非标自动化基础-26-机械自锁和增力机构
机械自动化基础知识梳理
机械自动化基础知识梳理在现代工业生产中，机械自动化技术的应用越来越广泛，极大地提高了生产效率和产品质量，降低了劳动成本。
对于想要了解这一领域的朋友来说，掌握机械自动化的基础知识是至关重要的。
接下来，让我们一起深入探索机械自动化的奇妙世界。
一、机械自动化的概念机械自动化，简单来说，就是机器或者装置在无人干预的情况下，按照预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。
它综合了机械工程、电气工程、计算机科学、控制工程等多个学科的知识和技术，实现了机械系统的智能化、自动化运行。
机械自动化的发展历程可以追溯到工业革命时期。
从最初的简单机械传动，到后来的电气控制、液压控制，再到如今的计算机数字控制和智能化控制，机械自动化技术不断进步，为工业生产带来了翻天覆地的变化。
二、机械自动化系统的组成一个完整的机械自动化系统通常包括以下几个部分：1、机械本体机械本体是整个自动化系统的基础，包括机身、框架、传动机构等。
它的设计和制造质量直接影响到整个系统的性能和可靠性。
2、动力系统动力系统为机械自动化系统提供动力，常见的有电动机、内燃机、液压泵等。
根据不同的应用场景和需求，选择合适的动力源至关重要。
3、检测与传感系统检测与传感系统用于检测系统的运行状态、位置、速度、压力等参数，并将这些信息反馈给控制系统。
常见的传感器有光电传感器、压力传感器、位移传感器等。
4、控制系统控制系统是机械自动化系统的核心，它根据检测到的信息和预定的程序，对系统进行控制和调节，以实现预期的动作和性能。
控制系统可以分为开环控制和闭环控制两种类型。
5、执行机构执行机构根据控制系统的指令，完成具体的动作，如电机的转动、气缸的伸缩、机械手的抓取等。
三、机械自动化的控制方式1、顺序控制顺序控制是按照预先设定的顺序，依次执行各个操作步骤。
这种控制方式适用于生产过程相对简单、固定的场合，如自动化生产线中的装配工序。
2、反馈控制反馈控制通过检测系统的输出，并将其与设定值进行比较，然后根据偏差来调整系统的输入，以使系统的输出接近设定值。
夹持装置中的增力机构
夹持装置中的增力机构不同的增力机构，由于结构形式的不同，其力传递效率、自锁程度以及其他技术性能都存在着一定的差异。
目前，机械中较为常用的增力机构主要有基于长度效应、角度效应、面积效应的增力机构以及其他一些组合增力机构等等2.1一次增力机构2.1.1.1杠杆机构在长度效应装置的逻辑分类体系中，杠杆机构不是通常意义上的杠杆，而是一类与普通杠杆具有相同增力特性的装置的总称。
它包括平面杠杆，即一般所谓的杠杆机构和轮轴杠杆机构。
轮轴杠杆机构的种类太多，为了研究的方便，本文只涉及轮轴杠杆机构最常出现的形式——同轴杠杆机构。
由于在增力系数的计算方面，平面杠杆机构和同轴杠杆机构都可以直接用公式i=nl1/l2来求解，所以把它归为一类，总称杠杆机构。
(1)同轴杠杆机构同轴杠杆机构是轮轴机构中作用构件绕在同一轴转动的装置，可以看作是杠杆的一种变形机构，其力传递实质是杠杆效应。
同轴杠杆包括常见的齿轮机构、挠性机构、间歇机构和摩擦传动机构等，它们的特点是都可以分解出主动臂和被动臂，而其旋转轴就相当于普通杠杆机构的支点。
它们的增力系数的计算公式都可以由下式得出：i=nLl1/l2式中：nL——同轴机构主动臂；l1——同轴机构被动臂；l2——同轴杠杆传递效率。
（2)平面杠杆机构利用杠杆使原动力转变为夹紧力的机构称为平面杠杆机构。
平面杠杆机构一般不能自锁，所以大多和斜楔、螺栓、凸轮组合使用，或以气压或液压作为夹紧动力源。
平面杠杆机构结构紧凑，并且容易变换作用力的方向，因此在复合夹紧机构中应用十分广泛。
这种杠杆机构有三种形式，结构如图所示。
一般杠杆机构的支点在杠杆的受力点和夹紧点之间，因此它的增力系数和行程比有时大于1，有时等于1，有时则可能小于1；恒增力杠杆机构的主动臂l1总大于被动臂l2因此它的增力系数i永远大于1，而行程比i则小于1。
杠杆原理作为一种省力原理，一直贯穿于我们的生活当中，从新石器时代的简单器具一直贯穿到现在仍然在使用的复杂器具。
自锁与增力机构
A 物体2
Confidential
Page:6/30 04/15/1999 Page:2
三、机械的效率
一、各种功及其相互关系
PGA370S/423
驱动功Wd （输入功）：作用在机械上的驱动力所作的功。 有益功Wr （输出功）：克服生产阻力所作的功。
损耗功Wf：克服有害阻力所作的功
Wd＝Wr ＋Wf
PGA370S/423
理想机械：不存在摩擦的机械。
理想驱动力P0 ：理想机械中，克服同样的生产阻力Q， 所需的驱动力。 理想机械的效率 0等于1，即：
QvQ P0 v P
QvQ Pv P P0 v P Pv P
0
Qv Q P0 v P
1
P0 P
M0 M
Confidential
六、发生自锁的条件（续）
5. 结论
PGA370S/423
1）所谓机械具有自锁性，是说当它所受的驱动力作用于 其某处或按某方向作用时是自锁的，而在另外的情况下 却是能够运动的。 2）判定机构是否会自锁和在什么条件下发生自锁，可根 据具体情况，视方便运用分析驱动力是否作用于摩擦角
Page:23/30 04/15/1999 Page:2
楔形(斜面)机构
(1)自动插针机Base 加紧机构: (2)辅助支撑:
PGA370S/423
说明:
1.两运动方向垂直时最佳. 2.保证良好润滑. 3.α角度<45 ∘. 4.两工件接触面滚动时最佳. 5.可作为微调机构.
