机械设计基础第六章 机械常用机构
机械设计常用机构
机械设计常用机构在机械设计中，机构是指由连接在一起的零件和它们之间的相对运动所组成的系统。
机构在机械设计中扮演着非常重要的角色，可以实现不同的功能和动力传递。
下面是一些常用的机构及其应用。
1.转动副：转动副是最简单的机构之一，用于实现两个零件之间的转动运动。
常见的转动副包括轴承、联轴器和齿轮等。
例如，轴承可以在旋转部件之间提供支撑和摩擦减小的功能，联轴器可以将两个轴连接在一起，齿轮可以将动力从一个轴传递到另一个轴。
2.平动副：平动副用于实现两个零件之间的直线运动。
常见的平动副包括直线导轨、滑块和斜块等。
例如，直线导轨可以提供平稳的直线运动，滑块可以在导轨上滑动，斜块可以将旋转运动转化为直线运动。
3.回转副：回转副用于实现一个零件相对于另一个零件的回转运动。
常见的回转副包括轴承、转轴和连杆等。
例如，轴承可以使一个零件在另一个零件上旋转，转轴可以将动力从一个零件传递到另一个零件，连杆可以将旋转运动转化为回转运动或直线运动。
4.正交副：正交副用于实现两个零件之间的相对平行移动。
常见的正交副包括齿轮、链条和齿条等。
例如，齿轮可以将动力从一个轴传递到另一个轴，并实现平行移动，链条可以在两个轮齿之间传递动力，齿条可以将旋转运动转化为直线运动。
5.万向节副：万向节副用于实现两个轴相互呈角度的任意转动。
常见的万向节副包括万向节和万向轴等。
例如，万向节可以使两个轴相互呈任意角度转动，万向轴可以将动力从一个任意角度的轴传递到另一个任意角度的轴。
除了以上介绍的机构，还有许多其他常用的机构，如滚珠丝杠副、曲柄滑块副、连杆机构等。
这些机构在不同的机械设计中扮演着不同的角色，用于实现各种功能和动力传递。
机械设计师在设计机构时需要考虑诸如结构复杂度、运动精度、可靠性和适应性等因素，并根据具体应用需求选择适合的机构。
机械设计基础常用机构辅导
常用机构辅导一一、常用机构概述机构由构件组合而成，但并非任意的构件组合都能成为机构，只有组成机构的各构件之间具有确定的相对运动，才能使机构按设计要求完成有规律的运动。
因此，学会识别机构以及掌握如何组合构件来满足机构具有确定运动的条件，是机构分析与设计的基础。
机构的运动简图是机械设计的工程语言，能够简明准确地表达出机构的实质内容，即运动的传递路线、各构件的运动形式以及构件之间的连接关系等。
因此，机构运动简图作为一种工具，应较熟练地加以掌握。
(一)机构的组成和运动副1．机构的组成机构由若干构件联接组合而成，根据运动传递路线和构件的运动状况，构件可分为三类：（1）机架机构中的固定构件或相对固定构件称为机架。
每个机构中均应有一个构件作为机架。
（2）原动件机构中作独立运动的构件称为原动件。
原动件是机构中输入运动的构件，故也称主动件。
每个机构都应至少有一个原动件。
在机构运动简图中，要求用箭头标明原动件的运动方向。
（3）从动件机构中除了机架和原动件以外的所有构件均称为从动件。
2．运动副概念两个构件直接接触而形成的可动联接称为运动副。
这个概念包含三层意思：（1）两个构件运动副中之“副”是成对的意思，一个构件谈不上运动副，由两个构件构成一个运动副，两个以上的构件则可构成多个运动副。
（2）直接接触两个构件只有直接接触才能构成运动副。
直接接触使构件的某些独立运动受到限制（或约束），构件的自由度减少，从而体现出运动副的作用。
一旦构件脱离接触而失去约束，它们所构成的运动副即不复存在。
（3）可动联接两个构件之间要能存在一定形式的相对运动，形成一种可动的联接。
显然，若两构件之间具有无相对运动的静联接，则二者固结为一个构件，它们之间不存在运动副。
在平面机构中，按构件的接触性质运动副可分为高副和低副两类，它们所约束的自由度数目和内容是不同的。
（二）平面机构的运动简图机构运动简图是表示机构组成和各构件相对运动关系的简明图形。
在机构运动简图中，不考虑机构外形和运动副的具体结构，仅用简单线条和符号表示构件和运动副，突出表达机构的运动关系。
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
机械设计基础必考内容
第1、2章 平面机构的自由度和速度分析1.机器：通常将能够实现确定的机械运动，又能做有用功的机械功或实现能量、物料、信息的传递与变换的装置称为机器。
