第5章机构设计
机械设计基础第5章 间歇运动机构
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图5.4 自行车小链轮中的内啮合棘轮机 1—轴;2—棘爪;3—小链轮
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图5.5 有级变速棘轮机构 1—棘爪;2—齿罩;3—棘轮
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图5.6 无级变速棘轮机构 1—棘爪;2—棘轮;3—制动棘爪
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三、棘轮机构的设计 1）棘爪顺利进入棘轮齿槽的条件 如图5.7所示，棘爪与棘轮在A点接触，即将 进入齿槽，轮齿对棘爪作用有正压力N与摩擦力F （F=fN）。为了棘爪顺利进入齿槽，使棘爪滑入 齿槽的力矩NLtanα应大于阻止其滑入齿槽的力矩F L，即棘爪顺利进入棘轮齿槽的条件为： （2）棘轮机构的主要参数 1）棘轮齿数z 2）周节和模数 3）几何尺寸
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三、槽轮机构的主要参数选择及几何尺寸计算 (1)槽轮机构的槽数z的选择 如图5.8所示，槽轮上分布的槽数z，当拨盘转 过角度2φ1时，则槽轮转过2φ2，两转角之间的关 系为： (2)圆销数目z′的选择
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(3)几何尺寸计算 槽轮机构的中心距a可根据机械结构尺寸确定 。其余主要几何尺寸按表5.2给出的公式进行计算 。
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图5.8 外接式槽轮机构 1—拨盘；2—槽轮
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图5.9 内接式槽轮机构 1—拨盘；2—槽轮
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二、槽轮机构的特点和应用 槽轮机构具有构造简单，制造容易，工作可靠 和机械效率高等特点。但不像棘轮机构那样具有超 越性能，也不能改变或调节从动轮的转动角度。由 于槽轮机构工作时，存在冲击，故不能运用于高速 的场合，其适用的范围受到一定的限制。当需要槽 轮停歇时间短，传动较平稳，机构外廓尺寸小和实 现同向传动时，可采用内接式槽轮机构。
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图5.7 棘爪顺利进入棘轮齿槽的条件
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表5.1 棘轮机构的主要几何尺寸
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机械设计基础第5章
5.4 螺 旋 机 构
5.4.1 螺纹的参数、类型和应用 1.螺旋线、螺纹的形成 在直径为d2的圆柱面上，绕一底边长为πd2的 直角三角形，底边与圆柱体的底面重合，则斜边 在圆柱表面上将形成一条螺旋线，如图5.18（a） 所示。取一平面图形(如图5.18（b）所示)，使其 一边与圆柱体的母线贴合，并沿螺旋线移动，移 动时保持此平面图形始终通过圆柱体的轴线，此 平面图形在空间形成的轨迹构成螺纹。
按从动件的间歇运动方式分类，它又有以下 几种形式。 (1) 单向间歇转动如图5.1、图5.2所示，从动 件均作单向间歇转动。 （2) 单向间歇移动如图5.3所示，当主动件1 往复摆动时，棘爪2推动棘齿条3作单向间 歇移动。 （3) 双动式棘轮机构如图5.4所示，主动摇杆 1上装有主动棘爪2和2′，摇杆1绕O1轴来回 摆动都能使棘轮3沿同一方向间歇转动，摇 杆往复摆动一次，棘轮间歇转动两次。
2. 棘轮机构的类型 根据工作原理，棘轮机构可分为齿式棘 轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。 1) 齿式棘轮机构 齿式棘轮机构的工作原理为啮合原理。 按啮合方式分类，它有外啮合(如图5.1所示) 和内啮合(如图5.2所示)两种型式。内啮合棘 轮机构由轴1、驱动棘爪2与止回棘爪4、棘 轮3以及弹簧5组成。