6.可实现自锁.
Confidential
M=Pa
力P本身所能引起的最大摩擦力矩Mf=Rr=Pr a<r M<Mf
非标机械设计培训资料
定义与特点定义特点发展历程及现状发展历程非标机械设计起源于工业革命时期，随着工业技术的不断进步和市场需求的多样化，非标机械设计逐渐发展壮大。
近年来，随着智能制造、工业互联网等技术的快速发展，非标机械设计正朝着数字化、智能化、网络化方向迈进。
现状目前，非标机械设计已经成为机械制造领域的重要分支，广泛应用于汽车、电子、食品、医药、化工等各个行业。
随着市场竞争的加剧和客户需求的多样化，非标机械设计企业需要不断提高设计水平和服务质量，以适应市场发展的需求。
市场需求非标机械设计市场需求广泛，主要来自于制造业的各个领域。
客户对非标机械设备的需求呈现出多样化、个性化、高品质化的趋势，要求设计企业具备强大的技术实力和创新能力。
要点一要点二发展趋势未来，非标机械设计将朝着以下几个方向发展：一是数字化设计技术的广泛应用，提高设计效率和准确性；二是智能化技术的应用，实现设备的自适应、自学习、自优化等功能；三是绿色环保设计理念的推广，降低设备能耗和排放，提高环保性能；四是跨界融合创新，将非标机械设计与其他领域的技术进行融合，开发出更具创新性和竞争力的产品。
市场需求与趋势机械设计基本原理传动原理力学原理包括带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等，用于实现机械装置中动力的传递和变换。
机构设计原理常用材料及其特性金属材料如钢、铸铁、铜合金等，具有优良的力学性能、加工性能和耐磨性，适用于制造承受重载和高速运动的零件。
非金属材料如塑料、橡胶、陶瓷等，具有质轻、耐腐蚀、绝缘等特性，适用于制造特定环境和条件下的零件。
复合材料由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有优异的综合性能，如碳纤维复合材料具有高比强度和高比刚度等特点。
加工工艺热处理技术表面处理技术030201加工工艺与表面处理技术设计成果交付完成设计后，提交设计成果并交付给客户。
在设计过程中进行阶段性评审，并根据评审意见进行修改和完善。
设计过程实施按照设计计划，逐步完成各个设计阶段的任务。
机械基础自动化知识点总结
机械基础自动化知识点总结自动化是一种现代产业化生产中广泛采用的一种生产方式。
它是在利用现代科学技术手段对传统的生产过程进行改造和提升，实现生产过程的高效化、智能化和标准化。
在自动化生产中，机械设备起着重要的作用，掌握机械基础知识对于理解和应用自动化技术至关重要。
下面我们将对机械基础自动化知识点进行总结。
1. 机械传动机械传动是自动化生产过程中不可或缺的一个环节，它是指利用机械装置传递、转换和调节动力的过程。
机械传动主要包括皮带传动、链条传动、齿轮传动和联轴器等。
皮带传动主要通过皮带传递动力，适用于较远距离的传输。
链条传动采用链条来传递动力，主要用于重载和高速传动。
齿轮传动是利用齿轮的轮齿相互啮合来传递动力，适用于转速和转矩的变换。
联轴器主要用于连接两个轴的传动装置，以实现两者之间的动力传输。
2. 机械加工机械加工是指通过机械装置对原材料进行切削、磨削、铣削等加工过程，以改变原材料的形状、尺寸和表面质量的过程。
常见的机械加工方式包括车削、铣削、钻削、磨削和锯削等。
车削是指利用车床工具对工件进行切削加工，适用于加工旋转对称的工件。
铣削是指利用铣床对工件进行切削加工，适用于加工平面和曲面。
钻削是指利用钻床或钻孔机对工件进行孔加工。
磨削是指利用砂轮对工件进行切削加工，适用于加工精度要求高的工件。
锯削是指利用锯床对工件进行切削加工，适用于板材和棒材的切割。
3. 机械控制机械控制是指利用机械装置对自动化生产过程进行控制和调节的过程。
机械控制主要包括开关控制、行程控制和速度控制等。
开关控制是指利用开关对机械设备的启动和停止进行控制。
行程控制是指利用行程开关对机械设备的运动距离进行控制。
速度控制是指利用变速箱、离合器或变频器等对机械设备的运动速度进行控制。
4. 机械传感器机械传感器是指利用机械装置对物理量进行测量和转换的传感器。
常见的机械传感器包括接触式传感器和非接触式传感器。
接触式传感器主要包括开关传感器、行程传感器和速度传感器等。
《机械原理》笔记
《机械原理》*号内容第一章概论第一节本课程的研究内容什么是机器、机构?机器的三特征：１)由一系列的运动单元体所组成。
2)各运动单元体之间都具有确定的相对运动。
3）能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动。
具有以上1、2两个特征的实体称为机构。
构件——由一个或多个零件连接而成的运动单元体。
零件——机器中的制造单元体。
第二节机构的分析与综合及其方法机构分析:对已知机构的结构和各种特性进行分析。
机构综合:根据工艺要求来确定机构的结构形式、尺寸参数及某些动力学参数。
机构综合的内容: 1.机构的结构综合2.机构的尺度综合3.机构的动力学综合。
机构的结构综合：主要研究机构的组成规律。
机构的尺度综合（或运动学综合）：研究已知机构如何按给定的运动要求确定其尺寸参数.概括为四类:(1)刚体导引:当机构的原动件做简单运动时，要求刚体连续地变换其位置。
