸伸缩驱动机械手指 摆动，完成夹、放动 作。
五、圆柱分度凸轮机构
一、槽轮机构
槽轮机构也称马耳他机构，是分度、转位步进、间歇传动中应 用最普遍的一种机构，特别是在分工序进行作业的自动机、自 动生产线中广泛采用槽轮机构作为运动的基础传动机构。
如图4-30所示，槽轮 机构由槽轮和驱动轮 组成。槽轮机构可实 现将连续运动转换为 间歇旋转运动，转臂 脱离轮槽的行程越 长，间歇的时间比例 越大；槽轮上开槽越 多，间歇频率越高， 在圆周内实现分度位 置越多。
图4-10为发动机气 门启闭的实例，凸 轮旋转推动从动杆 件往复移动，杆件 再通过摇臂压迫气 阀开启，气阀的关 闭靠弹簧作用。气 阀的开启、关闭时 间决定凸轮的轮廓 曲线。
图4-11为机床床头 箱变速的操作机构。 两组多联齿轮在变 速时各只有一个进 入传动链作用，共 有六种组合，圆柱 凸轮上有两组曲线 对应控制两组齿 轮，在曲线的不同 位置组合对应六种 齿轮组合状态，圆 柱凸轮与控制手柄 相连，旋转手柄转 到不同的位置则对 应某一速度档位。
汽车机械基础汽车常用机构课件
【学习目标】
（1）了解平面机构的组成。 （2）掌握零件和构件的特点。 （3）掌握运动副的形式和符号。 （4）掌握机构中构件的分类。 （5）具备计算简单机构自由度的能力。 （6）具有绘制内燃机机构运动简图的能力。
1.1.1 机构简介
在日常生活和工作中所接触到的洗衣机、电冰箱、缝纫 机、汽车、机器人和起重机等都是机器。机器种类繁多，其 结构、功能各异，但从机器的组成来分析，它们有共同之处：
构要实现预期的运动传递和转换，必须使其运动具有可 能性和确定性。无相对运动的构件组合或无规则乱动的 运动链都不能实现预期的运动传递和变换。将运动链的 一个构件固定为机架，当运动链中一个或几个主动件位 置确定时，其他从动件的位置也随之确定，则称机构具 有确定的相对运动。那么究竟取一个还是几个构件做主 动件，取决于机构的自由度。机构的自由度就是机构具 有的独立运动的数目。因此，平面机构具有确定运动的 充分必要条件为：机构的自由度大于0，且机构的主动 件数目等于机构的自由度。
F 3n 2 pL pH （1-1）
式中,F为运动链的自由度；N为活动构件的数目；PL为 低副的数目；PH为高副的数目。
由式（1-1）可知，机构自由度F取决于活动构件的数目以及 运动副的性质和数目。 如图1-11所示桁架的自由度为F=3N－2PL－PH=3×3－2×3 －0=0，它的各杆件之间不可能产生相对运动。 如图1-12所示五杆铰链机构自由度为F=3N－2PL－PH=3×4 －2×5－0=2，原动件数小于机构自由度数，机构运动不确 定，表现为任意乱动。
例1.1绘制如图1-8所示内燃机的机构运动简图。 解：（1）曲柄滑块机构： ①由于气缸1与内燃机机体可视为固连，故对整个机构而言是 相对静止的固定件，即为机架；活塞2在燃气的推动下运动， 是主动件；其余的构件是从动件。 ②活塞2与其气缸1之间的相对运动是移动，从而构成移动副； 活塞2与连杆3、连杆3与曲轴4以及曲轴4与机体之间的相对运 动是转动，所以都构成转动副。上述四个构件中，用了一个 移动副和三个转动副，从固定件开始，经主动件到从动件沿 运动传递路线按顺序相连，又回到固定件，从而形成一个独 立的封闭构件组合体，即组成一个独立的机构，称为曲柄滑 块机构。 ③选择平行于曲柄滑块机构的运动平面作为视图平面。 ④当活塞2（主动件）相对气缸1的位置确定后，选取适当的比 例尺用规定的构件和运动副的符号，可绘制出机构的运动简 图。
机构的结构分析运动副ppt课件
目的
在综合新机构时，需要知道机构是怎样 组合起来的，而且在什么条件下，才能实现 确定的运动；
为新机构的创造提供途径。 为举一反三地研究机构的运动分析和动力 分析提供方便。