2) 摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构的工作原理为摩擦原理。在 图5.6所示的机构中，当摇杆往复摆动时， 主动棘爪2靠摩擦力驱动棘轮3作逆时针单 向间歇转动，止回棘爪4靠摩擦力阻止棘轮 反转。由于棘轮的廓面是光滑的，所以又 称为无棘齿棘轮机构。该类机构棘轮的转 角可以无级调节，噪声小，但棘爪与棘轮 的接触面间容易发生相对滑动，故运动的 可靠性和准确性较差。
1. 间歇式送进 图5.8所示为浇注流水线的送进装置，棘轮与带轮固连 在同一根轴上，当活塞1在汽缸内往复移动时，输送带2间 歇移动，输送带静止时进行自动浇注。 2. 超越运动 图5.9所示为自行车后轴上的内啮合棘轮机构，飞轮1 即是内齿棘轮，它用滚动轴承支承在后轮轮毂2上，两者 可相对转动。轮毂2上铰接着两个棘爪4，棘爪用弹簧丝压 在棘轮的内齿上。当链轮比后轮转的快时(顺时针)，棘轮 通过棘爪带动后轮同步转动，即脚蹬得快，后轮就转得快。 当链轮比后轮转的慢时，如自行车下坡或脚不蹬时，后轮 由于惯性仍按原转向转动，此时，棘爪4将沿棘轮齿背滑 过，后轮与飞轮脱开，从而实现了从动件转速超越主动件 转速的作用。按此原理工作的离合器称为超越离合器。
机械原理课件第5章 连杆机构设计
第五章 平面连杆机构及其设计 §5-1平面连杆机构的应用及传动特点§5-2平面四杆机构的类型和应用§5-3平面四杆机构的一些共性问题§5-4 平面四杆机构的设计1）低副便于加工、润滑；构件间压强小、磨损小、承载能力大、寿长；2）连杆机构型式多样，可实现转动、移动、摆动、平面复合运动等运动形式间的转换。
如：锻压机肘杆机构，单侧曲线槽导杆机构，汽车空气泵，可变行程滑块机构，等。
一、平面连杆机构的优点和应用平面连杆机构:各构件全部用低副联接而成的平面机构（低副机构）.例如：四足机器人（图片、动画）、内燃机中的曲柄滑块机构、汽车刮水器、缝纫机踏板机构、仪表指示机构等。
曲柄滑块机构摆动导杆机构常见平面连杆机构：铰链四杆机构（雷达天线，飞剪，搅拌机）锻压机肘杆机构可变行程滑块机构3）可用于远距离操纵、重载机构，如：自行车手闸机构，挖掘机等。
4）连杆曲线丰富，可实现特定的轨迹要求，如：搅拌机构，鹤式起重机等。
挖掘机搅拌机构鹤式起重机二、平面连杆机构的缺点1）运动副中的间隙会造成较大累积误差，运动精度较低。
2）多杆机构设计复杂，效率低。
3）多数构件作变速运动，其惯性力难以平衡，不适用于高速。
多杆机构大都是四杆机构组合或扩展的结果。
本章介绍四杆机构的分析和设计。
六杆机构及六杆机构的实际应用一、 铰链四杆机构的基本型式和应用铰链四杆机构：全部用回转副联接而成的四杆机构。
连架杆——与机架相联的构件；周转副——组成转动副的两个构件作整周相对转动的转动副；曲柄1——作整周定轴回转的构件；摇杆3——作定轴摆动的构件；转动副摆转副（C、D）周转副（A、B）铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
1.曲柄摇杆机构铰链四杆机构中，若两连架杆中有一个为曲柄，另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。
实现转动和摆动的转换。
雷达天线俯仰机构缝纫机踏板机构应用（动画演示）：雷达天线俯仰角调整机构，飞剪机构，搅拌机构，摄影机抓片机构、缝纫机踏板机构等。
最新机械设计基础教案——第5章 凸轮机构
第5章凸轮机构（一）教学要求1．了解凸轮机构的工作原理2．掌握常用从动件运动规律及特性3．掌握盘形凸轮轮廓的设计4．了解凸轮机构的尺寸的确定（二）教学的重点与难点1．凸轮的工作原理2．用反转法设计凸轮轮廓3．凸轮的尺寸对其机构的影响（三）教学内容5.1概述5.1.1 概念1．凸轮机构的组成：凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。
2．凸轮：是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件，它通过与从动什的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
3．特点：结构相当简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。
但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
4．凸轮机构的应用例：内燃机配气机构（如下图所示）靠模车削机构（如下图所示）自动送料机构（如下图所示）分度转位机构（如下图所示）5.1.2 凸轮机构的分类1、按照凸轮的形状分为：(1)盘形凸轮凸轮中最基本的形式。
凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件，凸轮与从动件互作平面运动，是平面凸轮机构。