(2)函数变换：使机构某从动件的运动参数为原动件运动参数的给定函数。
（3）轨迹复演：使连杆上某点的轨迹能近似地与给定曲线复合。
（4)瞬时运动量约束:按构件在某些特定位置时的运动量来设计机构的结构参数。
准点——符合预定条件的几个位置。
只要求几个位置处符合给定条件的机构综合方法称为准点法。
减小结构误差的途径是：合理确定准点的分布。
可按契比谢夫零值公式配置准点。
第三节学习本课的方法1．注意基本理论与基本方法之间的联系2. 用工程观点学习理论与基本方法3．注意加强感性认识和实践性环节第二章机构的结构分析第一节概述构成机构的基本要素——构件运动副运动链运动副:两构件间直接接触且能产生某些相对运动的联接称为运动副。
约束---对构件间运动的限制。
运动副元素—运动副参加接触的部分。
空间运动副和约束的关系。
平面机构中只有Ⅳ级副和Ⅴ级副。
(为什么？）低副－-－副元素为面接触(如移动副、转动副);高副－－-－副元素为点(线）接触。
运动链---构件由运动副连接而成的系统。
机构—选定机架,给相应的原动件，其余构件作确定运动的运动链。
机械原理重点总结
机械原理重点总结第一篇：机械原理重点总结机械原理零件：独立的制造单元什么叫机械？什么叫机器？什么叫机构？它们三者之间的关系机械是机器和机构的总称机器是一种用来变换和传递能量、物料与信息的机构的组合。
讲运动链的某一构件固定机架，当它一个或少数几个原动件独立运动时，其余从动件随之做确定的运动，这种运动链便成为机构。
零件→构件→机构→机器（后两个简称机械）构件：机器中每一个独立的运动单元体运动副：由两个构件直接接触而组成的可动的连接运动副元素：把两构件上能够参加接触而构成的运动副表面运动副的自由度和约束数的关系f=6-s运动链：构件通过运动副的连接而构成的可相对运动系统平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1；引入一个约束的运动副为高副，引入两个约束的运动副为平面低副机构具有确定运动的条件：机构的原动件的数目应等于机构的自由度数目；根据机构的组成原理，任何机构都可以看成是由原动件、从动件和机架组成高副：两构件通过点线接触而构成的运动副低副：两构件通过面接触而构成的运动副由M个构件组成的复合铰链应包括M-1个转动副平面自由度计算公式：F=3n-(2Pl+Ph)局部自由度：在有些机构中某些构件所产生的局部运动而不影响其他构件的运动虚约束：在机构中有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束的作用虚约束的作用：为了改善机构的受力情况，增加机构刚度或保证机械运动的顺利基本杆组：不能在拆的最简单的自由度为零的构件组速度瞬心：互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。
若绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心相对速度瞬心与绝对速度瞬心的相同点：互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点；不同点：后者绝对速度为零，前者不是三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上速度多边形：根据速度矢量方程按一定比例作出的各速度矢量构成的图形驱动力：驱动机械运动的力阻抗力：阻止机械运动的力矩形螺纹螺旋副：拧紧：M=Qd2tan(α+φ)/2放松：M’=Qd2tan(α-φ)/2三角螺纹螺旋副：拧紧：M=Qd2tan(α+φv)/2放松：M=Qd2tan(α-φv)/2质量代换法：为简化各构件惯性力的确定，可以设想把构件的质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量来代替，这样便只需求各集中质量的惯性力，而无需求惯性力偶距，从而使构件惯性力的确定简化质量代换法的特点：代换前后构件质量不变；代换前后构件的质心位置不变；代换前后构件对质心轴的转动惯量不变机械自锁：有些机械中，有些机械按其结构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在却会出现无论如何增大驱动力也无法使其运动判断自锁的方法：1、根据运动副的自锁条件，判定运动副是否自锁移动副的自锁条件：传动角小于摩擦角或当量摩擦角转动副的自锁条件：外力作用线与摩擦圆相交或者相切螺旋副的自锁条件：螺旋升角小于摩擦角或者当量摩擦角2、机械的效率小于或等于零，机械自锁3、机械的生产阻力小于或等于零，机械自锁4、作用在构件上的驱动力在产生有效分力Pt的同时，也产生摩擦力F,当其有效分力总是小于或等于由其引起的最大摩擦力，机械自锁机械自锁的实质：驱动力所做的功总是小于或等于克服由其可能引起的最大摩擦阻力所需要的功提高机械效率的途径：尽量简化机械传动系统；选择合适的运动副形式；尽量减少构件尺寸；减小摩擦铰链四杆机构有曲柄的条件：1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和2、连架杆与机