§2—2 机构的组成
1．构件(link) 构件— 机器中每一个独立的运动单元体。
2．运动副(kinetic pair) 两个构件组成的可动的联接称为
（2）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合 时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。
F=3 2 -2 2 – 1=1
F=3 3-2 4 =1
§2—5 计算平面自由度时应注意的事项
常见的虚约束：
（3）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则 只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。
开式运动链 复杂运动链
空间运动链
4、机构
运动链中，若固定某一构件（机架），并给 另一个或数个构件以确定的独立的运动（原动 件），使其余构件（从动件）的运动随之确定 的这种运动链(kinetic chain)称为机构。
2 B 1
4 A
C
3 D
§2—3 机构运动简图
用简单的线条和规定的符号 表示组成机构的构件和运动副， 并按一定的比例尺表示运动副的 相对位置的简单图形称为机构运 动简图(Kinematical Diagrams) 。
§2—5 计算平面自由度时应注意的事项
1. 复合铰链
由两个以上构件在 同一处构成的重合转动 副称为复合铰链。
由m个构件在一处组 成轴线重合的转动副。实 际上有(m-1)个转动副。
12 3
12 3
如图所示F、B、D、C
处是复合铰链
F = 3*7 - 2*10 = 1
电动执行机构原理讲义
电动执行机构原理讲义1. 简介电动执行机构是一种能够实现自动化运动的装置，其原理是通过电能转换为机械能，驱动执行机构完成特定的工作任务。
本讲义将从电动执行机构的根本原理、主要类型以及应用范围等方面进行介绍。
2. 根本原理电动执行机构的根本原理是通过电能转换为机械能，使执行机构产生运动。
其具体原理可以分为两种类型：2.1 电动驱动原理电动驱动原理是指通过将电能转换成机械能，驱动执行机构完成工作。
常见的电动驱动原理有：电机驱动原理、电磁驱动原理、电液驱动原理等。
2.1.1 电机驱动原理电机驱动原理是指通过将电能转换成机械能，通过电机的运动来驱动执行机构。
常见的电机驱动原理有：直流电机驱动原理、交流电机驱动原理等。
2.1.2 电磁驱动原理电磁驱动原理是指通过将电能转换成机械能，通过电磁力的作用来驱动执行机构。
常见的电磁驱动原理有：电磁铁驱动原理、电磁继电器驱动原理等。
2.1.3 电液驱动原理电液驱动原理是指通过将电能转换成液压能，通过液压系统的工作来驱动执行机构。
常见的电液驱动原理有：电液比例控制驱动原理、电液伺服驱动原理等。
2.2 电控原理电控原理是指通过电信号控制执行机构的运动。
通常包括电路控制原理、微机控制原理、PLC控制原理等。
3. 主要类型根据不同的工作要求和具体应用场景，电动执行机构可以分为多种类型，常见的有：3.1 直线运动类型直线运动类型的电动执行机构主要通过直线运动来实现工作任务。
常见的直线运动类型有：滑块摆杆机构、螺杆机构等。
3.2 旋转运动类型旋转运动类型的电动执行机构主要通过旋转运动来实现工作任务。
常见的旋转运动机构有：齿轮传动机构、链传动机构等。
3.3 复合运动类型复合运动类型的电动执行机构可以同时进行直线运动和旋转运动，以适应不同的工作场景和要求。
常见的复合运动类型有：滑动摆杆机构、球螺杆机构等。
4. 应用范围电动执行机构广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：•工业自动化领域：电动执行机构在工业领域中的应用非常广泛，如自动化生产线、智能仓储系统等。
