《几种常用机构》PPT课件
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《机械常识》课件-第五章 常用机构
机构。它们一般是通过改变铰链四杆机构某些
构件的形状、相对长度或选择不同构件作为机
架等方式演化而来的。
1．曲柄滑块机构
具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构称为曲
柄滑块机构。曲柄滑块机构由曲柄、滑块、连杆和机
架组成。曲柄做旋转运动，滑块做往复直线运动。
在做功行程中，
活塞3承受燃气压力
在气缸内做直线运
往复直线运动或往返摆动。
（3）圆柱凸轮机构
圆柱凸轮为一个有沟槽的圆柱体，它绕
中心轴做旋转运动。从动件在平行于凸轮轴
线的平面内做直线移动或摆动。
（4）端面圆柱凸轮机构
端面圆柱凸轮是一
端带有曲面的圆柱体，
它绕中心轴做旋转运动。
从动件在平行于凸轮轴
线的平面内移动或摆动。
2.从动件的端部形状
（1）尖端从动件
1．齿式棘轮机构的组成和工作原理
当主动件做连续往复
摆动时，棘轮做单向间歇
运动。
2．齿式棘轮机构的类型
齿式棘轮机构是通过装于定轴摆动
摇杆上的棘爪推动棘轮做一定角度间歇
转动的机构。齿式棘轮机构有外啮合式
和内啮合式两种。
（1）外啮合齿式棘轮机构
1）单动式棘轮机构
有一个驱动棘爪，只
有当摇杆朝着某一方向摆
动时才能推动棘轮转动，
而反向摆动则无法推动棘
轮转动。
2）双动式棘轮机构
有两个驱动棘爪，
当主动件做往复摆动时，
两个棘爪交替带动棘轮
朝着同一方向做间歇运
动。
3）可变向棘轮机构
棘爪可 绕销轴 翻转 ，
棘爪爪端外形两边对称，
棘轮的齿形制成矩形。使
用时，如果将棘爪翻转，
则棘轮反向转动。
第7章其他常用机构ppt课件
二、圆柱凸轮式间歇机构
1、特点 空间交错运动，多用于分度
2、工作过程 与摆动圆柱凸轮机构相似
3、几何参数 凸轮槽数（主动）可以为1， 拨销一般大于6
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
§7.5 不完全齿轮机构
1、特点 （1） 间歇运动，运动时等速比 （2）间歇时间按齿数比设定 （3） 起止有冲击，适用于低速 2、不完全齿轮的几何参数 外形与渐开线齿轮相似， 区别在锁止弧处 几处间歇，就有几处锁止弧
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
单螺旋机构B的导程 pB 丝杠的转角 螺母的位移 S = pB /(2) 对于两组同向螺旋A, B 螺母的位移 S =( pA - pB ) /(2)
称为差动螺旋（微调机构） 对于两组异向螺旋A, B 螺母的位移 S =( pA + pB ) /(2)
称为复式螺旋
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
通常 不大于（35 °~ 45 ° ） 由于单万向联轴节的瞬时传动比是变化的，传动特性？
有加速度、冲击和振动怎么办？
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
二、双万向联轴节
希望输入和输出速比是恒定的 采用双万向联轴节 但是两个万向联轴节组合起来即可 互相抵消速比变化 i21= 2 / 1 = cos /(1-sin2 cos21） 注意 、 1 的度量。
1、特点 空间交错运动，多用于分度
2、工作过程 与摆动圆柱凸轮机构相似
3、几何参数 凸轮槽数（主动）可以为1， 拨销一般大于6
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
§7.5 不完全齿轮机构
1、特点 （1） 间歇运动，运动时等速比 （2）间歇时间按齿数比设定 （3） 起止有冲击，适用于低速 2、不完全齿轮的几何参数 外形与渐开线齿轮相似， 区别在锁止弧处 几处间歇，就有几处锁止弧
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
单螺旋机构B的导程 pB 丝杠的转角 螺母的位移 S = pB /(2) 对于两组同向螺旋A, B 螺母的位移 S =( pA - pB ) /(2)
称为差动螺旋（微调机构） 对于两组异向螺旋A, B 螺母的位移 S =( pA + pB ) /(2)
称为复式螺旋
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
通常 不大于（35 °~ 45 ° ） 由于单万向联轴节的瞬时传动比是变化的，传动特性？
有加速度、冲击和振动怎么办？
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
二、双万向联轴节
希望输入和输出速比是恒定的 采用双万向联轴节 但是两个万向联轴节组合起来即可 互相抵消速比变化 i21= 2 / 1 = cos /(1-sin2 cos21） 注意 、 1 的度量。
几种常用机构 ppt课件
制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本 较高。
几种常用机构
定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接
几种常用机构
1） 主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹 角，即β1=β3 ； 2） 中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。
