第二章__结构设计中常用的典型机构综述
02 常用典型机构
带式无级变速器
带式无级变速器的变速方式 （箭头表示变速时操纵机构驱动的运动方向）
脉动式无级变速器
脉动式无级变速器的基本结构 1－可调曲柄；2－连杆；3－摇杆；4－超越离合器
机械无级变速器与其他无级变速传动方式的比较
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与其他无级变速传动方式
液体传动分为两类：
液压式：主要是由泵和马达组成或者由阀与泵组成的变速传动装置，适用于中、小功率传动。 液力式：采用液力耦合器或者液力变矩器进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。
机械无级变速器的特点：
转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率高，而且结构简单， 维修方便，价格相对便宜； 但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性能较差，故一般适合 于中、小功率传动。
第三节 换向机构
常用的换向机构有机械、液压和电气式 三种。常用的机械式换向机构。
换向机构
第四节 制 动 器
设备的制动机构应满足以下基本要求。
构造简单，尺寸小，为此制动器应尽量装在高速轴 上。 在可能条件下制动时间应尽量短些但也不是越短越 好。 要保证使用安全为此，制动机构与开停机构必须互 锁。 闸带式制动器 闸瓦式制动器 片式制动器
常用的制动器
闸带式制动器
多 片 式 摩 擦 式 离 合 器 圆 锥 式
优点：结构紧凑，接合平稳，过载 打滑 缺点不能保证两轴同速，摩擦生热。 广泛用于金属切削机床及其他机械设 备中
优缺点基本同上，但比上述离合器能 传递较大的扭矩。适用于金属切削机 床及其他机械设备
电磁粉 末离合 器
机械设计常用机构
机械设计常用机构一、引言机械设计是一门综合性很强的学科，它涉及到很多方面的知识，其中机构设计是一个非常重要的部分。
机构是由两个或两个以上的零件连接而成，用于传递力和运动。
在机械设计中，常用机构包括平面机构、空间机构、连杆机构等等。
本文将对常用的几种机构进行介绍。
二、平面机构平面机构是指所有零件均在同一平面内运动的机构。
根据其结构和运动特点，平面机构可以分为以下几种类型。
1.四连杆机构四连杆机构是最简单的平面运动副之一，由4个刚性连杆组成。
它有很多应用场合，如摇臂钳床、活塞式发动机等。
2.曲柄滑块副曲柄滑块副是由曲柄轴和滑块组成的副件。
它可以将旋转运动转换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常见应用于发电厂、水泵等设备上。
3.齿轮传动齿轮传动是利用齿轮之间相互啮合的原理，将动力从一处传递到另一处。
它具有传递力矩大、精度高等优点，常用于汽车、机床等设备上。
三、空间机构空间机构是指零件在三维空间内运动的机构。
根据其结构和运动特点，空间机构可以分为以下几种类型。
1.球面副球面副是由两个球体组成的零件，其中一个球体固定不动，另一个球体则可以在其表面上自由滑动。
它常用于汽车悬挂系统、航天器等领域。
2.万向节万向节是将两个轴相连接的一种机构，它可以使两个轴在不同方向上转动，并且具有较大的角度范围。
它常用于汽车转向系统、飞行器等领域。
3.蜗杆副蜗杆副是由蜗杆和蜗轮组成的一种机构。
它可以将旋转运动转换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常用于起重设备、钢铁冶金设备等领域。
四、连杆机构连杆机构是由两个或多个连杆连接而成的机构，它可以将旋转运动转换为直线运动。
根据其结构和运动特点，连杆机构可以分为以下几种类型。