考研机械原理第二讲 机构的运动分析
第二讲平面机构的运动分析一用速度瞬心法作机构的速度分析1 速度瞬心的定义：作平面相对运动两构件上任一瞬时其速度相等的点，称为这个瞬时的速度中心。
分类：相对瞬心－重合点绝对速度不为零绝对瞬心－重合点绝对速度为零2 瞬心数目 K＝N(N-1)/23 机构瞬心位置的确定直接观察法：适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置。
１）两构件组成转动副时，转动副中心即是它们的瞬心。
２）若两构件组成移动副时，其瞬心位于移动方向的垂直无穷远处。
３）若两构件形成纯滚动的高副时，其高副接触点就是它们的瞬心。
４）若两构件组成滚动兼滑动的高副时，其瞬心应位于过接触点的公法线上。
不直接形成运动副的两构件利用三心定理来确定其具体位置。
三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件共有三个瞬心，且它们位于同一条直线上。
此法特别适用于两构件不直接相联的场合。
4传动比的计算ωi /ωj＝P1j P ij / P1i P ij两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的距离之反比5.角速度方向的确定相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧，两构件转向相同相对瞬心位于两绝对瞬心之间，两构件转向相反。
常见题型：1.速度瞬心的求解（会用正多形法）2利用速度瞬心求解速度。
ωi /ωj ＝P 1j P ij / P 1i P ij例题：在图示四杆机构中，AB l =60mm ，CD l =90mm ，AD l =BC l =120mm ，2ω=10rad/s ，试用瞬心法求： (1)当ϕ=45°时，点C 的速度C v；(2)当ϕ=165°时，构件3的BC 线上(或其延长线上)速度最小的一点E 的位置及其速度大小；(3)当C v =0时，ϕ角之值(有两个解)。
P 13C(a)解：以选定的比例尺0.005/l m mm μ=作机构运动简图如图3-2所示。
（1）定瞬心P 13的位置，求v c 。
131331 6.07rad /AP DP l l s ωω==30.547/c l v CD m s μω==（2）如图（b ）所示，定出构件2的BC 线上速度最小的一点E 位置及速度的大小。
直线叠加旋转运动机构
直线叠加旋转运动机构
直线叠加旋转运动机构（有时也被称为直线旋转复合运动机构）是一种机械系统，它能够同时提供直线和旋转两种类型的运动。
这种机构结合了直线运动和旋转运动的特点，以满足复杂的工作任务需求。
以下是一些常见的实现方式：
螺旋机构：螺旋机构是最常见的直线旋转复合运动机构之一。
它通过螺旋副（如丝杠和螺母）将旋转运动转换为直线运动，或者反过来。
这种机构广泛应用于各种需要精确位置控制的设备中，如数控机床、升降机和打印机等。
凸轮与导轨组合：在这种机构中，凸轮用于产生旋转运动，而导轨则用于引导直线运动。
凸轮的轮廓形状可以根据需要进行设计，以产生特定的运动轨迹。
这种机构常用于自动化机械中，如装配线、包装机和印刷机等。
齿轮齿条机构：齿轮齿条机构是另一种实现直线旋转复合运动的常见方式。
在这种机构中，齿轮的旋转运动通过与其啮合的齿条转换为直线运动。
这种机构具有结构简单、传动效率高等优点，常用于需要较大推力和速度的场合。
电动推杆与电机组合：电动推杆是一种将电机的旋转运动转换为直线运动的装置。
通过将电动推杆与另一个电机（用于产生旋转运动）组合在一起，可以实现直线叠加旋转运动。
这种机构常用于需要精确控制和调节位置的场合，如医疗设备、舞台灯光