几种常
β1
β3
用机构M 1 1si2cno1cs1o2sM1
M 3 1si2cno3cs3o2sM3
β1
β3
1 31 si2 cn 1 o c1s o 2 M s11 si2 cn 3 o c3s o 2 M s3
所以：ω1=ω3
几种常用机构
单万向联轴节特点：当两轴夹角变化时仍可进行工 作，而只影响其瞬时角速比的大小。
双万向联轴节特点：当两轴间的夹角变化时，不但 可以继续工作，而且还能保证等角速比；常用来传 递平行轴或相交轴。
中等冲击时，Ka=1.1～1.3；较大冲击载荷和频繁正反转时，Ka=1.3～ 1.5，特大冲击载荷和频繁正反转时Ka>1.5。
几种常用机构
在汽车中的应 用
在轧钢机中 的应用
几种常用机构
几种常用机构
1、定义：由螺旋副联接相邻构件而成 的机构。 2、组成：螺旋副、转动副和移动副。
最简单的三构件螺旋机构：
β1
主动轴 1
β1
中间轴 M
几种常用机构
β3
从动轴
β3
3
花键联接
1、定义：花键联接由内花键和外花键组成。内、 外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内 花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。
几种常用机构
联接受力较为均匀；
齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较 少；
齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较 大的载荷； 轴上零件与轴的对中性好； 导向性好； 可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；
几种常用机构
定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接
几种常用机构
1） 主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹 角，即β1=β3 ； 2） 中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。
几种常
β1
β3
用机构M 1 1si2cno1cs1o2sM1
M 3 1si2cno3cs3o2sM3
β1
β3
1 31 si2 cn 1 o c1s o 2 M s11 si2 cn 3 o c3s o 2 M s3
所以：ω1=ω3
几种常用机构
单万向联轴节特点：当两轴夹角变化时仍可进行工 作，而只影响其瞬时角速比的大小。
双万向联轴节特点：当两轴间的夹角变化时，不但 可以继续工作，而且还能保证等角速比；常用来传 递平行轴或相交轴。
中等冲击时，Ka=1.1～1.3；较大冲击载荷和频繁正反转时，Ka=1.3～ 1.5，特大冲击载荷和频繁正反转时Ka>1.5。
几种常用机构
在汽车中的应 用
在轧钢机中 的应用
几种常用机构
几种常用机构
1、定义：由螺旋副联接相邻构件而成 的机构。 2、组成：螺旋副、转动副和移动副。
最简单的三构件螺旋机构：
β1
主动轴 1
β1
中间轴 M
几种常用机构
β3
从动轴
β3
3
花键联接
1、定义：花键联接由内花键和外花键组成。内、 外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内 花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。
几种常用机构
联接受力较为均匀；
齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较 少；
齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较 大的载荷； 轴上零件与轴的对中性好； 导向性好； 可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；
几种常用机构PPT课件
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2021/3/9
24
螺旋机构的特点：
优点：结构简单，制作方便； 较小的回转力矩→很大的轴向
力； 工作平稳，无噪音； 自锁作用； 将回转运动变换为直移运动。
缺点：摩擦损失大，效率低。
适用场合：传递功率不大的场合。
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螺旋结构的应用
应用涉及范围广泛如：机械工业、仪 器仪表、工装夹具、测量工具等等。
拨盘转过角21
槽轮转过22
径向槽
圆柱销脱出径向槽 圆柱销
锁止弧
槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住
拨盘转动、槽轮静止
2021/3/9
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主动拨盘
二、槽轮机构的基本类型及其应用
常见的槽轮机构有两种类型：
外 啮 合 槽 轮 机 构
2021/3/9
59
内 啮 合 槽 轮 机 构
2021/3/9
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三、槽轮机构的运动性质
2021/3/9
4
其传动比的计算公式为：
由上式可知，该传动比不仅随主动轴转角1而变化， 还与两轴之间的夹角β有关.