1.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构是由曲柄、摇杆和连杆组成的一种机构。
它可以将旋转运动转换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常用于发电厂、水泵等设备上。
2.双曲面副双曲面副是由两个双曲面组成的零件，其中一个双曲面固定不动，另一个双曲面则可以在其表面上自由滑动。
机构的结构分析和综合
机构的结构分析和综合第二章机构的结构分析和综合§2-1 平面运动及其分类一.平面运动副：1.概念：在同一平面中两构件直接接触而构成的可动联接。
2.分类(按所占空间位置)：运动副??=??=空间运动副凸轮副齿轮副点、线高副移动副回转副）周转副（铰链转动副低副（面）平面运动副2::)(1://:F F F —Freedom 二.自由度：（重点、难点）1.构件的自由度：构件具有的独立运动的数目。
2.平面中一个构件的自由度：平面中一个点有2个自由度。
F=2 空间中一个点有3个自由度。
F=3 平面中一个构件有3个自由度。
F=3 空间中一个构件有6个自由度。
F=6平面中，要确定任意瞬时该构件的位置，要给定三个独立的运动参数。
X A Y A α当A 点固定（限制）后：如图C 与X 轴焊死，AC 与AB 绕A 点能转动—转动副 A 点X A ,Y A 均为常数，α即可描述。
F=1。
加一个约束，失去一个自由度，约束数等于自由度减少数。
A 点：两约束 F=3-2=1。
3.说明：平面运动副至少有一个自由度（即一个相对运动）所以，任何平面运动副最多只能引入两个约束。
一个构件的自由度 F=3-约束数。
一个低副引入两个约束，一个高副引入一个约束。
（P 8表2-1）按运动副所引入的约束数分：Ⅰ级副：引入1个约束的运动副Ⅱ级副：引入2个约束的运动副运动副… …5个约束的运动副电脑动画§2-2 平面机构运动简图 P 9三一. 引入的目的：如内燃机、外形复杂，但其运动和外形无关，只与运动副及其相对位置有关。
所以，用简单线条绘制出其主要特征，为研究提供方便。
机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特征，可以根据运动简图进行分析。
正确、简单、清晰为原则。
照相、美术绘制的机构运动简图机构示意图：不按比例形称为机构运动简图相对运动关系的简单图比例表示机构各构件间的线条和符号按一定的机构运动简图：用简单如：二.㈠机构1.在支架上的电机机构：2.带传动机构：3.链传动机构：4.外啮合齿轮机构（P121表5-1）:5.内啮合齿轮机构：（图4-2）6.齿轮齿条传动机构：（图4-3）7.圆锥齿轮传动机构：（图4-5）8.圆柱蜗杆传动机构：（图4-89.凸轮传动机构：（p43图3-3）10.棘轮机构：㈡构件表示：1.杆、轴类构件：2.固定构件（机架）：⑵⑵3.同一构件:⑶4.⑷5.三副构件：三. 机构运动简图的绘制：1.绘制步骤：分析、选择、画运动副、连结、标注。
机械设计手册常用机构
机械设计手册常用机构1. 引言机械设计手册是机械工程师设计和制造机械设备时的重要参考资料。
其中，机械设计手册常用机构是机械设计中常见的机构和装置的集合，它们具有普遍的应用性，并且在不同的机械设备中都能发挥重要的作用。
本文将介绍一些机械设计手册中常用的机构，并提供相关的说明和应用示例。
2. 常用机构的分类常用机构根据其结构和功能可以分为多个类别，下面将对其中一些常见的机构进行介绍。
2.1. 转动副转动副是机械设计中最常用的一种机构，它由两个零件组成，通过轴承连接，并且可以相对地绕轴心旋转。
在机械设计手册中，常见的转动副有：•滚动轴承：滚动轴承广泛应用于机械设备中，它由内圈、外圈、滚动体和保持架构成，能够承受径向和轴向载荷，并具有较高的刚度和旋转精度；•滑动轴承：滑动轴承是通过润滑材料形成一层薄膜来支撑轴承和减少摩擦，它具有良好的减震性能和较高的适应性，常用于高速运动和重载设备中。