机构：只能实现运动和力的传递与变换的装置称为机器。
机械：机器和机构统称为机械。
零件：机器中每一个独立制造的单元体称为零件。
构件：机器中每一个独立运动的单元体称为构件。
2. 通用零件：各种机械中普遍使用的零件称为通用零件，如螺钉、轴、轴承等。
专用零件：在某一类型机械中使用的零件称为专用零件，如内燃机活塞、曲轴、汽轮机的叶片等。
3. 平面机构：所有构件都在同一个平面或平行平面内运动的机构称为平面机构。
机构运动简图：说明机构各构件间相对运动关系的简化图形称为机构运动简图。
用途：为了使问题简化，胡洛那些与运动无关的构件的外形和运动副的具体构造，禁用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置。
4.何谓运动副？运动副有哪些类型？各引入几个约束？用什么符号表示？答：运动副：这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。
转动副低副：两构件以面接触 平面运动副 （引入两个约束） 移动副高副：两构件以点或线的形式接触运动副的类型 （引入一个约束）空间运动副 符号表示见课本P65. 构件的组成：固定构件（机架）、原动件（主动件）、从动件8. 你能熟练掌握平面机构自由度的正确计算方法吗？（必考！）自由度：构件的独立运动称为自由度自由度计算公式:计算步骤 :1.分析机构运动规律2.察看有无特殊结构:复合铰链、局部自由度、虚约束3.确定活动构件数目n4.确定运动副种类和数目5.计算、验证自由度几种特殊结构的处理 :1、复合铰链—计算在内 (m-1)2、局部自由度—去掉3、虚约束--重复约束—去掉9 . 速度瞬心：速度瞬心是互相做平面相对运动的两个构件在任一瞬时时其相对速度为零的重合点简称瞬心。
H L P P F --=2n 3相对瞬心：如果两构件均在运动，则瞬心的绝对速度不等于零称为相对瞬心。
机械设计基础课后习题答案
第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
机械设计基础填空题（附答案）
、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副，按照其接触特性，又可将它分为 低副高副。
两构件通过面接触组成的运动副称为 低副；平面机构中又可将其分为 回转副移动副。
两构件通过点或直线接触组成的运动副称为 高副，且 自由度>0平面机构具有确定运动的条件是 自由度原动件个数，且机架，与其用回转连架杆接的构件称为 连杆连架杆是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分为三种基本型式曲柄摇杆机构、双曲柄机构双摇杆机构越小越大90力角是0，其传力性能很好摇杆为主动件时，在曲柄和连杆则行程速比系数就 越大急回性能也 越明显 1 就意味着该机构的急回性能没有设计中，习惯上用传动角来判断传力性能。
在出现死点时，传动角等于 0，压力角等于 90增大凸轮机构按凸轮形状可分为 盘形凸轮机构、移动凸轮机构和园柱凸轮机构。
按从动件的型式可分为滚子从动件、尖顶从动件和平底从动件理论轮廓；为使凸轮型线在任何位置既不变尖，更不相交，就要求滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。
的最小曲率半径。
凸轮机构中，从动件采用等加速等减速运动规律时，将引起 柔性刚性，机械效率 越低增大，为减小的半径越小，压力角就 越大，机械效率推力和避免自锁，压力角应越小越好，连续传动的条件为 重合度≥1m1=m2=m1=α2=α，连续传动的条件为法向模数相等法向螺旋角相等螺旋角大小相等，方向相反（m=m n2=m n1=n1αn2=-β2）；一对锥齿轮的正确啮合条件是R1=R2，m1大=m2大=mα1=α2=α。
齿轮的加工方法仿形法范成法大于法向压力角，其法向法向小于直齿轮。
齿条的基园半径为 +∞17产生轴向力，此时该齿轮已产生 根切现象，为克服这一现象可采用 正变位正移距，这样制得的齿轮称为变位齿轮增大，发生根切的最少齿数 变小分度圆上齿廓的压力角为标准值且等于20大于分度园上的压力角（大于20，齿条的齿顶线上的压力角 等于角。
标准渐开线直齿轮齿顶圆上的齿距角。