架中必有一杆为最短杆在曲柄摇杆机构中改变摇杆长度为无穷大而形成的曲柄滑块机构在曲柄滑块机构中改变回转副半径而形成偏心轮机构曲柄摇杆机构中只有取摇杆为主动件是，才可能出现死点位置，处于死点位置时，机构的传动角为0急回运动：当平面连杆机构的原动件（如曲柄摇杆机构的曲柄）等从动件（摇杆）空回行程的平均速度大于其工作行程的平均速度极为夹角：机构在两个极位时原动件AB所在的两个位置之间的夹角θθ=180°（K-1）/(K+1)压力角：力F与C点速度正向之间的夹角α传动角：与压力角互余的角（锐角）行程速比系数：用从动件空回行程的平均速度V2与工作行程的平均速度V1的比值K=V2/V1=180°+θ/(180°—θ)平面四杆机构中有无急回特性取决于极为夹角的大小试写出两种能将原动件单向连续转动转换成输出构件连续直线往复运动且具有急回特性的连杆机构：偏置曲柄滑块机构、摆动导杆加滑块导轨（牛头刨床机构）曲柄滑块机构：偏置曲柄滑块机构、对心曲柄滑块机构、双滑块四杆机构、正弦机构、偏心轮机构、导杆机构、回转导杆机构、摆动导杆机构、曲柄摇块机构、直动滑杆机构机构的倒置：选运动链中不同构件作为机架以获得不同机构的演化方法刚性冲击：出现无穷大的加速度和惯性力，因而会使凸轮机构受到极大的冲击柔性冲击：加速度突变为有限值，因而引起的冲击较小在凸轮机构机构的几种基本的从动件运动规律中等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击，等加速等减速，和余弦加速度运动规律产生柔性冲击，正弦加速度运动规律则没有冲击在凸轮机构的各种常用的推杆运动规律中，等速只宜用于低速的情况；等加速等减速和余弦加速度宜用于中速，正弦加速度可在高速下运动凸轮的基圆半径是从转动中心到理论轮廓的最短距离，凸轮的基圆的半径越小，则凸轮机构的压力角越大，而凸轮机构的尺寸越小齿廓啮合的基本定律：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线O1O2被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两线段长成反比渐开线：当直线BK沿一圆周作纯滚动时直线上任一一点K的轨迹AK渐开线的性质：1、发生线上BK线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB2、渐开线上任一一点的发线恒于其基圆相切3、渐开线越接近基圆部分的曲率半径越小，在基圆上其曲率半径为零4、渐开线的形状取决于基圆的大小5、基圆以内无渐开线6、同一基圆上任意弧长对应的任意两条公法线相等渐开线函数：invαK=θk=tanαk-αk渐开线齿廓的啮合特点：1、能保证定传动比传动且具有可分性传动比不仅与节圆半径成反比，也与其基圆半径成反比，还与分度圆半径成反比I12=ω1/ω2=O2P/O1P=rb2/rb12、渐开线齿廓之间的正压力方向不变渐开线齿轮的基本参数：模数、齿数、压力角、（齿顶高系数、顶隙系数）记P180表10-2一对渐开线齿轮正确啮合的条件：两轮的模数和压力角分别相等一对渐开线齿廓啮合传动时，他们的接触点在实际啮合线上，它的理论啮合线长度为两基圆的内公切线N1N2渐开线齿廓上任意一点的压力角是指该点法线方向与速度方向间的夹角渐开线齿廓上任意一点的法线与基圆相切根切：采用范成法切制渐开线齿廓时发生根切的原因是刀具齿顶线超过啮合极限点N1 一对涡轮蜗杆正确啮合条件：中间平面内蜗杆与涡轮的模数和压力角分别相等重合度：B1B2与Pb的比值ξα；齿轮传动的连续条件：重合度大于或等于许用值定轴轮系：如果在轮系运转时其各个轮齿的轴线相对于机架的位置都是固定的周转轮系：如果在连续运转时，其中至少有一个齿轮轴线的位置并不固定，而是绕着其它齿轮的固定轴线回转复合轮系：包含定轴轮系部分，又包含周转轮系部分或者由几部分周转轮系组成定轴轮系的传动比等于所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积的比值中介轮：不影响传动比的大小而仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用第二篇：机械原理知识点归纳总结第一章绪论基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。
机械原理何为机构的自锁
机械原理何为机构的自锁机构的自锁是指在机械原理中，当外界力F或者负载扭矩M作用下，使机构中某一运动副的运动达到限制，从而防止机构的意外运动。
机构的自锁是一种保护装置，可以防止意外事故的发生，并且提高机构的安全性能。
机构的自锁可以分为静态自锁和动态自锁两种情况。
静态自锁是指机构在特定位置时，在外界力或者负载扭矩的作用下，机构中某一运动副处于一定的力矩平衡状态，从而防止机构的运动。
而动态自锁则是指机构在运动过程中，在一定条件下，使得机构中某一运动副的速度为零，从而防止机构的运动。
机构的自锁可以通过不同的原理来实现。
最常见的自锁机构之一是螺纹机构。
螺纹机构的自锁是通过螺纹副之间的摩擦力来实现的。
当外界力或负载扭矩作用于螺纹副时，由于摩擦力的作用，使得螺纹副之间的摩擦力矩大于外界力矩或负载扭矩，从而使得螺纹副产生了自锁效应，防止了机构的运动。