2.2. 传动副传动副是实现机械传动的一种机构，通过将输入轴的动力传递给输出轴来实现所需的运动和转矩。
在机械设计手册中，常见的传动副有：•齿轮传动：齿轮传动是一种通过齿轮的啮合来传递力和运动的机构，它具有传动比稳定、传动效率高和承载能力强的特点，在机械设计中广泛应用；•带传动：带传动是通过带状材料将动力从一个轴传递给另一个轴的机构，它具有结构简单、传动平稳和减震效果好的特点，常用于低速和轻载的应用场合。
2.3. 连杆机构连杆机构由多个连杆和铰链组成，能够将输入运动转化为不同的输出运动。
在机械设计手册中，常见的连杆机构有：•曲柄连杆机构：曲柄连杆机构是一种将旋转运动转化为往复运动的机构，它由曲柄、连杆和活塞组成，常用于内燃机和汽车发动机中；•增力机构：增力机构通过改变输入和输出杠杆的比例，实现输出力的增大或减小，常用于需要放大力的应用场合。
3. 常用机构的设计与应用常用机构的设计和应用需要考虑多个因素，如运动要求、空间限制、传动效率等。
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。
机械设计常用机构
相互转动来实现运动和 柱齿轮的轮齿在轴线上
动力的传递。
倾斜排列，锥齿圆柱齿
轮的轮齿在一个锥面上
排列。
在圆锥齿轮机构中，两 个圆锥齿轮的轮齿在一 个锥面上排列，通过啮 合实现相交轴之间的运 动和动力传递。
在蜗轮蜗杆机构中，蜗 在平面齿轮机构中，直
杆的轮齿在蜗杆面上呈 齿平面齿轮的轮齿在一
螺旋状排列，蜗轮的轮 个平面上垂直排列，斜
用于传递垂直轴之间的运动和动 力，其传动比大、结构紧凑。
平面齿轮机构
用于传递两个平面之间的运动和 动力，其传动形式包括直齿、斜
齿和曲齿等。
齿轮机构的工作原理
01
02
03
04
05
齿轮机构的工作原理基 在圆柱齿轮机构中，直
于齿轮之间的啮合关系， 齿圆柱齿轮的轮齿在轴
通过一对或多个齿轮的 线上垂直排列，斜齿圆
圆锥凸轮机构
凸轮呈圆锥状，常用于需要较小接触面积的场 合。
凸轮机构的工作原理
01
凸轮机构通过凸轮的转动，使从动件产生预期 的运动规律。
02
凸轮的形状决定了从动件的运动轨迹，从而实 现各种复杂的运动要求。
03
当凸轮转动时，从动件在垂直于凸轮轴线的平 面内作往复运动。
凸轮机构的应用
自动化生产线
用于传递和改变运动轨 迹，实现自动化生产。
棘轮机构的工作原理
01
当主动件顺时针转动时 ，棘爪便随主动件一起 顺时针转动，并推动棘
轮逆时针转动。
02
当主动件逆时针转动时 ，棘爪便被压下，无法 与棘轮齿啮合，因此棘
轮不会转动。
03
棘轮机构的运动方向取 决于主动件的转动方向
。
棘轮机构的应用
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
设计机构实际实现的函数值都等于预期给定的
计参数; 在计算机上解方程,求出变量值
实验法连杆机构设计
当原动件AB绕固定铰链A转动时，连杆平 面上的点各自描绘出不同形状的轨迹，称之为连杆曲线。连杆曲线的形状和大小由各构件的绝对尺寸和轨迹点在连杆平面上的位置这两个条件来决定。
连杆机构的优点： （1）采用低副，面接触、承载大、便于润滑、 不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制 造精度； （2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同； （3）连杆曲线丰富，可满足不同要求。 连杆机构的缺点： （1） 构件和运动副多，累积误差大，运动精 度和效率较低； （2）产生动载荷（惯性力），不适合高速； （3） 设计较复杂，难以实现精确的轨迹。
运动副的自由度=6-运动副所有的约束个数