2021/3/9
5
当φ1= 0°或180°时，角速度比达到最大值，
ω3max=ω1/cosβ 当φ1= 90°或270°时，角速度比达到最小值， ω3min=ω1主co、sβ从动轴角速度比与主动轴转角的关系
2021/3/9
8
β1
主动轴 1
β1
中间轴 M
β3
从动轴
β3
3
在传递运动过程中由于主、从动轴的相对位置发生 变化，两万向节之间距离也相对变化，因此中间轴做成 两部分用花键联接，以调节中间轴长202度1/3/9 的变化9 。
机械设计手册-常用机构(共32张PPT)
二 、棘轮机构的类型
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
1、间歇送进
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
2、制动
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
3、转位、分度
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
4、超越离合
结束
§ 12 - 1
四 、动程和动停比的调整
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换为槽轮的 单向间歇转动
结构简单、尺寸小，传动平稳、效率高
；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成：
主动拨盘、从动槽轮、机架 2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换 为槽轮的单向间歇转动
kn(1/21/z) 又 k 1 n 2 z /z ( 2 ) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td /t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间
t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21槽数2 与圆2销数的关系
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 2122
k2 2 1 2 2 2 2 2 /z 1 2 1 z
由上式可见： k 0 z 3 且 k 0 .5
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
1、间歇送进
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
2、制动
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
3、转位、分度
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
4、超越离合
结束
§ 12 - 1
四 、动程和动停比的调整
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换为槽轮的 单向间歇转动
结构简单、尺寸小，传动平稳、效率高
；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成：
主动拨盘、从动槽轮、机架 2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换 为槽轮的单向间歇转动
kn(1/21/z) 又 k 1 n 2 z /z ( 2 ) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td /t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间
t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21槽数2 与圆2销数的关系
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 2122
k2 2 1 2 2 2 2 2 /z 1 2 1 z
由上式可见： k 0 z 3 且 k 0 .5
常用机构PPT教案
第14页/共68页
根据连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构为：
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
第15页/共68页
曲柄摇杆机构
铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄， 一个为摇杆，则四杆机构称为曲柄摇杆机构。
例1：物料搅拌机构 食品设备中的物料搅拌机构，当曲柄旋转时，
带动连杆上搅拌杆实现物料搅拌操作。
2.连架杆和机架中必有一个是最短杆。
推论 ①：铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其