(2)移动凸轮可看作是回转半径无限大的盘形凸轮，凸轮作往复移动，是平面凸轮机构。
(3)圆柱凸轮可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的，从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动，是一种空间凸轮机构。
(4)曲面凸轮当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮，它也是一空间凸轮机构。
2、按锁合方式的不同凸轮可分为：(1)力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；(2)几何锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
3、按从动件型式分为：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件根据从动件运动型式不同分为直动从动件和摆动从动件。
5.1.3 凸轮和滚子的材料凸轮机构的主要失效形式：磨损和疲劳点蚀要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨并且有足够的表面接触强度。
对于经常受到冲击的凸轮机构还要求凸轮芯部有较强的韧性。
机械原理第五章
正常齿标准 ha* 1, c* 0.25 短齿标准 ha* 0.8, c* 0.3
（6）渐开线圆柱齿轮的基本（基准）齿廓（齿形）
（1）齿条同侧齿廓为平行的直线，齿廓上各点具有相同的压 力角，即为其齿形角，它等于齿轮分度圆压力角。
（2）与齿顶线平行的任一直线上具有相同的齿距p m 。
（7）斜齿齿轮齿条机构
斜齿轮斜齿条啮 合传动应用较少。
（8）非圆齿轮机构
轮齿分布在非圆柱体上，可实现一对齿轮的变 传动比。需要专用机床加工，加工成本较高， 设计难度较大。
这是利用非圆齿轮变传动比的工作原理，设计的 一种容积泵。现已获得实用新型专利。
2、相交轴之间传递运动 (1) 直齿圆锥齿轮机构
s pb a
公
式
d1=mz1 d2=mz2
db1=mz1cos、
ha = ha*m
db2=mz2cos
hf = (ha* + c* )m
da1 d1 2ha m( z1 2ha* )
da2 d2 2ha m( z2 2ha* )
*
*
d f 1 d1 2h f m(z1 2ha 2c )
3.渐开线方程
如右图所示，以OA为极坐标轴， 渐开线上的任一点K可用向径rK和 展角θK来确定。根据渐开线的性 质，有
rb(K +K ) = AN = KN = rbtanK
故 K = tan K － K
式中K称为渐开线在K点的压力角，它是K点作用力F的方
向(K点渐开线的法线方向)与该点速度VK方向的夹角。
两螺旋角数值不等的斜齿轮啮合时， 可组成两轴线任意交错传动，两轮 齿为点接触，且滑动速度较大，主 要用于传递运动或轻载传动。
第五章 齿轮机构及其设计习题解答
5.１ 设已知一对渐开线齿轮的基圆、齿顶圆及主动轮1的角速度1ω的方向如图5.4（a ）所示。
试作出啮合线，并指出理论啮合线和实际啮合线。
【分析】根据渐开线的性质，啮合线必和两轮的基圆相切，由于1ω逆时针方向旋转，故其应切于轮1基圆的左下方和轮2的右上方，设切点分别为1N 、212N N N ，与轮1和轮2齿顶圆的交点分别为21B B 和，则21N N 为理论啮合线，21B B 为实际啮合线。
解：如图5.4（b ）所示。
【评注】本题主要考查对渐开线齿轮啮合原理和渐开线的性质及其相关知识的理解。
(a) (b)图5.45.2 在图 5.5所示轮系中，已知系杆H 为输入端，1000=H n min /r ，而齿轮4为输出端，min /104r n =，它们的转向如图所示。
20mm,3,99,101321=====αm z z z ，且均为直齿圆柱齿轮。
试求：（1）轮4的齿数4z ?（2）若齿轮1、2采用标准齿轮传动，求齿轮3、4的啮合角，说明无侧隙啮合时采用的传动类型。
（3）若齿轮1、2采用标准齿轮，而齿轮3、4改用斜齿圆柱齿轮，法面模数mm 3=n m ，3、4轮的β角应为多少？【分析】本题第一问涉及行星轮系传动比的计算，关于这方面的内容在第11章中将专门讨论。
其余二问涉及到齿轮传动与啮合角的关系，斜齿轮传动的中心距计算公式等，有关公式应当在理解基础上能够记住。
解：（1）求轮4的齿数。
21431441z z z z n n n n i H H H⋅=--=10010001010009910199412134=+⨯⨯=--⋅=HH n n n n z z z z图5.5（2）计算啮合角。