机构可动的运动学条件：输入的独立运动数目等于机构的自由度数。 机构的自由度的计算： F=6n-(5*P5+4*P4+3*P3+2*P2+P1) 但做平面运动的自由构件只有3个自由度，故平面机构自由度计算也可用以下公式： F=3n-2P5-P4（n为机构的活动构件数） P1,P2,P3,P4,P5为Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ级副的个数 在自由度的计算中，要注意公共约束和虚约束对机构自由度的影响，去除多余的约束和局部自由度才能确定机构的自由度数目。
沿已知轨迹运动时，连杆平面上的其余各点便画出不同轨迹。找出轨迹最接近圆弧的点（如图中C点）作为连杆上的另一个活动铰链，则可得到能满足要求的铰链四杆机构。
若在连杆平面上找不出轨迹最接近圆弧的点，应改变初选参数重新演试，直到得出满意的解为止。
二、齿轮机构 2-1.概述
齿轮机构传递的运动平稳可靠，且承载能力大、效率高、结构紧凑，使用寿命长是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。 应用： （1）传递任意两轴之间的运动和动力 （2）变换运动方式 （3）变速
结构设计中常用的典型机构
结构设计中常用的典型机构
工作原理：当压紧机构带动压紧套向左移动，将内外 摩擦片相互压紧时，则轴1的运动靠摩擦片之间的摩 擦力，通过外摩擦片传给齿轮2，将运动接通。
因靠摩擦片之间的摩擦 力传递扭矩，所以离合 器传递扭矩的大小取决 于压紧块的压紧力、摩 擦片间的摩擦系数、摩 擦片的作用半径以及摩 擦面对数。
内外摩擦片的压紧力由液压 缸的活塞2左移提供。当液压 油缸右腔接通低压油路时， 活塞在弹簧力作用下右移， 松开内外摩擦片
结构设计中常用的典型机构
摩擦式离合器 优点：
1、靠摩擦力传递运动和扭 矩，过载时离合器接合面产 生打滑，能避免损坏零件， 起到安全保护作用
2、且摩擦片的接合及分离 动作是逐步完成的，连续且 平稳，无冲击，可以在运转 中进行
四、超越离合器 定义：属于非外力操纵的离合器，应用：在有快慢两 个动力源交替传动的轴上，可以实现输出轴快慢运动 的自动转换 。 解释：即当有快慢两种动力源同时输入时，离合器可以 不断开慢速运动而自动接通快速运动，使其超越慢速运 动；而当快速运动停止后，又自动恢复慢速运动 种类：常用的有滚柱式单向超越离合器，带拨爪的单 向超越离合器和双向超越离合器等。
结构设计中常用的典型机构
啮合式离合器
优点：结构简单、紧凑，接合后不会产生滑动，可传 递较大扭矩且传动比准确
缺点：但齿爪不易在 运动中啮合，一般只 能在停转或相对转速 较低时接合，故操作 不便 。 应用：用于要求保持 严格运动关系，或速 度较低的传动链中。
结构设计中常用的典型机构
三、摩擦式离合器 工作原理：利用相互压紧的两个摩擦元件接触面之 间的摩擦力传递运动和扭矩。 摩擦元件的结构形式很多，有片式、锥式。其中片式 又分为单片式与多片式两种。
第二章 常见典型机构
5）适用的圆周速度和功率范围广。
你或许拥有一块手表，或是拥 有一个闹钟，当打开机械式的 手表或闹钟的后盖时，就能看 到齿轮是怎样进行啮合传动的。
二、齿轮机构
下午3时3分
（1）按轴的相对位置分类
按轮齿方向
直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿齿轮传动
齿 轮
两轴平行
按啮合情况
外啮合齿轮传动 齿轮齿条传动
第二章 常见典型机构
教 师：徐丽君 办公室：学9301-3
• 1.平面连杆机构 • 2.齿轮机构 • 3.凸轮机构 • 4.棘轮机构 • 5.轮槽机构 • 6.典型机构动画演示
一、平面连杆机构
平面连杆机构定义：
所有构件均作平行于某一平面的运动，且构件之间只有低副连接。
1、铰链四杆机构的组成
机 架——固定不动构件 连架杆——与机架以运动副相连的杆 曲 柄——能做整周转动 摇 杆——摆动一定角度 连 杆——不直接与机架相连的杆
