机械设计基础动画

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螺旋机构
• 最简单的螺旋机构是由螺 母、螺杆和机架组成 的。 螺旋机构可以将转动 转变成移动，或将移动转 变成转动，具有结构简单、 工作平稳、可产生较大的 轴向力等优点。图示为在 机电一体化产品中经常应 用的螺旋机构，在螺杆和 螺母中间加入滚珠，可以 减少螺杆与螺母之间的磨 损，提高机构的传动效率
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两构件形成转动副（滚动轴承）
• 如果在构件1、2中间 引入中间元件-----钢球 3，使构件1、2和钢球 3形成滚动，则将滑动 摩擦转变为滚动摩擦， 可以大大减小构件的 磨损，其中保持架4的 作用是将钢球3均匀隔 开，它与钢球3之间仍 然是滑动摩擦。
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差动轮系
• 自由度F=2的周转轮系 为差动轮系，差动轮 系通常用于运动的合 成、分解。最典型的 应用是汽车的差速器
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连杆机构设计（急回）
• 设计的目的是确定机构中 各个构件的杆长 。 画出摇杆两个极限位置的 机构图，可以发现在铰链 点C的极限位置C1和C2已 知的情况下，问题的关键 在于确定固定铰链点A的 位置。 进一步分析可知，点A,、 C1和C2确定了一个圆， 对应弧C1C2的圆周角是 极位夹角。利用点C1和 C2、极位夹角就可以画出 这个圆。铰链点A应当在 此圆上。
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连杆机构应用（冲床）
• 该机构为一个六杆机 构，为转动导杆机构 （属于四杆机构）和 一个二级基本杆组串 联而成。
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连杆机构的应用（插床）
• 该机构实际上是由一 个双曲柄机构和一个 二级基本杆组串联而 成的机构。
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连杆机构设计（三个位置）
• 设计的基本原理是：在铰链四 杆机构中，动铰链点B、C既是 连杆上的点，同时，又是连架 杆上的点，其轨迹为分别以固 定铰点A和D为圆心，相应连架 杆杆长为半径的圆弧，故称点B 和C为圆点，而点A和D为圆心 点。由此得到作图方法是：作 B1B2 连线的中垂线b12，再作 B2B3 连线的中垂b23，则b12 和b13的交点即为圆心点A的位 置。同样，作C1C2 连线的中 垂线c12和C2C3连线的中垂线 c23，c12和c23的交点即为圆 心点D的位置。
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连杆机构设（函数发生）
• 参照实现连杆精确位
置问题的求解方法，
可以将连架杆CD作为
参考系----“机架”，此
时，连架杆AB转化为
“连杆”，连杆BC和
机架AD转化为“连架
杆”。
此方法的主要原理是
机械运动相对不变原
理。
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连杆机构的应用（搅拌机）
• 机构属于铰链曲柄摇 杆机构，设计时需要 连杆曲线的形状与器 皿的形状一致或相近。
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行星轮系（多行星轮）
• 多个行星轮实际上是 利用虚约束来减小每 个行星轮的受力。一 般行星轮应均匀布置， 以满足机构的平衡条 件。
同时，设计时应满足 传动比条件、同心条 件、装配条件和邻接 条件。
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槽轮机构
• 当拨盘匀速连续转动 时，通过圆销与槽轮 上的槽接触使槽轮转 动；圆销脱离槽以后， 槽轮便停止运动，此 时圆盘上的锁止弧阻 止槽轮因惯性而运动。
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连杆机构（机架取不同构件）
• 根据机械运动相对运 动不变原理，即：取 不同的构件为机架构 件之间的相对运动保 持不变，在机构运动 分析和设计中，可以 通过改变机构的机架 得到新的机构或简化 分析、设计问题。
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连杆机构（传动角）
• 连杆机构的传动角为 连杆与机构运动输出 构件之间所夹的锐角， 在机构的运动过程中 一般是会发生变化的。 注意最小传动角发生 时机构的位置。
两构件相成转动副（滚动摩擦）
• 如果在构件1、2中间 引入中间元件，如滚 动轴承，如果再采用 半径小于钢球的半径 的一组钢球代替滚动 轴承的保持架，则构 件1、2以及所有钢球 之间都是滚动摩擦， 磨损将会进一步减小.
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带传动1
• 带传动一般是靠带轮 与带接触面间的摩擦 力所产生的转矩来传 递运动和动力的，要 使带传动能够正常工 作，带必须受有足够 大的张紧力，以使带 与带轮之间有足够大 的摩擦力。
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范成（有根切）
• 在齿轮的范成法加工 中将可能会出现根切 现象----刀具的顶部切 入被加工齿轮的根部， 从而将齿根部已加工 好的渐开线切掉了一 部分。根切现象的出 现会产生降低齿轮的 齿根强度等一系列对 齿轮传动十分不利的 影响。，
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连杆机构（急回作用）
• 当曲柄作单向匀速转动时， 摇杆往、复摆动的平均速 度不同。机构的这个特性 称为机构的急回运动特性。 在工程中，将机构的工作 行程安排在摇杆平均速度 较低的行程，而将机构的 空回行程安排在摇杆平均 速度较高的行程，可以达 到提高生产率的目的。 极位夹角越大，机构的急 回运动特性越明显。极位 夹角为零，机构无急回特 性。
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凸轮机构（圆柱）
• 圆柱凸轮机构属于空 间凸轮机构，可以看 成为将盘形凸轮的转 动中心移到无穷远， 使凸轮变为移动凸轮， 再将移动凸轮的轮廓 曲线缠绕在一个圆柱 面上而得到的。
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连杆机构应用（缝纫机）
• 为曲柄摇杆机构，脚 踏板是摇杆，为主动 件。在机构的运动过 程中存在死点位置， 是利用带轮的惯性冲 过死点位置的。
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连杆机构（连杆曲线）
• 一般连杆机构连杆上 的点的轨迹（简称连 杆曲线）是比较复杂 的，有的连杆曲线像 逗号，有的像“８” 字，有的像香蕉。 图示机构利用连杆曲 线实现了机构输出运 动的间歇运动。
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连杆机构的应用（炉门）
• 机构为铰链四杆机构。 用连杆作为炉门，设 计时，要求炉门实现 平面一般运动。
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棘轮机构
• 摇杆往复摆动，使棘 爪推动棘轮逆时针方 向间歇运动，并靠止 动爪防止棘轮反转， 弹簧用来保证止动爪 能够正常工作。
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不完全齿轮机构
• 当主动轮的齿与从动 轮的齿啮合时将推动 从动轮转动，而当主 动轮齿与从动轮齿脱 离啮合时，从动轮将 停止转动。两轮轮缘 备有锁止弧，可以防 止从动轮的游动，起 到定位作用。