1，2为标准齿轮 mm 30023)10199(2)(2112=⨯+=+=mz z a而 mm 5.29823)10099(2)(4334=⨯+=+=mz z a要使轮系满足同心条件，则mm,300'34=a 故3，4轮的啮合角'34a 为 ︒=︒==773.2030020cos 5.298cos arccos1234'34a a a α由于mm 5.2983003412'34=>==a a a 故为正传动。
＜机械原理＞第五章_齿轮机构及其设计
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第五章 齿轮机构及其设计
二、共轭齿廓
凡是满足齿廓啮合基本定律的一 对齿廓叫共轭齿廓。 只要给出一条齿廓曲线，就可以 根据齿廓啮合基本定律求出与其 共轭的另一条齿廓曲线。 理论上满足一定传动比规律的共 轭曲线有很多。如：渐开线、摆 线、变态摆线、圆弧曲线、抛物 线等。
两头牛背上的架子 称为轭,轭使两头牛 同步行走。 共轭即为按一定的 规律相配的一对。
但啮合角≡齿形角
意味着：同1把齿条形刀具制造的齿轮（无论标准或变位、无论 齿数多少）压力角都相同。
1:22 PM 第五章 齿轮机构及其设计
中心距
侧隙 无 有 无 有
顶隙 标准 >标准 标准 >标准
节圆(线) =分度圆 >分度圆
啮合角 =压力角 >压力角
标准 标准齿 安装 轮与标 准齿轮 非标 安装
第五章 齿轮机构及其设计
渐开线的 极坐标参 数方程式
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二、渐开线齿廓
1、渐开线齿廓能满足定传动比的要求
公 两 公 法线是 基圆 切线 通过连心线上 定点 节点 = 一对齿轮传动比
1 O2 P r '2 rb 2 i Const 2 O1P r '1 rb1
第五章 齿轮机构及其设计
标准齿 标准 轮与标 安装 准齿条 非标 安装
标准中心距 >标准中心距 标准中心距 >标准中心距
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第五章 齿轮机构及其设计
§5-5 渐开线直齿圆柱 齿轮的啮合传动
渐开线齿轮的啮合过程
主动轮与从动轮 啮合起始：主动轮齿根部 接触从动轮齿顶 啮合终止：主动轮齿顶接 触从动轮齿根部 啮合点
机械创新设计-5-机构创新设计1
—圆弧部分—从动件停歇——歪盘动—横向 抓片
❖ 航天飞船对接器——对接机构——对 接模拟器的并联机器人——完成—主 动抓取、对正、拉紧、锁住、卡紧等。
❖ 并联机构——并联机器人
5.2 机构组合创新设计方法
❖ 5.2.3 机构叠加组合方法
5.3 机构变异设计
❖ 5.3.2 运动副尺寸变异
1.扩大转动副尺寸—— ➢ 加大连杆销轴尺寸——泵、压缩机、冲
床等 ➢ 颚式破碎机——曲柄摇杆机构
2.扩大移动副尺寸—— 冲床滑块扩大——正弦机构 冲床滑块扩大——曲柄滑块机构 往复凸轮分度机构——改善机构受力状态 和动力效果
5.4 机构再生运动链方法
❖ 5.4.1 概述
1.颜鸿森教授提出——适用新方案提出法 ➢ 主要步骤：
➢ 1）从一个性能良好的原始机构出发，将其还 原为同源的一般化运动链；
➢ 2）根据推理，得到与之同源的所有再生运动 链；
➢ 3）通过筛选，施加约束，得到所有可行运动 链；
➢ 4）再通过评价，选择，得到适宜的机构。
圆珠笔按钮 录音机的联动按键 魔方 百叶窗 拉链 安全带带扣
————
举例：
圆珠笔按钮 笔套上有凸块
要实现特定的动作功能 ——巧妙的构思。
圆珠笔按钮 笔芯齿轮在笔套内时的情况 功能原理分析
对齐笔 套槽时
笔芯齿轮与按 钮齿轮错开
笔芯齿轮在笔套内时的情况
错开时—缩回 （外）
对齐时—探出 （内）
笔芯齿轮在笔套内 外的情况比较
5.2 机构组合创新设计方法
❖ 5.2.2 机构并联组合方法
连杆
➢ 2.Ⅱ型并联
主动件或原动机的运动分成——两个——再合成一个
机械设计基础第5章 螺旋机构及间歇运动机构
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图5.14 自动车床上的槽轮机构
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5.4
不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构简介