皮革抛光机
（1）曲柄摇杆机构（crank-rocker)
双面刀刃灌木修剪机构
（2）双曲柄机构（double-crank)
• 何为双曲柄机构？ • 两个连架杆都是曲柄的机构。如下动画
（2）双曲柄机构（double-crank)
惯性筛机构
C
23
B 1
4D A
6E
（2）双曲柄机构（double-crank)
2
1
3
4
2
1
3
4
2
1
3
4
(b)不满足格拉肖夫判别式，以任何杆为机架，为双摇杆机构
4.平面机构的自由度
一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，即沿X轴、Y轴的移动以及在 XOY平面内的转动。
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。
1
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。
产品结构常用机构
产品结构常用机构一、螺纹连接螺纹连接是一种常见的产品结构机构，它通过螺纹的嵌合来实现零部件的连接。
螺纹连接具有结构简单、拆装方便、可靠性高等优点，广泛应用于各种机械设备中。
二、键连接键连接是一种通过键的嵌入来实现零部件连接的结构机构。
键连接常用于轴与轮、轴与轴套之间的连接，具有传递力矩大、结构紧凑等优点。
三、销连接销连接是一种通过销的嵌入来实现零部件连接的结构机构。
销连接常用于轴与孔之间的连接，具有结构简单、装拆方便等特点。
四、齿轮传动齿轮传动是一种通过齿轮的啮合来实现转动传递的结构机构。
齿轮传动具有传递力矩大、传动效率高等优点，广泛应用于各种机械设备中。
五、链传动链传动是一种通过链条的传动来实现转动传递的结构机构。
链传动具有传递力矩大、传动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中。
六、皮带传动皮带传动是一种通过皮带的传动来实现转动传递的结构机构。
皮带传动具有传递力矩大、传动平稳、噪音小等优点，广泛应用于各种机械设备中。
七、滑动轴承滑动轴承是一种通过滑动摩擦来实现零部件支撑和转动的结构机构。
滑动轴承具有结构简单、摩擦损失小等优点，广泛应用于各种机械设备中。
八、滚动轴承滚动轴承是一种通过滚动摩擦来实现零部件支撑和转动的结构机构。
滚动轴承具有承载能力大、摩擦损失小等优点，广泛应用于各种机械设备中。
以上是一些常见的产品结构机构，它们在实际应用中发挥着重要的作用。
了解这些机构的特点和应用领域，对于产品设计和制造过程具有重要的指导意义。
在实际应用中，我们可以根据需要选择合适的结构机构，以实现产品的功能要求和性能目标。
希望本文对大家了解产品结构机构有所帮助。
平面机构的结构分析
12
3 两个转动副
1
2
3 4
两个转动副
1 3
2
4 两个转动副
31
2
1
2
4
3
3
两个转动副
4
两个转动副
1 2
两个转动副
● 局部自由度(Passive degree of freedom) 定义：机构中某些构件所具有的仅与其自身的局部运动有关
的自由度。
未考虑局部自由度时的机构自由度计算。
F3n2pLpH332312
42
● 复合铰链(Compound hinges) 定义：两个以上的构件在同一处以转动副联接所构成的运动副。
k个构件组成的复合铰链，有(k-1)个转动副。
正确计算
B、C、D、E处为复合铰链，转动副
数均为2。
n7，pL10，pH0 F3n2pLpH372101
B
D5
F
4
6
1E
7
C
2 3
8
A
准确识别复合铰链举例 关键：分辨清楚哪几个构件在同一处形成了转动副
点接触，f 5,s 1 线接触，f 4,s 2
面接触(Area contact) 特点 相当于多点接触，承载能力较高，应用广泛。 运动副的自由度一般较低，其接触状况对尺寸、形状及相对位置误差十分敏感，实际接