和航空航天设备等。
这些机构的设计、选择和应用取决于具体的应用场景和需求，包括所需的运动范围、速度、精度、负载能力和成本等因素。
在设计和应用这些机构时，需要充分考虑机械动力学、材料科学和制造技术等方面的因素，以确保其性能稳定可靠。
机械原理机构级别
机械原理机构级别机械原理是研究机械运动和力学性能的科学，而机构则是机械系统中实现特定运动的组成部分。
机构级别是指机构的分类和级别划分，对于理解机械原理和设计机械结构具有重要意义。
一、机构的分类。
机构可以按照其结构和功能进行分类，常见的分类包括平面机构、空间机构、连杆机构、齿轮机构等。
平面机构是指机构中所有运动均在同一平面内完成，而空间机构则是指机构中的运动不仅限于一个平面。
连杆机构是由多个连杆组成的机构，齿轮机构则是由齿轮传动完成运动的机构。
二、机构的级别。
根据机构的复杂程度和功能特点，可以将机构划分为不同的级别。
常见的机构级别包括基本机构、组合机构和复合机构。
1. 基本机构。
基本机构是最简单的机构，它由少数几个零部件组成，完成特定的基本运动。
常见的基本机构包括滑块副、齿轮副、连杆副等。
这些基本机构可以作为机械系统的基础组成部分，实现简单的运动传递和转换。
2. 组合机构。
组合机构是由多个基本机构组合而成，能够完成更复杂的运动和功能。
通过不同的基本机构组合方式，可以实现各种复杂的机械运动，如直线运动、往复运动、旋转运动等。
组合机构在机械系统中起着重要作用，可以满足不同的工程需求。
3. 复合机构。
复合机构是由多个组合机构组合而成，具有更加复杂的结构和功能。
复合机构通常应用于工业生产和高精度机械设备中，能够实现多种复杂的运动和功能要求。
复合机构的设计和应用需要充分考虑各种因素，如运动精度、结构强度、工作稳定性等。
三、机构级别的应用。
机构级别的划分对于机械设计和工程实践具有重要意义。
在机械设计中，根据不同的功能和要求，可以选择合适的机构级别进行设计和应用。
基本机构适用于简单的机械结构和运动传递，组合机构适用于一般的机械系统，而复合机构适用于复杂的机械装置和精密设备。
在工程实践中，机构级别的选择和应用也需要考虑到各种因素，如成本、制造工艺、维护保养等。
合理选择机构级别可以提高机械系统的性能和效率，降低成本和维护成本，提高设备的可靠性和稳定性。
自由度及机构运动简图
高副——点、线接触，应力高。 例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
低副——面接触，应力低 例如：转动副（回转副）、移动副 。
2、按相对运动范围分有： 平面运动副——两构件只能在同一平面相 对运动的运动副。
空间运动副——两构件作空间运动的运动副。 例如：球铰链、螺旋。
E F5G
4
98 6
D 7I J 8 H
n = 6 PL = 7 PH = 3 F =3n － 2PL － PH
=3×6 －2×7 －3 =1
B2 C3
1 A
机构具有确定运动的条件
机构能动的条件：自由度大于零；
机构有确定运动的条件：输入的独立运动数目与
机构的自由度数相等。
五杆机构
五杆机构
四杆机构
F=2
F=2
F=1
原动件数=1
原动件数=2 原动件数=1
没有确定运
有确定运动 有确定运动
动Leabharlann 谢谢配合！感谢聆听！
机构示意图——定性地表示机构的组成及运动原理 而不严格按比例绘制的机构运动简图。
机构运动简图应满足的条件：
1.构件数目与实际相同 2.运动副的性质、数目与实际相符
3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际 机构成比例。
二、机构运动简图的绘制步骤
1.分析机构的组成，确定机架、原动件和从动件；