5.4.1 和带锁止弧的齿轮2及机架组成。在轮1主动等 速连续转动中，当轮1上的轮齿与轮2的正常齿相啮 合时，轮1驱动从动轮2转动；当轮1的锁止弧S1与 轮2锁止弧S2接触时，则从动轮2停歇不动并停止 在确定的位置上， 从而实现周期性的单向间歇运 动。如图5.15所示的不完全齿轮机构的主动轮每转 过1周，从动轮只转1/4
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5.4.2 由具有曲线凹槽的主动圆柱凸轮1、均布有柱 销3的从动圆盘2和机架组成。当主动轮1转动时， 拨动柱销3，使从动圆盘2做间歇运动。从动圆盘的 运动规律取决于凸轮轮廓曲线，适当的凸轮轮廓曲 线可满足机构高速运转的要求。凸轮式间歇机构中 凸轮加工较复杂，加工精度要求较高，装配调整的 要求也较严格。这种机构常用在轻载情况下的间歇 运动，如火柴包装机。
第5章 螺旋机构及间歇运动机构
提示：本章重点掌握螺旋机构及棘轮机构、槽 轮机构、不完整齿轮机构等间歇运动机构的工作原 理、特点、功用及适用场合。 在机械中，除广泛使用连杆机构、凸轮机构、 齿轮机构等机构之外，还经常用到棘轮机构、槽轮 机构、不完全齿轮机构等间歇运动机构。 本章将对这些机构的组成、工作原理、特点及
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图5.15 外啮合不完全齿轮机构
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图5.16
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图5.8
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图5.9 浇注输送装置
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图5.10 牛头刨床的横向进给机构
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5.3
1）外啮合槽轮机构。其拨盘与槽轮转向相 反，如图5.11所示。 2）内啮合槽轮机构。其拨盘与槽轮的转向
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图5.11 单圆销外啮合槽轮机构
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管理学-第5章
5.4.6 授权理论与授权艺术
1.授权的作用与原则 1.授权的作用与原则 （1）有利于调动下属的积极性 （2）有利于领导从繁杂的日常事务 中解脱出来，集中精力抓大事， 中解脱出来，集中精力抓大事，做好战 略决策 （3）有助于培养下级管理人员
5.4.6 授权理论与授权艺术
2．授权工作的原则 克服主观障碍，相信下级， （1）克服主观障碍，相信下级，积 极授权 权责对等， （2）权责对等，按责授权 监督检查， （3）监督检查，做好控制工作 逐级授权， （4）逐级授权，不越级授权
5.2.3 技术及其变化对企业组织 设计的影响
2．信息技术对企业组织的影响 使组织结构呈现扁平化的趋势。 （1）使组织结构呈现扁平化的趋势。 （2）对集权化和分权化可能带来双重 影响。 影响。 （3）加强或改善了企业内部各部门间 以及各部门内工作人员之间的协调。 以及各部门内工作人员之间的协调。 要求给下属以较大的工作自主权。 （4）要求给下属以较大的工作自主权。 提高专业人员比率。 （5）提高专业人员比率。
5.4.6 授权理论与授权艺术
3．授权程序 （1）分配责任 （2）授予职权不是简单地下放权 力，而是一项细致的工作 （3）规定汇报义务
5.4.6 授权理论与授权不等于逃避责任 （2）授权不同于代理职务 （3）授权不等于助理或秘书职务
5.4.6 授权理论与授权艺术
5.2.4 企业发展阶段对企业组织 设计的影响
（1）创业阶段。 创业阶段。 职能发展阶段。 （2）职能发展阶段。 分权阶段。 （3）分权阶段。 参谋激增阶段。 （4）参谋激增阶段。 再集权阶段。 （5）再集权阶段。
5.2.5 规模对企业组织设计的影响
1.规范化 1.规范化 2.分权化 2.分权化 3.复杂性 3.复杂性
凸轮机构
第五章凸轮机构及其设计基本要求了解凸轮机构的应用及其分类。
介绍推杆常用的运动规律及其选择。
学会用图解法设计盘形凸轮的轮廓曲线。
掌握凸轮机构基本尺寸的确定。
基本概念题与答案1.什么是基圆、基圆半径？答：以凸轮理论廓线的最小向径为半径所作的圆，叫基圆，其半径称为基圆半径。
2.什么是推程、升程（又称行程）推程运动角？答：从动件由距凸轮转动中心最低位置到最远位置的过程称作推程，推程过程中从动件的最大位移称升程（行程）。