触及受力状况难以准确确定，需要较高的制造精度。 保证运动副可靠工作的措施 提高表面硬度 正确选用材料 添加润滑剂 加入中间体,将滑动摩擦改为滚动摩擦
零件(Part)是机械的制造单元。
连杆盖
01
运动副 (Kinematic pair)
02
两个构件以一 定几何形状和 尺寸的表面相 互接触所形成 的可动联接。
机械设计手册-常用机构
机械设计手册-常用机构概述机构是机械设备中的关键组成部分，它由各种零部件组成，用于传递运动和力量。
机构的设计直接影响到设备的性能和可靠性。
在机械设计中，常用的机构包括平行四边形机构、曲柄摇杆机构、齿轮传动机构等。
本文将详细介绍这些常用机构的结构原理、应用范围以及设计要点。
平行四边形机构平行四边形机构是一种常用的平面机构，它由两个平行相交的连杆组成。
平行四边形机构可以实现平行运动、截断转动、以及位置固定等功能，广泛应用于各种机械设备中。
在设计平行四边形机构时，需注意连杆长度的合理选择、轴承的布置以及材料的选择等。
结构原理平行四边形机构的结构原理比较简单，它由两个相邻的连杆和一个固定连接它们的销组成。
其中一个连杆是固定的，称为固定杆，另一个连杆可以绕固定杆轴线做直线运动，称为活动杆。
两个连杆都与固定杆垂直，形成一个平行于固定杆的平行四边形。
当活动杆做直线运动时，固定杆也会做相应的直线运动，实现平行运动的目的。
应用范围平行四边形机构广泛应用于各种机械设备中，如平面剪切机、冲床、切割机等。
在这些设备中，平行四边形机构可以实现工作台的上下运动以及位置的固定，保证机器的稳定性和准确性。
设计要点1.连杆长度的选择：连杆长度的选择需要根据具体的应用需求进行，一般要考虑到设备的工作范围和机械传动的要求。
2.轴承的布置：平行四边形机构中的连杆都需要通过轴承与固定杆连接，因此轴承的布置要合理，保证连杆的运动平稳。
3.材料的选择：连杆和销的材料选择要根据机械设备的工作环境和工作负荷来确定，以保证机构的可靠性和寿命。
曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构是一种常见的转动机构，它由曲柄、连杆和摇杆组成。
曲柄摇杆机构可以将旋转运动转化为线性运动或反之，应用广泛。
在设计曲柄摇杆机构时，需注意曲柄的长度选择、连杆和摇杆的布置以及支撑轴承的选用等。
结构原理曲柄摇杆机构的结构原理比较简单，它由一个旋转的曲柄和一个连接曲柄和摇杆的连杆组成。
当曲柄旋转时，连杆也会随之做直线运动，然后通过摇杆将线性运动转化为旋转运动。
典型机构
平底凸轮机构 滚子凸轮机构 特点：①结构简单、紧凑、设计方便； ②容易磨损，只适用于传力不大的场合； ③凸轮轮廓加工困难。 主要应用：主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求， 而且结构简单、紧凑。
蜗杆蜗轮机构 （worm and worm gear）
圆柱蜗杆
环面蜗杆
锥蜗杆
一般通过蜗杆来带动蜗轮实现大的传动比变化的机构。
链传动机构 （chain drive）
特点：①平均速比im准确，无滑动； ②结构紧凑，轴上压力Q小； ③传动效率高η=98%； ④承载能力高P=100KW； ⑤可传递远距离传动。 主要应用：链传动主要用在要求工作可靠，适于两轴相距较远，工作 条件恶劣，不适于在冲击与急促反向等情况，中低速传动。
螺旋机构 （screw mechanism）
联轴器 （coupling shaft coupling）
联轴器是联接轴与轴（或轴与其它回转零件），以传递运动 和转矩，也用作安全装置。 特点：①免维护、抗油和耐腐蚀性； ②无齿隙、扭向刚性、连接可靠、耐腐蚀性、耐高温； ③主体材质可选铝合金/不锈钢。
联轴器 （coupling shaft coupling）