2.由原动件开始，依次分析构件间的相对运动形式，确定运动
④计算图示圆盘锯机构的自由度。
解：活动构件数n= 7 低副数 PL= 6
高副数 PH= 0
F =3n － 2PL － PH
=3×7 －2×6 －0
=9
计算结果肯定不对！
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点的复合运动
常见运动机构·动点与动系选择·速度与加速度分析
1．动点和动系具有较明显的运动形式。
一个点在运动物体上作相对运动的类型。
显然，可选该点为动点，动系与运动物体固连。
牵连运动就是该运动物体的运动，相对运动也是很明显的运动。
常见的运动形式如图8．3所示，其中图8．3(a)—图8．3(c)的牵连运动都是平移。
图8．3
图8．3(a)的相对运动是直线运动，而图8．3(b)和图8．3(c)的相对运动是曲线运动。
图8．4
图8. 4(d)—图8．4(g)的牵连运动是定轴转动，图8．4(d)和8．4(e)的相对运动是直线运动。
而图8．4(f)和8．4(g)的相对运动是曲线运动。
2．动点和动系选择要恰当，常见的有下列几种情况：
①研究两个独立运动的点A和B的相对运动(包括相对速度和加速度)。
根据题意可选其中的一个点A为动点，把平移坐标系的原点固连在另一点B上，则牵连运动是随点B作平移。
②在机构传递中，要善于分析具有明显运动特征的点。
如果在运动过程中只有一个接触点，而且其中某一物体的接触点永远保持不变，图8．5中的点A。
这时，宜选不变的接触点为动点，把动系固连于接触点在不断变化的另一物体，这样可使动点的相对运动轨迹清楚，利于运动分析和求解。
可细分为两种情况：
a.牵连运动是平移的情形(图8.5) 其中图8．5(a 和图8. 5(b)的绝对运动是直线运动，而相对运动
分别是直线运动和曲线运动。
图8．5(c)和图8．5(d)的绝对运动是曲线运动，而相对运动分别是直线运动和曲线运动。
图8．5
可以把图8．5(b)和图8．5(c)选为这种类型中牵连运动是平移的典型题，而图8．5(a)和图8．5(d)可分别看为是图8．5(b)和图8．5(c)的变形题。
b ．牵连运动是定轴转动的情形(图8．6) 可以把图8．6(1)和图8．6(b)选为这种类型中牵连运动是定轴转动的典型题，它们分别与图8．5(b)和图8．5(c)相对应。
图8．6
现在举例说明，由图8．6(b)如何演变出下面所示的一系列变形题目。
∙ 如果把图8．7(b)中的曲柄OA 与摇杆O 1B 的位置互换，可演变成图8．7(a)；
∙ 把图8．8(b)中长度为r 的曲柄OA 变成半径为r 的固定圆环，可演变成图8．8(c)、图8．8(f)和图8．8(i)；
图8.7
∙ 分别把图8．9(a)和图8．9(b)中的曲柄OA 的长度r 变成无限长，可演变成图8．9(d)和图8．9(e)；
∙ 图8．10(d)和图8．10(e)也可分别表示成图8．10(g)和图8．10(h)；
∙ 把图8．11(c)和图8．11(f)中的固定圆环分别变成水平和铅直固定导轨，也可演变成图8．11(g)和图8．11(h)；
图8.8 图
8.9
图8.10
图8.11
∙ 把图8．12(g)中的摆动直杆O 1B 变成曲杆O 1CB ，可演变成图8．12(j)；
∙ 把图8．13(h)中的铅直固定导轨变成可沿水平方向移动的曲杆ACD ，可演变成图8．13(k)；等等。
(3)如果两个物体的接触点都随时间而改变，这时，不宜选某一接触点为动点，否则相对运动不明显。
为了便于分析运动，特别是使相对运动朋显，应根据题意恰当地选择动点和动系。
例如图8．14中各图属于这种情况，选择圆心C 为动点。
此外，还有牵连运动是平面运动的类型，以及多重合成运动的类型等。
图8．14
(b)
B
图8.12
图8.13。