另一种常见的自锁机构是齿轮机构。
齿轮机构的自锁是通过齿轮副之间的齿面间隙来实现的。
当外界力或负载扭矩作用于齿轮副时，由于齿面间隙的存在，使得齿轮副之间的接触处形成了一个承载区，从而保持了自锁状态，防止了机构的意外运动。
此外，还有一些其他的机构也可以实现自锁效应。
例如，摆线机构通过曲线副之间的互联方式来实现自锁效应，旋转摩擦机构通过摩擦力来实现自锁效应。
机构的自锁在机械原理中具有广泛的应用。
首先，自锁机构可以在机械设备中起到保护作用。
例如，在工程机械中，通过设置自锁机构，可以防止设备在运行过程中由于外界力或负载扭矩的作用而产生运动，从而保护了操作员的安全。
其次，自锁机构可以改善机构的稳定性和精度。
例如，在精密仪器中，通过设置自锁机构，可以使得设备在特定位置时处于稳定状态，从而提高了测量精度。
然而，机构的自锁也会带来一些问题。
例如，设置自锁机构会增加机构的复杂度和成本；自锁机构可能会降低机构的效率，增加能量损失。
因此，在设计机械装置时，需要综合考虑自锁效应与机构性能之间的平衡。
非标自动化设计常用知识点整理
非标自动化设计常用知识点整理引言概述：非标自动化设计是指根据客户的特殊需求，设计和制造出非标准化的自动化设备。
这种设计需要综合考虑机械、电气、控制等多个方面的知识点。
本文将从机械设计、电气设计、控制系统设计和安全设计四个方面，详细介绍非标自动化设计中常用的知识点。
一、机械设计：1.1 结构设计：在非标自动化设计中，结构设计是非常重要的一环。
设计师需要根据设备的功能和工作环境，选择合适的结构形式。
常用的结构形式包括梁式结构、框架结构、平台结构等。
设计师还需要考虑结构的刚度、稳定性、可靠性等因素，确保设备的正常运行。
1.2 运动学设计：运动学设计是指根据设备的功能需求，确定各个零部件的运动轨迹和运动方式。
设计师需要了解各种传动方式，如齿轮传动、链传动、皮带传动等，并根据实际情况选择合适的传动方式。
此外，设计师还需要考虑运动的平稳性、精度等因素，确保设备的运动性能满足要求。
1.3 零部件选型：在非标自动化设计中，零部件的选型是非常重要的一环。
设计师需要根据设备的功能需求和工作环境，选择合适的零部件。
常用的零部件包括电机、减速器、传感器等。
设计师需要考虑零部件的性能、可靠性、寿命等因素，确保设备的正常运行。
二、电气设计：2.1 电气控制系统设计：在非标自动化设计中，电气控制系统设计是非常重要的一环。
设计师需要根据设备的功能需求，确定合适的控制方式，如PLC控制、PC控制等。
设计师还需要将各个电气元件进行合理的布置和连接，确保设备的正常运行。
2.2 电气元件选型：在非标自动化设计中，电气元件的选型是非常重要的一环。
设计师需要根据设备的功能需求，选择合适的电气元件。
常用的电气元件包括接触器、继电器、传感器等。
设计师需要考虑电气元件的性能、可靠性、寿命等因素，确保设备的正常运行。
2.3 电气安全设计：在非标自动化设计中，电气安全设计是非常重要的一环。
设计师需要根据设备的工作环境和安全要求，设计合适的电气安全系统。
非标自动化设计常用知识点整理
非标自动化设计常用知识点整理一、引言非标自动化设计是指根据客户的特定需求，设计和创造非标准化的自动化设备或者生产线。
在非标自动化设计过程中，需要掌握一些常用的知识点，以确保设计的准确性和可靠性。
本文将对非标自动化设计中常用的知识点进行整理和介绍。
二、机械设计知识点1. 机械设计基础知识：包括机械设计原理、机械设计基本公式、机械零件的设计和选择等。
2. 机械传动：包括齿轮传动、带传动、链传动等不同类型的机械传动方式，以及传动比的计算和选择。
3. 机械结构设计：包括机械结构的设计原则、机械结构的优化设计、机械结构的强度计算等。
4. 机械零件的选型和设计：包括轴承的选型和计算、联轴器的选型和计算、传感器的选型和布置等。
三、电气设计知识点1. 电气控制系统设计：包括电气控制系统的设计原理、电气元件的选型和布置、电气控制系统的绘制等。
2. 电气路线设计：包括电气路线的设计原理、电气路线的布置和连接、电气路线的保护和安全等。
3. PLC编程：包括PLC的基本原理、PLC的编程语言、PLC的程序设计等。
4. 传感器和执行器的选型和布置：包括传感器和执行器的工作原理、传感器和执行器的选型和布置等。
四、自动化控制知识点1. 控制系统理论：包括控制系统的基本原理、控制系统的稳定性分析、控制系统的性能指标等。
2. PID控制：包括PID控制器的原理、PID参数的调节、PID控制系统的设计等。
3. 自动化仪表的选型和布置：包括自动化仪表的工作原理、自动化仪表的选型和布置等。
4. 数据采集和处理：包括数据采集的方法和技术、数据处理的方法和技术等。
五、安全与可靠性知识点1. 安全设计原则：包括安全设计的基本原则、安全设计的方法和技术、安全设计的评估和验证等。
2. 可靠性设计原则：包括可靠性设计的基本原则、可靠性设计的方法和技术、可靠性设计的评估和验证等。
3. 故障诊断和排除：包括故障诊断的方法和技术、故障排除的方法和技术等。
《机械原理》第十一章 机械的效率和自锁
G=
tan(α + )
F ≤0
F
令 G ≤ 0，得
tan(α + )