主要应用： 弹性联轴器：适用于旋转编码器、步进电机； 膜片联轴器：适用于伺服电机、步进电机； 波纹管联轴器：适用于伺服电机； 滑块联轴器：适用于普通微型电机； 刚性联轴器：适用于伺服电机、步进电机。
链传动机构 （chain drive）
两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传递动力和 运动 ，是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递 到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。
曲柄滑块机构 （Slider-Crank Mechanism）
用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机 构，也称曲柄连杆机构。 特点：①可以实现曲线运动与直线进给的互换； ②可以通过更换固定位置变换为曲柄摇块机构、摆动导 杆机构等。 主要应用：广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲anism）
常用机构_精品文档
4 3C
3 C
4
C
3
3
C
43 C44 4
4C4 4 44C
4
4
4
4 14 4
A
(3)扩大回转副 ——偏心轮机构
机
械 设
曲柄摇杆机构中, 将曲柄上
计 的转动副B的半径扩大至超
基 础
过曲柄的长度, 曲柄变成一
个几何中心与回转中心不
平 面
重合的圆盘, 称为偏心轮。
连 杆 机
提高偏心轴的强度和 刚度、简化结构
基 础
• 实例:家用缝纫机
平 • 采用多套机构错位排列
面 连
• 实例:蒸汽机车车轮联动机构
杆 机
• 蒸汽机车两侧利用错位排列的两套曲柄滑块机构使车轮联
构
动机构通过死点
F’
G’
E’
E
G
F
死点的利用
机 械
设 • 实例:夹具
计
基 • 飞机起落架机构
础
平
面
连
杆 机
=00
构
机
2-3 平面四杆机构的特点及其设计
例: 飞机起落架机构: 要求实现机轮放下和收起
两个位置 铸造翻砂机构: 要求实现两个翻转位置
设计
机 械
已知活动铰点B.C中心位置，求固定铰链A、D中
设 心位置。
计
基 础
B1
C1
B2
平
面
连
杆
机
构
A●
●D
C2
四杆机构 AB1C1D 为所求.
实现连杆给定的三个位置
机 械
C1
设
计 基 础
C2 B1
B2
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工作原理：
当快速电机停止转动时，弹簧销将滚柱推向楔缝窄处， 又将m与星形体4楔紧，慢速运动重新接通。 这种离合器只能自动转换逆时针方向的快慢速运动， 故称单向超越离合器。
带拨爪的单向超越离合器 可以自动转换单一方向的慢速运动和双向的快速运动
内外摩擦片的压紧力由液压 缸的活塞2左移提供。当液压 油缸右腔接通低压油路时， 活塞在弹簧力作用下右移， 松开内外摩擦片
摩擦式离合器 优点：
1、靠摩擦力传递运动和扭 矩，过载时离合器接合面产 生打滑，能避免损坏零件， 起到安全保护作用 2、且摩擦片的接合及分离 动作是逐步完成的，连续且 平稳，无冲击，可以在运转 中进行 缺点：因摩擦片的打滑不能 保证准确的传动比，且传递 的扭矩不可过大
解释：即当有快慢两种动力源同时输入时，离合器可以 不断开慢速运动而自动接通快速运动，使其超越慢速运 动；而当快速运动停止后，又自动恢复慢速运动 种类：常用的有滚柱式单向超越离合器，带拨爪的单 向超越离合器和双向超越离合器等。
滚柱式单向超越离合器 结构组成：星形体4，带外套m的齿轮2，滚柱3及弹簧销7 外套齿轮2空套在轴Ⅱ上，通过齿轮1输入慢速运动；星 形体4用键固定在轴Ⅱ上，由快速电机D通过齿轮6输入 快速运动。三个滚柱3分别在由星形体4和齿轮套m所形 成的三个楔形空间内，靠弹簧力与星形体4和齿轮套m 接触。