推程过程中凸轮转过的角度称为推程运动角。
3.什么是远休止角、回程运动角、近休止角？答：远休止角：从动件在距凸轮回转中心最远的位置停留不动，这时对应的凸轮转角称为远休止角。
回程运动角：从动件以一定运动规律降回初始位置，这时凸轮转过的角度。
近休止角：从动件在距凸轮回转中心最近的位置停留不动，这时对应的凸轮转角称为近休止角。
4.什么是刚性冲击和柔性冲击？答：刚性冲击：由加速度产生的惯性力突变为无穷大，致使机构产生的强烈冲击。
柔性冲击：由加速度产生的惯性力为有限值的变化，使机构产生的冲击。
5.凸轮轮廓的形状起什么作用？由什么来决定？答：作用：实现从动件的运动规律，取决于从动件的运动规律。
6.图解法设计凸轮廓线的方法是什么？什么是反转法？答：方法：反转法，凸轮不动，从动件连同机架一起按凸轮的角速度的相反方向绕凸轮回转中心转动，而从动件仍按预定的运动规律相对机架运动，从动件尖顶的轨迹即为凸轮廓线，这种方法称为凸轮廓线的反转法设计。
7.直动从动件盘形凸轮廓线设计的已知条件是什么？设计中注意什么？答：（1）从动件的运动规律，即从动件的位移线图。
（2）基圆半径。
（3）从动件导路偏距e 和位置。
（4）凸轮等角速度转动及其转向。
注意：（1）取μs、μL、μδ比例尺、按已知条件作图。
（2）反转法。
（3）从动件位移在基圆外截取。
（4）所有位移点用光滑曲线连接成凸轮廓线。
8.滚子从动件盘形凸轮廓线设计，以哪一点作为尖顶来设计理论廓线？答：以滚子中心为尖顶来进行设计。
机械创新第五章 机构组合与创新设计
从动构件组：F=0
再拆成更简单的F=0的杆组
◆定义：把机构中最后不能再拆的自由度为零的构 件组称为机构的基本杆组。
◆ 基本杆组的分类
对于全低副的杆组： n个构件、pl个低副
杆组应该满足的条件条件:
3 n 2 pl 0 2 n pl 3
n和pl为整数 n=2,4,6…
3 Pl n 2
运动副数
n 2, Pl 3
n 4, Pl 6 n 6, Pl 9
●●●●●●
构件数
讨论各基本杆的几种情况：
(1) n=2, pl =3的双杆组：又叫Ⅱ级杆组
常见Ⅱ级杆组的形式有 5 种(应用最广且最简单)
内接副—— 连接杆组内部构件的运动副
外接副—— 与杆组外部构件连接的运动副
Ⅱ级杆组
2.机构的组成原理
◆机构组成原理：任何机构都是由若干个基本杆组 依次连接于原动件和机架上所组成的系统。
机构＝基本机构＋基本杆组
牛头刨床的组合过程
◆机构命名方式：
按所含最高杆组级别命名，如 Ⅱ 级机构， Ⅲ 级机构等。(Ⅰ级机构：只由机架和原动件组成的
机构。例：杠杆机构、斜面机构)
◆ 机构创新设计应遵循的原则
◆ 结构分析的过程 把机构分解为基本杆组、机架和原动件。
◆ 机构结构分析步骤 1、正确计算机构的自由度； 2、根据机构拆分原则进行拆分 3、最后定出机构的级别。
★确定机构级别
解：该机构无虚约束和局部自由度 F=3×5－2×7=1 该机构为II级机构
二、杆组的基本类型 （一）II级杆组的类型
Ⅱ级杆组结构形式
§5-2 基本机构及其组合的概念
•
机构是机器中执行机械运动的主体装置，机构的类型与复 杂程度与机器的性能、成本、制造工艺、使用寿命、工作可 靠性等有密切关系。因此机构的设计在机械设计的全过程中 占有极其重要的地位。工程中的实用机械，很少由一个简单 的基本机构组成，大都由若干个基本机构通过各种连接方法 组合而成的一个机构系统组成。
第5章 中小企业组织结构设计精品PPT课件
适从，造成管理混乱。
– 不利于建立责任制——往往会出现有功大家抢，有过大家推的现象；
• 由于这种组织结构形式的明显的缺陷，现代企业一般都不采用职能制。
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5.3 直线－职能制
组织结构的构成
职能结构 职权结构 层次结构 部门结构
横向结构
纵向结构
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3、组织横向结构设计
——部门结构
• 组织横向结构（部门结构）设计的目的，是要解
决管理与业务部门的划分问题，具体表现为组织 的分工合作。
• 部门划分：就是把工作和人员组织成若干管理的
单元，并组建相应的机构或单位。
– 直线制只适用于规模较小，生产技术比较简单的企业，
对生产技术和经营管理比较复杂的企业并不适宜。
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5.2 职能制
• 职能制组织结构，是各级行政单位除主管负责人 外，还相应地设立一些职能机构。如在厂长下面设立职
能机构和人员，协助厂长从事职能管理工作。