α + ≥ 90°
∴ 90° ≤ α < 90°
机械原理 第十一章 机械的效率和自锁
斜面机构正行程自锁条件 解法二 ：机械的效率≤ 0。
F0 tan α = η= F tan(α + )
令 η ≤ 0，得
tan α ≤0 tan(α + )
α + ≥ 90°
∴ 90° ≤ α < 90°
机械原理 第十一章 机械的效率和自锁
斜面机构反行程自锁条件 解法一：克服的阻抗力≤ 0。
F ' = G tan(α )
令 F’ ≤ 0，得
G tan(α ) ≤ 0
α ≤ 0°
∴ 0° < α ≤
机械原理 第十一章 机械的效率和自锁
斜面机构反行程自锁条件 解法二 ：机械的效率≤ 0。
G0 tan(α ) = η= G tan α
令 η ≤ 0，得
tan(α ) ≤0 tan α
α ≤ 0°
∴ 0° < α ≤
转动副的自锁条件：单驱动力作用在摩擦圆内( a ≤ ρ )。
机械原理 第十一章 机械的效率和自锁 3. 机械的自锁条件
1) 机械中所含的运动副自锁。 2) 机械所克服的阻抗力≤ 0。 3) 机械的效率≤ 0。 举例
机械原理 第十一章 机械的效率和自锁
斜面机构正行程自锁条件 解法一：克服的阻抗力≤ 0。
机械原理 第十一章 机械的效率和自锁 举例2：螺旋机构
螺旋机构由螺杆和螺母组成。由于 螺杆的螺纹可设想是一斜面卷绕在圆柱 体上形成，故螺杆和螺母之间的相互关 系，可简化为斜面和滑块的相互关系。 拧紧螺母，相当于斜面机构的正行 程。 F = G tan(α + v ) 拧紧力矩：
机械的自锁
FR12
e M d / FQ
（5-104）
M d e FQ
M f FR 21 FQ ρ—摩擦圆半径，MFra bibliotek —摩擦力矩，
（1）当e>ρ时 ：因Md >Mf，轴将加速转动；
（2）当e=ρ时 ：因Md =Mf，轴将等速转动或静止; （3）当e<ρ时：因Md<Mf，轴将静止或减速到静止 。
由上面的分析可知，径向轴颈的自锁条件是：e≤ρ 。
为了克服一定的生产阻力，驱动 力是多少?
（移动副）就要与自锁角φ有关。（详见上一 页解释） （转动副）
（2）当β=φ时：因 FdT F f max ，滑块将等速运动或静止不动。 （3）当β<φ时：因 FdT Ff max 滑块将减速到零或静止不动。 由此可知，β≤φ是平面平滑块的自锁条件。 若用效率来确定自锁的条件，则是效率小于等于零时，机构便 自锁。
（转动副）径向
轴颈的自锁 1. 自锁条件
机械的自锁
• 自锁的概念 当驱动力（矩） 从零增大到无穷 大时，机械的受 力件总不能发生 运动，这种现象 称为自锁。
• 1.移动副的自锁
FdT Fd sin FdN tan
Ff max FdN tan
（1）当β>φ时：因 滑块将加速运动。
（5-101） （5-102）
FdT F f max ，
非标自动化设计常用知识点整理
非标自动化设计常用知识点整理一、引言非标自动化设计是指根据客户的具体要求，进行非标准化、个性化设计的自动化设备。
在非标自动化设计过程中，需要掌握一些常用的知识点，以确保设计的准确性和可靠性。
本文将对非标自动化设计常用的知识点进行整理和总结。
二、机械设计知识点1. 机械结构设计在非标自动化设计中，机械结构设计是非常重要的一环。
设计师需要根据客户要求和设备功能，选择合适的机械结构，包括传动方式、传动比、连接方式等。
同时，还需要考虑机械结构的刚度、稳定性和可靠性等因素。
2. 传动装置设计传动装置是非标自动化设备中的核心部件，用于传递动力和运动。
设计师需要根据设备的工作原理和要求，选择合适的传动装置，包括齿轮传动、链条传动、皮带传动等。
在设计传动装置时，需要考虑传动效率、传动比、传动精度和可靠性等因素。
3. 机械零部件设计非标自动化设备中包含大量的机械零部件，如轴、轴承、联轴器、导轨等。
设计师需要根据设备的要求和工作环境，选择合适的机械零部件，并进行相应的设计。
在设计机械零部件时，需要考虑材料选择、加工工艺、装配方式等因素。
三、电气设计知识点1. 电气控制系统设计非标自动化设备的电气控制系统是实现设备自动化的关键。
设计师需要根据设备的功能和要求，选择合适的电气控制系统，包括PLC控制、变频器控制、触摸屏控制等。
在设计电气控制系统时，需要考虑信号传输、电气安全、抗干扰等因素。
2. 传感器选择和布置传感器在非标自动化设备中起到了重要的作用，用于感知和检测设备的状态和信号。
设计师需要根据设备的要求和功能，选择合适的传感器，并合理布置在设备中。
在选择和布置传感器时，需要考虑测量范围、精度、可靠性等因素。
3. 电气元件选型和布局电气元件是非标自动化设备中的重要组成部分，包括开关、继电器、接触器、保险丝等。
设计师需要根据设备的要求和功能，选择合适的电气元件，并合理布局在设备中。
在选型和布局电气元件时，需要考虑电气安全、可靠性、易维护性等因素。
机械自锁机构创新设计完整[精编文档]
![机械自锁机构创新设计完整[精编文档]](https://img.taocdn.com/s3/m/30b715a30975f46527d3e177.png)
福州大学至诚学院科研实践报告题目：机械自锁机构的设计姓名：学号：年级：学院：专业：指导教师：成绩：2011 年12 月14 日摘要自锁现象是力学中的特殊现象，在生活和工业生产当中应用广泛。