《机械设计基础》第六章 齿轮传动
由渐开线特性可知，线段B2K等于基圆齿距pb，比值B1B2/pb称为重合度，用 ε表示。于是连续传动条件是：ε≥1 ε越大，表示同时啮合的轮齿对数越多，齿轮传动越平稳。
§6-6 齿轮的材料与制造
一、齿轮材料及热处理
齿轮材料的基本要求：齿面硬度高、齿芯韧性好。 常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。 一般采用锻件和轧制钢材。当齿轮较大（直径大于400～600mm）而轮坯不易 锻造时，可采用铸钢；低速传动可采用灰铸铁；球墨铸铁有时可代替铸钢，非 金属材料的弹性模量小，且能减轻动载和降低噪声，适用于高速轻载、精度要 求不高的场合，常用的有夹木胶布、尼龙、工程塑料等。见表6－3。 齿轮常用的热处理方法有：表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮。 调质和正火处理后的齿面硬度较低（HB ≤350），为软齿面；其他三种 （HB>350）为硬齿面。 软齿面的工艺过程较简单，适用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时， 考虑到小齿轮齿根较薄，受载次数较多，故选择材料和热处理时，一般使小 齿轮齿面硬度比大齿轮高20～50HB。硬齿面齿轮的承载能力较高，但生产 成本高。当大小齿轮都是硬齿面，小齿轮的硬度可与大齿轮相等。
上式表明：一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心 线O1O2被啮合齿廓接触点公法线所分割的两线段成 反比。这一定律为齿廓啮合的基本定律。
欲使两齿轮瞬时角速度比恒定不变，必须使C点 为连心线上的固定点。 凡能满足上述要求的一对齿廓称为共轭齿廓。 机械中常用的齿廓曲线有渐开线、圆弧和摆线等， 过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。一对齿轮的啮合传动可以看作 其中应用最广泛的是渐开线齿廓。 一对节圆作纯滚动。一对外啮合齿轮的中心距等于其节圆半径之和。
n1 1 r2 rb 2 i12 n2 2 r1 rb1
机械设计基础(判断、填空)
第六章平面连杆机构判断题1.铰链四杆机构中的最短杆(就是)曲柄。
（不一定是）2.把（铰链四杆机构）中的最短杆作为机架，就可以得到双曲柄机构。
（曲柄摇杆机构）3.在曲柄长度不相等的双曲柄机构中，主动曲柄作等速转动，从动曲柄作变速转动。
（对）4.家用缝纫机的脚踏板机构是采用(双摇杆)机构。
（曲柄摇杆）5.平面连杆机构的基本形式是铰链四杆机构。
（对）6.曲柄和(连杆)都是连架杆。
（摇杆）7.铰链四杆机构都有连杆和机架。
（对）8.在平面连杆机构中，以最短杆为机架，(就)能得到双曲柄机构。
（不一定）9.在平面四杆机构中，只要两个连架杆都能绕机架作整周转动，必然是双曲柄机构。
（对）10.利用选择不同构件作机架的方法，可以把曲柄摇杆机构改变成双摇杆机构。
（对）11.铰链四杆机构形式的改变，(只能）通过选择不同构件作机架来实现。
(不一定)12.曲柄摇杆机构中，(摇杆)两极限位置所夹锐角称为极位夹角。
(曲柄)13.摆动导杆机构若以曲柄为主动件，导杆一定具有急回特性。
(对)14.因为偏心轮机构中的滑块不能作为主动件，偏心轮机构不存在死点位置。
(对)15.偏置曲柄滑块机构(没有)急回特性。
（有）16.在曲柄摇杆机构中，(当) 曲柄和连杆共线，就是死点位置。
(当摇杆为主动件时)17曲柄极位夹角θ越大，行程速度变化系数K也越大，机构的急回特性越显著。
（对）18.在平面四机构中，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会具有急回运动特性。
（对）19.极位夹角θ的大小，是根据设计时事先确定的K值，通过公式求得的。
（对）20.曲柄在死点位置的运动方向与原先的运动方向(相同)。
（不一定相同）21.在实际生产中，机构的死点位置对工作(都是不利的)。
（有利有弊）22.双曲柄机构(没有)死点位置。
（有）23.曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时机构(有)死点位置。