• 各职能机构就有权在自己业务范围内向下级行政 单位发号施令。
21.10.2020
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4、组织纵向结构设计
——层次结构
• 组织纵向结构（层次结构）设计的目的，是要解
决管理层次的划分和职权分配的问题，体现为组 织中的领导隶属关系。
• 主要涉及工作为管理幅度和管理层次设计。
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4.1 管理幅度设计
• 管理幅度（管理跨度）——是指一名管理者直接 管理的下级人员的数量。
职责不清与不协调的现象。
机械原理课后答案——第五章 凸轮机构及其设计
2) 标出图b 推杆从图示位置升高位移s 时，凸轮的转角和 凸轮机构的压力角。
应用反转法求出推杆从 图示位置升高位移s 时，滚子 中心在反转运动中占据的位置。
由于滚子中心所在的推 杆导路始终与偏距圆相切，过 滚子中心作偏距圆切线，该切 线即是推杆反转后的位置。
9-8
作AOA’=90º ，并 使AO=A’O，则A’为推 杆摆动中心在反转过程 中占据的位置。 作出凸轮的理论廓线和 凸轮的基圆。以A’为圆 心，A到滚子中心的距 离为半径作圆弧，交理 论廓线于C’点，以C’为 圆心，r为半径作圆弧 交凸轮实际廓线于B’点。 则B’点为所求。
9-8
作出凸轮的理论 廓线和凸轮的基圆。 以A’为圆心，A到滚子 中心的距离为半径作 圆弧，分别交基圆和 理论廓线于C、C’点， 则C’A’C为所求的位 移角。
过C’作公法线 O’C’，过C’作A’C’的 垂线，则两线的夹角 为所求的压力角。
9-9 解：采用等加速等减速运动规律，可使推题9-7 9-8 9-9
9-7 试标出 a 图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从 图示位置转过90后推杆的位移；标出图b 推杆从图示位置 升高位移s 时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。
a
b
1) a 图在图示位置时凸轮机构的压力角， 凸轮机构的压力角: 在 不计摩擦的情况下，从动件 所受正压力方向与力作用点 的速度方向之间所夹的锐角。
v max 2 h / 0 2 16 1 .5 /( 5 π / 6 ) 18.34mm/s
a 4 h 2 / 02 4 16 1 .5 2 /( 5 π / 6 ) 2 21.03mm/s
2
从动件所受正压力方向： 滚子中心与凸轮几何中心的 连线。
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塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第四节 合模导向机构 第五节 推出机构
双向推出机构
动、定模都设推出机构。
塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第四节 合模导向机构 第五节 推出机构
点浇口模具顺序推出机构
潜伏浇口断离和脱模
推制件和推流道同时进行，浇口断离位置可能产生 的碎屑会滞留于浇பைடு நூலகம்的空腔里，以致下一模注塑时又充入 型腔，形成制品表面一些小麻点（“胶屎”）。采用差动 顶出法：先推制件，推杆上行封闭了浇口断截面后，再推 出潜伏浇口凝料。
（三）推件板推出机构
特点：在塑件周边的端面施加推力，作用面积大，推出力大 而均匀，且不留推出痕迹。
设计要点： 相关零件的配合关系 避免推件板脱落
• 型芯设锥面和略微扩径的设计 • 针对盲孔软质壳体塑件的进气装置
推管推出机构应用示例
推件板推出机构应用示例
（四）活动 镶块及凹模推出机构 （五）综合推出机构
（二）导套
1、导套的结构形式
导柱与导套的配用
导 向 孔 要 通 气
塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第四节 合模导向机构 第五节 推出机构
精密定位装置
锥面（或斜面）定位的最大特点是配合间隙为零，故 而定位精度高。
安装在模具内部的精定位装置
↙
安装在模具边侧的精定位装置
↖
设在内模镶块四角的精定位块
了间隙配合，使动模和定模相对位置正确，保证 型腔形状和尺寸精确。
导柱定位误差分析
（3）承受一定的侧向压力 塑料熔体充模过程中可能会产生单向侧压力，导
柱也会承受一定的侧向压力。 移动模板对导柱的弯矩作用。模板越重、移动距
离越远，导柱所承受的弯矩也就越大。
导柱直径、长径比分析
二、导柱导向机构
1.导柱的结构形式 带头导柱 有肩导柱 带销导柱 无头导柱
推杆行程+k