了解自锁现象产生的机理和生活中常见自锁现象的实质，对与我们学习进步有很大的帮助。
自锁现象是可以利用自锁原理可以设计一些机巧的机械，但是有利有弊：破坏了自锁条件即可解除不需要的自锁，而且可以利用自锁原理设计的机械能够解决很多实际问题。
通过对力学自锁现象的研究和应用分析，我们可以深入的了解力学中的自锁现象，为自锁现象更为广泛的应用于实际打下理论基础。
关键词:自锁现象；自锁条件；自锁应用引言自锁力学是物理学的一个分支。
自锁是如果作用于物体的主动力的合力Q 的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力R与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力的合力Q的作用线在磨擦角之外，则无论这个力多么小，物体也不可能保持平衡。
这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。
物体在这种条件下的平衡现象称之自锁现象。
在如今的生活中，已有很多领域用到自锁机构，并且加以改进做出更适合的。
像可以再零度以下使用的自行车自锁脚踏板、自锁螺母等。
甚至在电气领域里也用到自锁现象的应用。
经过一个学期的学习实践，我对Pro/E的建模、装配以及运动仿真等模块有了一定程度的了解，同时对自锁现象原理有一定的了解，所以设计了一个自锁机构可用于电钻等各种有进给系统回路中，防止不小心碰触开关而存在的隐患。
但还是存在很多不足，在外观上，造型过于粗糙和不完美，机构过于简单，功能还有些欠缺。
这都是需要进一步的改进。
一、自锁机构科技立项与研究的目的、意义机械自锁的意义自锁现象在机械工程中具有十分重要的意义，主要有如下两方面：1)当设计机械时，为能实现预期的运动，必须避免该机械在所需的运动方向发生自锁；2)有些机械的工作原理就是利用了自锁的特性。
自锁机构在生活中的运用：1.螺母自锁：螺母上部有两个狭槽，当螺母在螺栓上拧紧时，螺栓的螺纹将旋入螺母横断面的狭槽中，螺纹被螺母侧壁渐渐锁紧就达到了制锁的功能。
增力机构
本文所设计的多种新型夹具具有增力比大、结构紧凑、摩擦损失小等优点， 性能稳定可靠、适应范围广，实际用应中可明显提高生产效率，有一定的推广应 用价值。
第ｌ章概述
图１－３偏心夹紧机构
圆偏心轮的增力系数按下式进行计算：
ｉｐ ２雨雨蠹瓜司
‘１ｑ
式中 三——力臂的长度；
ｐ——回转中心至接触点的距离；
口——接触点的曲线升角；
仍——工件与圆偏心轮之间的摩擦角；
仍——圆偏心轮与转轴之间的摩擦角。
（４）端面凸轮增力机构
端面凸轮增力机构其实是斜楔增力机构的变型（见图１４），在此不再讨论。
对于内孔直径较大的工件设计出两种基于正交增力机构的离心式内孔夹具结构中采用了互相垂直的输出重块与增力重块通过斜楔增力机构或铰杆增力机构进行力的传递使得该夹具相对于同样结构重量但没有增力机构的离心式内孔夹具实际输出转矩的能力大的多
山东大学 硕士学位论文 增力机构在机床夹具设计中的应用研究 姓名：宋强 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及自动化 指导教师：张进生
ｆ破ｌｔ山．ｅ ａｎｄ ｃ阳ａｔｅｄ ｃ（ｍｌｂｉＩｌ甜ｉｏｎ ｗｉｔｌｌ ｌｅ鹞丘ｉｃｔｉ∞ｌｏｓｓ ａｄ＿ｖ越也ｌｇｅ ｗｅｒｅ ｉｌｌ鹏缸ａ＿ｔｅｄ
ｈｏｖａｔｅｄ丘ｘｔｌ｜ｌ镐ｉｎ ｔｈｉｓ ｐ印ｅｒ ｌｌ习峪ｃｏｍｐａｃｎｌ嚣ｓ ｆｅａｔＩｌｒｅ ｏｆ ｇｒｅａｔ白ｒｃｅ ｉ州勰船ｉｎｇ 谢ｏ、ｌｅ韬丘ｉｃｄ∞ｌｏｓｓ锄ｄ∞∞．ＴＩｌｉｓ ｂｎｄ ｏｆ ｈ嬲ｓｔａｂｌｅ ａＩＩｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈ
机械原理 第3章 力分析、自锁
矩
① 用总反力FR21来表示FN21及Ff 21 由力平衡条件
FR21 = -FQ M d = -FR21 ρ = -M f
}
②
由①② M f = f v FQ r = fv FR21r = FR21 ρ
ρ =
Mf FR 21
= fv r
摩擦圆：以为半径所作的圆。
四、转动副中的摩擦（续）
◆ 能确定简单机械的机械效率和机构自锁的条件。
3.1
机构力分析的目的和方法
一、作用在机械上的力
1. 按作用在机械系统的内外分： 1） 外力：如原动力、生产阻力、介质阻力和重力； 2） 内力：运动副中的反力（也包括运动副的法向力和 切向力,即正压力和摩擦力;两者的合力为总反力） 2、按作功的正负分： 1） 驱动力：驱使机械产生运动的力。
r
R
2πfpρ2 dρ
非跑合止推轴承摩擦：不经常旋转的轴端。如：圆盘摩
擦离合器、螺母与被联接件端面之间的摩擦。
跑合止推轴承摩擦：经常有相对转动的轴端。如止推轴 颈和轴承之间的摩擦属于此类。
四、转动副中的摩擦（续）
1） 非跑合的止推轴承：轴端各处压强 p 相等
FN
r
R
p ds
p
ur u rn Fi = -m a S
可以用总惯性力FI’来代替FI和MI ，FI’ = FI，作用线由
质心S 偏移 lh
lh
Mi = Fi