(没有)24.双摇杆机构无急回特性。
(对)25.四杆机构的死点位置与哪个构件为原动件（无关）。
机械设计常用机构
机械设计常用机构机械设计是一门综合性的学科，涉及到各种各样的机构和装置。
在机械设计中，机构是非常重要的一部分，它负责传递和转换力、运动和能量，从而实现机械装置的各项功能。
在机械设计中，常用的机构有很多种。
这些机构可以根据其功能、结构和运动特性进行分类和归纳。
下面，我将对一些常用的机构进行介绍。
一、连杆机构连杆机构是机械设计中最基本也是最常用的一种机构。
它由杆件和关节组成，通过杆件的连接和关节的运动，实现力和运动的传递。
连杆机构广泛应用于各种机械装置中，如汽车发动机的连杆机构、拉杆机构等。
二、齿轮机构齿轮机构是一种通过齿轮的相互啮合来传递运动和力的机构。
齿轮机构具有传动比恒定、传递力矩大、传递效率高等特点，广泛应用于各种传动装置中，如汽车变速器、机床传动等。
三、减速机构减速机构主要通过齿轮、皮带等传动元件将输入的高速运动转换为输出的低速运动。
减速机构在机械设计中非常常见，用于满足不同场合的运动速度要求。
四、滑块机构滑块机构是一种通过滑块在导轨上做直线运动来实现运动转换和力传递的机构。
滑块机构广泛应用于各种机械装置中，如工具机的进给机构、压力机的传动机构等。
五、摆线机构摆线机构是一种通过连杆和摆线来实现直线运动的机构。
它通过摆线的特殊形状和连杆的运动，将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于各种机械装置中，如剪切机的摆线滑块机构、织机上纬缸的摆线机构等。
六、万向节机构万向节机构是一种通过球面和容器来实现输动与变动传动的机构。
它具有结构简单、运动灵活等优点，广泛应用于汽车、船舶和航空等领域。
以上介绍的只是机械设计中的一小部分常用机构，还有很多其他的机构在实际设计中也扮演着重要的角色。
在进行机械设计时，我们需要根据具体的应用要求和设计目标选择合适的机构，合理地组合和运用这些机构，以实现设计的目的。
总结起来，机械设计中常用的机构有连杆机构、齿轮机构、减速机构、滑块机构、摆线机构和万向节机构等。
这些机构在机械装置中起着重要的作用，通过它们的运动和力传递，实现了各种功能和要求。
机械设计常用机构
依托飞轮旳惯性（如内燃机、 缝纫机等）、两组机构错开
“死点”位置旳过渡 “死点”位置旳应用
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 杆上旳动颚将矿石压碎。
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。
平面连杆机构旳压力角与传动角 压力角：作用在从动件上旳驱动力F与力作用点
绝对速度之间所夹锐角α。 传动角（ γ ）：压力角旳余角
切向分力 Ft= Fcosα = Fsinγ 法向分力 Fn=Fcosγ
γ↑ Ft↑ 对传 动有利，常用γ旳大小 来表达机构传力性能旳 好坏（越大越好）
平面连杆机构旳急回特征 从动件作往复运动旳平面连杆机构中，若从动
二、齿轮机构
2-1.概述
齿轮机构传递旳运动平稳可靠，且承载 能力大、效率高、构造紧凑，使用寿命长是 当代机械中应用最广泛旳一种传动机构。 应用： （1）传递任意两轴之间旳运动和动力 （2）变换运动方式 （3）变速
优点： （1）瞬时传动比恒定
（2）合用旳载荷和速度范围广 （3）构造紧凑
（4）传动效率高，= 0.94 ~ 0.99
（5）工作可靠和寿命长 缺陷： （1）对制造和安装精度要求较高，成本高 （2）精度↓时 → 噪声和振动↑ （3）不宜用于中心距较大旳传动
齿轮机构旳分类 1.平面齿轮机构 — 用于传递两平行轴之间旳运
动和动力。 * 根据轮齿旳排列位置可分为：内齿轮、外齿轮和 齿条；
* 根据轮齿旳方向可分为：直齿轮、斜齿轮和人字齿 轮。
ABCD构成旳双摇杆机构旳运动能够使悬吊 在E出旳物体做平移运动。
上料机械手 经过连杆旳上下运动，实现加紧与松开旳动作。
机械设计基础掌握机械设计中的机构与机构设计
机械设计基础掌握机械设计中的机构与机构设计机械设计基础：掌握机械设计中的机构与机构设计机械设计是工程领域中的一个重要分支，涉及到机械结构的设计、分析与优化。