S
l L
图5-24 推杆安装关系
D+1 D d+1
df6/H7
8）推出机构的复位、导向与支承
➢ 复位杆
H8/f7配合
➢ 对推板的导向与支承
1X45°
H L
a)
b)
c)
d)
图5-25 复位杆的形式
a)
b)
c)
（二）推管推出机构
一般，当塑料管的高度大于10mm，采 用推管推出。设计要点： 推管的结构形式 推管内径与型芯的配合。 推管外径与模板孔的配合
脱模力的计算 脱模力：是指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力。
塑件脱模时的型芯受力分析
初始脱模力：开始脱模时的瞬间所要克服的阻力（最大 阻力）。以后脱模所需的力为相继脱模力（小于初始脱模 力）。
塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第四节 合模导向机构 第五节 推出机构
一、简单推出机构
推杆推出机构 推管推出机构 推件板推出机构 推块推出机构 活动镶块或凹模推出机构 多元件联合推出机构
推出机构设计的基本原则： 保证塑件不因推出而变形或损坏。 不影响塑件的外观及使用要求。 推出机构动作可靠、灵活、制造方便。
(二 )推出机构的分类
按动力来源分： 手动推出机构 机动推出机构 液压推出机构 气动推出机构
按模具结构分为： 简单推出机构 双推出机构 二级推出机构 顺序推出机构 带螺纹塑件的脱模机构
↘
设锥面，防止分型面横向错动
↙
↘
↙
大型模具常采用的四周锥面定位结构
↙
↖
三板式模具的导向合模机构
塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第四节 合模导向机构 第五节 推出机构
第五节 推出机构设计
为将塑料制品和浇注系统凝料从成型零件上或模具内 脱出而设计的专门机构，称为推出机构（或为脱模机构）。
二、斜导柱侧向分型与抽芯机构
（一）抽芯距确定与抽芯力计算
斜导柱侧向抽芯机构的组成及工作原理
斜导柱受力分析
结论： 倾斜角a增大，则斜导柱所受弯矩增大，开模力增大。
斜导柱几何尺寸设计
结论： 倾角a增大，则开模距缩短，斜导柱工作长度亦缩短。
（一）推杆推出机构 特点：推杆设置位置自由度较大，加工简单、更换方
便、推出效果好。 设计要点： 1）推杆位置的设置
2）推杆断面形状 3）推杆轴向结构形式 4）推杆的直径
a)
b) c)
d) e) f)
图5-17 推杆端面形状
5）推杆的安装与固定形式
D+1 D
H3
H2 H1
推杆行程+k
S
l
L
H3
H2 H1
沿长方向导柱结构分为三部分：固定部分、导向部分和 引导头。
（3）材料
导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯， 因此，多采用20钢经渗碳淬火处理，或T8A、T10A经淬火 处理，硬度为55~55HRC。表面粗糙度Ra0.8~0.4 。
（4）配合精度
导柱、导套与固定孔之间采用较紧的过渡配合H7/k6， 配合长度一般在孔直径的1.5~2倍之间。导柱与导套采用 H7/f6或H8/f7间隙配合。配合面的长度达到导柱直径的 1.5~2倍即可。
九、带螺纹塑件的脱模机构
脱螺纹机构要求，塑件与螺纹型芯或型环之间除了要有 相对转动以外，还必须有轴向的相对移动，螺纹塑件需设 有止转结构。 •手动脱螺纹机构
•强制脱螺纹机构
•机动脱螺纹机构
塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第六节 侧向分型抽芯机构
第六节 侧向分型与抽芯机构
当塑件上带有与开模方向不同的内外侧孔或侧凸凹等 结构阻碍塑件直接脱模时,必须将模具成型这些结构的零 件制成可侧向移动结构的零件，以便在脱模之前先抽掉侧 向零件，否则塑件就无法脱模。 一、侧向分型和抽芯机构的分类 • 机动分型抽芯机构 • 液压或气动驱动抽芯机构 • 手动分型抽芯机构
导柱导向机构设计内容：布置导柱的位置、确定导向零件 结构、尺寸和材料、选用导向零件标准件。
2.导柱结构技术要求 （1）导柱的布置 根据模具的大小，采用2~4根导柱导向。导柱一般布置在 模板的四周。 保证合模的方向唯一，型腔和模板的强度。 导柱设置在定模或动模均可，多数设在型芯一侧。
（2）导柱的形状
塑料成型工艺及模具设计
第五章 注射模设计
第四节 合模导向机构 第五节 推出机构
第四节 合模导向机构设计
一、合模导向机构的作用 （1）导向作用
合模时，引导动模与定模正确地合拢，避免型芯或凸模先 行进入凹模或型腔内，以保证不损坏成型零件。
导 柱 端 部 设 计
导柱导向长度分析
（2）定位作用 模具闭合后导柱与导向孔（或导套）之间采用