二、质量代换法
1. 质量代换法 按一定条件，把构件的质量假想地用集中于某几个选
定的点上的集中质量来代替的方法。
2. 代换点和代换质量
代换点：上述的选定点。
螺旋副可以化为斜
面机构进行力分析。
非标自动化机械工程师面试试题
一：请给出能将旋转运动转化为直线运动的机构，至少4种？二：请写出或画出具有自锁功能的机构？
三：请写出能实现间歇运动的机构，至少3种？
四：金属件常用的表面处理方式与那些？请罗列至少5种？
五：一般工业用压缩空气是多少MPA? 1MPA= PA? 当设计计算时，一般按照多少气压值来计算？
六：步进电机与伺服电机之间的区别联系？
七：传动类的机械结构有哪些？各应用于哪些场合？优缺点比较。
八：常用的工程材料（金属与非金属）
九：非标自动化设计开发流程是什么？
十：丝杆的定位精度包含和，当从一个方向进行定位时，可以不考虑。
十一：通常情况下，在轴与孔的配合中，轴的公差选择比孔的公差选择。
十二：两位五通电磁阀，两位指的是：
五通指的是：
十三：调质处理：
十四：时效处理：
十五：选择滚动轴承类型的时候，转速较高，载荷较小，要求选择精度较高时，宜选用
转速较低时，载荷较大或者有冲击载荷时，宜选用，以径向载荷为主的可选用
轴承，轴向载荷与径向载荷都大时，可选用轴承。
十六：直流电机通过调整电压改变转速；
交流电机通过调整电流频率改变转速。
十七：一个伺服电机的额定转矩为064NM，额定转速为3000R/min，那么这个电机的功率为瓦。
十八：一个气缸的直径为40mm，最大500mm/s, 那么最大的耗气量是L/min。
十九：电机转速2000r/min，要是物体移动300mm/s，那么丝杆的导程最少需要
二十：铸件各部分的壁厚差异过大，在厚壁处易产生，在薄壁与厚壁的连接处易产生缺陷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
前言
随着电子产品零件微小化之趋势，机构设计越来越多样化,常常会用自锁和增力的机构, 认识与应用已是不可或缺，为加强自动化设计职系人员掌握自锁和增力知识，合理利用自锁和增力机构故开设此课程。
Page:2/31
Page:3/31
课程目
标
本课程的目标是通过对自锁与增力机构原理的介绍,使学员对于此类机构从原理上有进一步的了解,并通过典型的机构介绍,可以使学员在以后的工作中可以有所借鉴。
在本次课程中，你将学习到………
1.自锁机构的原理
2.自锁机构发生的条件
3.典型的增力机构…
理想机械：不存在摩擦的机械。
：理想机械中，克服同样的生产阻力Q，
Page:9/31
垂直分力P n
：所能引的摩擦力为六、发生自锁的条件
1. 滑块实例
滑块1与平台2 组成移动副。
P 为作用于滑块1上驱动力，b 为力P 与滑块1和平台2接触面的法线nn 之间的夹角， 为摩擦角。
力P 分解为水平分力P t 和垂直分力P n ， 有效分力P t ：推动滑块1 运动的分力。
b b tg n t P sin P P 当b 小于 时，max F t P -----------自锁现象
tg n P F max 滑块1不会发生运动
u
Pn F *max
六、发生自锁的条件（续）
2. 转动副实例
力P为作用在轴颈上的单一外载荷。
当力P 的作用线在摩擦圆之内
（a<r）时 力P 对轴颈中心的力矩
M = Pa
力P本身所能引起的最大摩擦力矩M f = R r = P r a<r M< M f
不论力P 如何增大，也不能驱使轴颈转动。
------自锁现象
Page:10/31
的作用下向下运动时：载荷Q为驱动力
a
Q F1
Fmc Fxh
六、发生自锁的条件（续）
2
）斜面压榨机
Page:15/31
Page:16/31
应满足的条件：r 1s s 2/)sin (1 D AC s )sin( e OE s r
2/)sin ()sin( D e 由几何关系得：（1）
将s 、s 1的值带入(1)式可得偏心夹具的自锁条件为：
六、发生自锁的条件（续）
5. 结论
1）所谓机械具有自锁性，是说当它所受的驱动力作用于其某处或按某方向作用时是自锁的，而在另外的情况下
却是能够运动的。
2）判定机构是否会自锁和在什么条件下发生自锁，可根据具体情况，视方便运用分析驱动力是否作用于摩擦角
之内、或驱动力所能克服的阻抗力等于小于零的方法来
解决。
Page:17/31
第二单元：增力机构本单元的学习主要内容有:
1.杠杆机构.
2.楔形(斜面)机构.
3.螺纹(螺杆)机构.
4.增压增力.
6.滑轮增力.
7.齿轮增力.
8.离心增力.
9.曲柄连杆增力.
Page:18/31
Page:23/31
楔形(斜面)机构
(1) 自动插针机Base 加紧机构:
(2) 辅助支撑:说明: 1.两运动方向垂直时最佳.
2.保证良好润滑.
3. α角度<45.
4.两工件接触面滚动时最佳.
5.可作为微调机构.
6.可实现自锁.
P D1
P1
D2
D3
F
123说明: 图1为快速行程部分.
Page:27/31齿轮增力
减速箱涡轮涡杆
说明:1.多级减速,增力
2.输入轴&输出轴可
平行可垂直.
说明: 1.一级减速
2.大减速比
3.输入轴&输出轴垂直.
Page:28/31
离心式增力曲柄连杆增力。