在机械设计的过程中，机构是一个核心概念，它由若干个连杆、齿轮、轴等零件组成，通过相对运动实现特定功能。
了解机构的类型、原理和设计方法对于合理设计出高效可靠的机械系统至关重要。
一、机构的类型与原理在机械设计中，机构主要分为平面机构和空间机构两大类。
1. 平面机构平面机构是指机构的运动全部或者部分在一个平面内发生，广泛应用于各类机械设备中。
常见的平面机构包括曲柄滑块机构、齿轮传动机构、摆线器机构等。
例如，曲柄滑块机构用于将旋转运动转化为直线运动，广泛应用于汽车发动机的活塞运动控制。
2. 空间机构空间机构是指机构的运动在三维空间中发生，具有更高的自由度和灵活性。
空间机构常用于机器人、航天器、通用设备等高精度、多功能的机械系统中。
例如，机器人的关节结构就是一种空间机构，通过控制关节的位置和力矩可以实现机器人的运动和操作。
二、机构设计的关键要素在机械设计中，机构设计是实现特定功能的重要环节。
好的机构设计应该满足以下几个关键要素：1. 运动正确机构的设计应能实现所需的运动，包括平动、回转、摆动等。
通过合理的零件配合和运动传递，保证机构的运动轨迹和速度符合设计需求。
2. 功耗少机构的设计应尽量减小能量损耗，提高机构的效率。
通过合理选择材料、优化零件形状和配合，减小摩擦、阻力和能量散失。
3. 刚度足够机构的设计应具备足够的刚度，以保证机构的稳定性和工作精度。
通过增加零件的尺寸和材料刚性，使用刚性连接和支撑等方式增加机构的刚度。
4. 结构坚固机构的设计应保证结构坚固，能够承受额定的工作载荷和外部冲击。
通过合理的结构设计和材料选择，增加机构的强度和耐久性。
三、机构设计的基本步骤机构设计的过程包括需求分析、方案设计、零件选择、装配仿真和优化等多个步骤。
下面以一个简单的摆线器机构为例，介绍机构设计的基本步骤。
机械设计手册之常用机构概述
机械设计手册之常用机构概述1. 引言机构是机械设计中的重要概念，它是由多个零件组成的一个系统，能够完成特定的功能。
在机械设计过程中，不同的机构可以根据需求选择并组合，以完成机械设备的运动、传动和控制等功能。
本文将对常用机构进行概述，介绍它们的基本原理、结构形式和应用场景，帮助读者了解和运用机构设计。
2. 常用机构概述2.1 杆件机构杆件机构是由杆件连接的机构，是机械设计中最基本的构件之一。
杆件机构可以实现直线运动、旋转运动或复杂的连续运动，常见的杆件机构有连杆机构、曲柄机构等。
在连杆机构中，由一个或多个连杆组成，通过杆件的连续运动实现相对运动。
而曲柄机构则是通过曲柄和连杆的相对运动，将旋转运动转换为直线运动。
2.2 齿轮机构齿轮机构是利用齿轮的啮合传动来实现机械运动的传动机构。
齿轮机构具有传动比恒定、传动效率高、精度高等特点，被广泛应用于各种机械设备。
常见的齿轮机构包括直齿轮机构、斜齿轮机构、蜗杆机构等。
直齿轮机构是最简单的一种齿轮机构，通过齿轮的啮合传动实现旋转运动的传递。
斜齿轮机构则是在直齿轮的基础上引入了斜齿轮，使得传动方向可以改变。
蜗杆机构则是利用蜗杆和蜗轮的啮合传动，实现高速运动向低速运动的转换。
2.3 减速机减速机是一种将高速运动转换为低速高扭矩运动的传动装置。
减速机常用于需要较大扭矩输出的场合，例如工业生产设备、机床等。
减速机根据传动方式可以分为齿轮减速机、带传动减速机、摆线减速机等。
齿轮减速机采用齿轮传动，通过齿轮的传动比来实现降低转速。
带传动减速机则是利用皮带的摩擦传动来实现速度的降低，常见应用于车辆的变速器中。
摆线减速机则是利用摆线齿轮的机构来实现高转速的降低。
2.4 滑动轴承和滚动轴承滑动轴承和滚动轴承是机械设备中常见的轴承类型，用于支撑和保持轴的旋转运动。
滑动轴承是采用润滑剂在滑动接触面上形成润滑膜，减少摩擦损失。
滚动轴承则是通过滚动体（如球、滚子）的滚动来减少摩擦损失，提高轴的旋转效率。
机械设计基础常用机构概述
挤压机应用
连杆机构通过将旋转运动转换为直线运动，使挤压 机能够实现精确的挤出操作。
齿轮传动机构
齿轮传动机构是一种基于齿轮间的啮合传递动力的机构。它具有高效率、传动效果稳定和可靠性高的特点，广 泛应用于各种机械装置中。
平行轴齿轮传动
汽车悬挂系统
摇杆机构在汽车悬挂系统中用于实现悬挂装置的运动，提供舒适的驾驶体验。
连杆机构
摇杆机构在连杆机构中用于改变连杆的位置、方向和幅度，实现复杂的运动形式。
家用电器中的应用