余两杆长度之和，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机 构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取与最短杆相对的杆为 机架时，得双摇杆机构。 ②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆 长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇 杆机构。
第7页/共68页
3.1.2 平面机构运动简图
研究机械的运动（例如研究机器上各点的位 移、轨迹、速度和加速度）时，如果使用实 物结构图，不仅绘制繁琐，而且由于图形复 杂使分析不便。为了使问题简化，有必要去 掉那些与运动无关的因素（如构件的形状、 组成构件的零件数目、运动副的具体构造 等），仅用简单线条和符号表示构件和运动 副，并按一定比例画出各运动副的位置，这 种说明机构中各构件间相对运动关系的简单 图形，称为机构运动简图。
台式虎钳
第44页/共68页
滚动螺旋机构
滚动螺旋装置主要由螺母、螺杆、滚珠和滚 珠循环装置组成。螺杆上有螺旋槽，当螺杆 或螺母转动时，滚珠沿螺旋槽滚道滚动，形 成滚动摩擦。滚珠经导向装置可返回滚道，
反复循环。
第45页/共68页
按滚珠的循环方式可将滚动 螺旋机构分为内循环滚珠丝 杆和外循环滚珠丝杆两类。
凸轮机构的优点：只要适当地 设计凸轮轮廓，就可以使从动 件实现预期的运动规律，结构 简单、紧凑，易于设计。
根据连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构为：
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
第15页/共68页
曲柄摇杆机构
铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄， 一个为摇杆，则四杆机构称为曲柄摇杆机构。
例1：物料搅拌机构 食品设备中的物料搅拌机构，当曲柄旋转时，
带动连杆上搅拌杆实现物料搅拌操作。
2.连架杆和机架中必有一个是最短杆。
推论 ①：铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其
余两杆长度之和，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机 构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取与最短杆相对的杆为 机架时，得双摇杆机构。 ②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆 长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇 杆机构。
第7页/共68页
3.1.2 平面机构运动简图
研究机械的运动（例如研究机器上各点的位 移、轨迹、速度和加速度）时，如果使用实 物结构图，不仅绘制繁琐，而且由于图形复 杂使分析不便。为了使问题简化，有必要去 掉那些与运动无关的因素（如构件的形状、 组成构件的零件数目、运动副的具体构造 等），仅用简单线条和符号表示构件和运动 副，并按一定比例画出各运动副的位置，这 种说明机构中各构件间相对运动关系的简单 图形，称为机构运动简图。
台式虎钳
第44页/共68页
滚动螺旋机构
滚动螺旋装置主要由螺母、螺杆、滚珠和滚 珠循环装置组成。螺杆上有螺旋槽，当螺杆 或螺母转动时，滚珠沿螺旋槽滚道滚动，形 成滚动摩擦。滚珠经导向装置可返回滚道，
反复循环。
第45页/共68页
按滚珠的循环方式可将滚动 螺旋机构分为内循环滚珠丝 杆和外循环滚珠丝杆两类。
凸轮机构的优点：只要适当地 设计凸轮轮廓，就可以使从动 件实现预期的运动规律，结构 简单、紧凑，易于设计。
常用机构(四连杆机构)ppt课件
d min 或 d max 可能最小
曲柄摇杆机构,当曲柄主动时,在曲柄与机架共线的两个位置 之一,传动角最小.
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死点
• 死点:
• 传动角为零=0(连杆与从动件共线),机构顶死
C
C
C2
2
1
3
B
B
vF
B1 =00
1
A
B2
4
=00
A
B2
D
=00
B
=00
C１
C
C
1
F
2
v
24
克服死点的措施
B2
22
2 22
C 3
C 3
C
3
3
C
43 C44 4
4C4 4 44C
4 14 4
A
16
(3)扩大回转副 ——偏心轮机构
曲柄摇杆机构中，将曲柄上的转 动副B的半径扩大至超过曲柄的 长度，曲柄变成一个几何中心 与回转中心不重合的圆盘，称 为偏心轮。
提高偏心轴的强度和刚 度、简化结构
• 曲柄滑块机构 (扩大回转副)
28
二. 平面四杆机构的设计
设计类型 1.实现连杆给定位置 2.实现预定运动规律
例如:从动件的急回运动特性 3.实现预定运动轨迹
方法：解析法、作图法、实验法
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1. 实现连杆给定位置机构
如实现预定的连杆位置要求 机构能引导刚体（一般为连杆）通过一系列给定位置
例：飞机起落架机构: • 要求实现机轮放下和收
180 K 1
K 1
• K=1, 无急回特性
• ↑K↑急回特征越显著
B
1
1
A
1