带传动机构在洗衣机等家电中常用于传递动力和控 制旋转运动。
小型机械装置中的应用
带传动机构常用于小型机械装置，如打印机和食品 加工机。
链传动机构
链传动机构是一种使用链条传递动力的机构。它具有高负载能力、运动平稳和工作寿命长的特点，广泛 应用于自行车、摩托车和工业机械中。
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自行车链传动机械设计基础常 Nhomakorabea机构概 述
在机械设计中，常用机构是那些用于转换和传递动力、运动和力矩的基本组 合。了解这些机构有助于提高机械设计的效率和创造力。
连杆机构
连杆机构是一种由连接在一起的杆件组成的机构，常用于将旋转运动转换为直线运动或反之。它在众多设备和 机器中广泛应用，例如发动机和挤压机。+
发动机应用
1 递进凸轮机构
递进凸轮机构通过凸轮的特定形状和从动件 的结构，实现复杂的运动规律，常用于自动 化生产线。
2 滑块凸轮机构
滑块凸轮机构通过凸轮轮廓的特点，使滑块 产生直线运动，常用于发动机的气门控制系 统。
曲柄连杆机构和凸轮机构的结合
曲柄连杆机构和凸轮机构的结合可以实现复杂的运动和动作规律，常用于内燃机、发动机和机床等装置中。
《机械设计基础》第6章 其它常用机构
双动式棘轮
◆双钩头式棘轮机构
钩头棘爪
7
双钩头式
◆可变向棘轮机构1
棘爪翻位后 棘轮可变向
将棘轮轮齿 制成方形
8
可变向棘轮
◆可变向棘轮机构2 变向控制杆 定位销钉 A 棘爪 A A向 弹簧 定位销钉孔
摆杆 （主动件） 棘轮
9
◆摩擦式棘轮机构（无棘齿棘轮机构） 驱动棘爪 制动棘爪 摆杆 （原动件） 棘轮 （无棘齿）
h
O1
齿槽夹角θ θ=60°或 棘爪长度L
55°
15
L=2πm（也可由具体结构定）
棘齿宽度b
b
b’
b=φmm
Φm——齿宽系数 棘轮材料 HT15-33
ZG35,ZG45
A3
φm
1.5~6
1.5~4
1~2
45 1.2~2
棘爪宽度b’ b’=b+2~3mm
（棘爪常用材料：A3,45,重要的端部需淬火处理）
23
例1 已知：一槽轮机构，槽轮槽数Z=6，圆销数 K=2，拨盘转速为 24转/分，求拨盘转一转时槽 轮的运动时间tm和静止时间ts。 运动特性系数： 解： tm K(Z-2) 2×（6-2） = 2 = τ=－= 3 2×6 2Z t 60 ∵拨盘转一转（一个循环）需时间： t= （秒） 24 60 = 5 （秒） 2 ∴ tm= τ. t = 3 × 24 3 5 = 6 （秒） 60 ts= t- tm = 24 - 3 5 24
16
齿根过渡圆角r 齿根过渡圆角
r
r=1.5(mm)
注意
棘轮和棘齿的尺寸已规格化可直 接查手册
17
棘轮齿形的画法： 棘轮齿形的画法：
a1 a b
(完整版)机械设计基础知识点详解
机械设计基础知识点详解绪论1、机器的特征：(1)它是人为的实物组合；(2)各实物间具有确定的相对运动；(3)能代替或减轻人类的劳动去完成有效的机械功或转换机械能。
第一章平面机构的自由度和速度分析要求：握机构的自由度计算公式，理解的基础上掌握机构确定性运动的条件，熟练掌握机构速度瞬心数的求法。
1、基本概念运动副：凡两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副。
低副：两构件通过面接触组成的运动副称为低副。
高副：两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。
复合较链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联构成的回转副。
局部自由度：机构中常出现的一种与输出构件运动无关的自由度，称为局部自由度或多余自由度。
虚约束：对机构运动不起限制作用的重复约束称为虚约束或称消极约束。
瞬心：任一刚体相对另一刚体作平面运动时，具相对运动可看作是绕某一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，简称瞬心。
如果两个刚体都是运动的，则其瞬心称为相对速度瞬心；如果两个刚体之一是静止的，则其瞬心称为绝对速度瞬心。
2、平面机构自由度计算作平面运动的自由构件具有三个自由度，每个低副引入两个约束，即使构件失去两个自由度；每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。
计算平面机构自由度的公式：F=3n-2P L-P H机构要具有确定的运动，则机构自由度数必须与机构的原动件数目相等。
即, 机构具有确定运动的条件是F>0,且F等于原动件个数。
3、复合校链、局部自由度和虚约束(a)K个构件汇交而成的复合较链应具有(K-1)个回转副。
(b)局部自由度虽然不影响整个机构的运动，但滚子可使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损，所以实际机械中常有局部自由度出现。
(c)虚约束对机构运动虽不起作用，但是可以增加构件的刚性和使构件受力均衡，所以实际机械中虚约束随处可见。
4、速度瞬心如果一个机构由K个构件组成，则瞬心数目为N=K(K-1)/2瞬心位置的确定：(a)已知两重合点相对速度方向，则该两相对速度向量垂线的交点便是两构件的瞬心。
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一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-6 双曲柄机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-7 机车车轮联动机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
3. 双摇杆机构 两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。 如图6-８a所示，双摇杆机构的两摇杆均可作为主动件，当主动摇杆1往复摆动时，
通过连杆2带动从动摇杆往复摆动。如图6-8b所示门式起重机的变幅机构即是双摇杆机 构，当主动摇杆1摆动时，从动摇杆3随之摆动，使连杆2的延长部分上的E点(吊重物
平面连杆机构中，最常见的是四杆机构。下面主要介绍其类型、运动转换及其特 征。
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
如图6-1所示，当平面四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。机 构中固定不动的构件4称为机架，与机架相连的构件1和3称为连架杆，不与机架相连的 构件2称为连杆。连架杆相对于机架能作整周回转的构件(如杆1)称为曲柄，若只能绕机 架摆动的称为摇杆(如杆3)。
图6-3 缝纫机踏板机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
在双曲柄机构中，如两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行 双曲柄机构(图6-6的ABCD)。平行双曲柄机构有两种情况：图6-6a所示为同向双曲柄 机构；图6-6b所示为反向双曲柄机构。
图6-5 惯性筛
图6-4 双曲柄机构运动示意图
第一节 平面连杆机构
连杆机构是由若干构件用转动副或移动副连接而成的机构。在连杆机构中，所有 构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，称为平面连杆机构。
平面连杆机构能够实现多种运动形式的转换，构件间均为面接触的低副，因此运 动副间的压强较小，磨损较慢。由于其两构件接触表面为圆柱面或平面，制造容易， 所以应用广泛。缺点是连接处间隙造成的累积误差比较大，运动准确性稍差。
图6-1 铰链四杆机构
(一) 基本形式 铰链四杆机构按有无曲柄、摇杆分为以下三种基本形式。 1. 曲柄摇杆机构 两连架杆分别为曲柄和摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。
如图6-1所示，在曲柄摇杆机构中，当曲柄1(齿轮)为主动件时，可将曲柄的连续 转动经连杆转换为摇杆的往复摆动。图6-2a所示为牛头刨床，它的横向自动进给就是 利用曲柄摇杆机构传动的，当齿轮1转动时，通过连杆2带动摇杆往复摆动，并通过棘 轮5传送给丝杠6作单向间歇运动。图6-2b所示是曲柄摇杆机构的运动简图。
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-2 牛头刨床横向自动进给机构 a) 牛头刨床示意图 b) 横向进给机构运动简图
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
2. 双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。 如图6-4所示，在双曲柄机构中，双曲柄可分别为主、从动件，主动曲柄1等速转动，从动 曲柄3一般为变速转动。在如图6-5所示的惯性筛中，ABCD为双曲柄机构。惯性筛就是利用 从动曲柄3的变速转动使筛子具有适当的加速度，筛面上的物料由于惯性而来回抖动，从 达到筛分物料的目的。
1. 曲柄滑块机构 图6-10 曲柄滑块机构如图6-10所示，由曲柄1、连杆2、滑块3及机架4组成的平面连杆 机构，称为曲柄滑块机构。滑块的两个极限位置C1、C2之间的距离H称为滑块的行程。
图6-10 曲柄滑块机构
二、 其他形式的四杆机构及应用
在曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，可将曲柄的连续转动经连杆转换为从动滑块 的往复直线移动，例如图6-11所示的压力机等；反之，若滑块为主动件，其直线运动将 经连杆转换为从动曲柄的连续转动，例如图6-12所示的内燃机等。
第六章 机械常用机构
主编
概述中介绍了构成机器的三大主要组成部分：原动装置、传动装置和执行装置。其 中，原动装置如电动机、柴油机等，一般由专业工厂标准化生产，对工程人员而言，只 需根据计算功率和要求转速去合理选择即可。传动装置与执行装置的选择和确定就比较 复杂，问题集中在选择或设计恰当的运动机构并保证机械零件既有足够强度又合乎制造 工艺性。传动装置与执行装置通常由一些机构或机械传动组合而成。常用的机构与传动 方式有：平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、螺旋传动、齿轮传动、带传动等。 本章主要介绍常用机构。
*三、 平面四杆机构的特性参数
1. 压力角α与传动角γ 如图6-16所示曲柄摇杆机构，曲柄AB为主动件，通过连杆BC驱动摇杆CD摆动。观察
分析从动件摇杆与连杆连接点C处，如忽略连杆BC的自重，则BC杆为二力杆，因此，摇 杆的受力FC必沿连杆BC或其延长线方向；摇杆CD绕D铰摆动，故速度vC必过C点并垂直于 CD杆(切向)，FC与vC之间所
图6-8 双摇杆机构 a) 运动简图 b) 门式起重机变幅机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及源自用(二) 铰链四杆机构存在曲柄的判别条件 铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于各构件长度之间的关系。实物演示和理论
分析都证明，连架杆成为曲柄必须满足下列两个条件： (1) 必要条件 最短杆与最长杆长度之和小于或等于另两杆之和。 (2) 充分条件 连架杆与机架中至少有一个是最短杆。
图6-11 压力机运动简图
图6-12 内燃机
二、 其他形式的四杆机构及应用
图6-13 偏心轮机构
二、 其他形式的四杆机构及应用
2. 曲柄摆动导杆机构 如图6-14a所示，由曲柄1、滑块2、摆动导杆3和机架4组成的机构，称为曲柄摆动导杆
机构。
图6-14 曲柄摆动导杆机构
二、 其他形式的四杆机构及应用
如图6-9所示，在铰链四杆机构中，如果满足必要条件(1)，如取最短杆为连架杆， 得曲柄摇杆机构(图6-9a)；取最短杆为机架，得双曲柄机构(图6-9b)；取最短杆为连 杆，得双摇杆机构。
图6-9 铰链四杆机构的类型判别 a) 最短杆为连架杆时 b) 最短杆为机架时 c) 最短杆为连杆时
二、 其他形式的四杆机构及应用
3. 曲柄摇块机构 如图6-15a所示，由曲柄1、连杆2、摇块3(只能绕铰链C摆动)和机架4组成的机构，
称为曲柄摇块机构。该机构可将连杆相对摇块的移动，转换为曲柄的转动。如图6-15b所 示的卡车自动卸料机构就应用了曲柄摇块机构。车厢1相当于曲柄可绕车架上的A点转
图6-15 曲柄摇块机构 a) 曲柄摇块机构简图 b) 卡车自动卸料机构简图