图c、图d为内齿式离合器—— 一对齿数和模数相等的内啮合齿轮 外齿轮1用花键与轴连接，并可向右滑移与内齿轮2的内 齿啮合，将空套齿轮与轴连接、传递运动。齿轮1向左滑 动时则脱开啮合，断开其运动联系。
啮合式离合器
优点：结构简单、紧凑，接合后不会产生滑动，可传 递较大扭矩且传动比准确
缺点：但齿爪不易在 运动中啮合，一般只 能在停转或相对转速 较低时接合，故操作 不便 。 应用：用于要求保持 严格运动关系，或速 度较低的传动链中。
传递大扭矩：要增大摩擦片的工 作半径，增加摩擦片数，因而具 有较大的结构尺寸
摩擦式离合器应用：广泛 用于需要频繁启动、制动 或速度大小及方向频繁变 换的传动中。
摩擦式离合器
四、超越离合器
定义：属于非外力操纵的离合器，应用：在有快慢两 个动力源交替传动的轴上，可以实现输出轴快慢运动 的自动转换 。
三、摩擦式离合器 工作原理：利用相互压紧的两个摩擦元件接触面之 间的摩擦力传递运动和扭矩。 摩擦元件的结构形式很多，有片式、锥式。其中片式 又分为单片式与多片式两种。
结构组成：由两组形式不同的摩擦 片和一个压紧机构组成
齿轮套筒2空套在轴 1上，外摩擦片4[见 图c]的外径上有三或 四个均布凸齿，插在 齿轮套筒2上相应的 轴向槽中，用其内孔 空套在花键轴1上。
二、啮合式离合器
工作原理：由两个半离合器组成，利用两个半离合器的 齿爪相互啮合传递运动和转矩。按其结构的不同，又可 分为牙嵌式和齿轮式
图a为牙嵌式离合器结构
与齿轮成为一体的半离合器1空套于轴4，其右端面有 齿爪，可与半离合器2左端面的齿爪相啮合
半离合器2用花键或滑键与轴4相连，利用拨叉可使之向 左移动，进入结合状态，从而带动齿轮1与轴4同步旋转； 右移脱开齿爪，则齿轮空转。
第一节 ★离合器
一、概述 离合器的作用是使同轴线的两轴、或轴与该轴上的空套 传动件，如齿轮、皮带轮等，根据工作需要随时接通或 分离，以实现设备的启停、变速、换向及过载保护。 离合器种类 ：
啮合式离合器
按其结构、功能的不同
摩擦式离合器 超越式离合器 安全离合器
按其操作方式的不同 ：操纵式（机械、气动、液压、 电磁操纵式）和自动离合器 大多数离合器已标准化、系列化，使用时可按需要选 择合适的类型、型号和尺寸 离合器工作原理
机械结构设计
机械工程学院机械设计及自动化系 宋梅利
第一章 机械结构设计导论 第二章 结构设计中常用的典型机构 补充：提高强构实例 第四章 CA6140型卧式车床的结构分析 第五章 机床主运动部件设计 第六章 主轴组件设计
第二章 结构设计中常用的典型机构
工作原理： 当仅有慢速运动由轴Ⅰ通过齿轮1传至齿轮2（逆时针转 动）时，套m与滚柱3之间的摩擦力使滚柱滚向楔缝窄 处，将m与星形体楔成一体，带动星形体逆时针转动， 并通过轴Ⅱ上的键将运动传给轴Ⅱ。
工作原理：
当慢速运动没有停止，又启动了快速电机时，齿轮6通 过齿轮5将逆时针方向快速运动传给Ⅱ轴，使星形体逆 时针方向快转，滚柱3则反向滚动，压缩弹簧，齿轮套 m与星形体脱开，分别以各自不同转速，互不干涉地同 向旋转
内摩擦片5的形状如 图d所示，为外圆、 内花键孔，与花键轴 配合，并可沿花键轴 轴向滑动，其外径略 小于套筒2的内径 外摩擦片总是与 齿轮2一起转动， 而内摩擦片总与 轴1一起转动
工作原理：当压紧机构带动压紧套向左移动，将内外 摩擦片相互压紧时，则轴1的运动靠摩擦片之间的摩 擦力，通过外摩擦片传给齿轮2，将运动接通。 因靠摩擦片之间的摩擦 力传递扭矩，所以离合 器传递扭矩的大小取决 于压紧块的压紧力、摩 擦片间的摩擦系数、摩 擦片的作用半径以及摩 擦面对数。
压紧装置由滑套9、钢球8、压紧套7及螺母套6组成 接通运动：操纵滑套9左 移时，其左端内锥面将 通过钢球使压紧套7左移， 并带动螺母套6左移将内 外摩擦片压紧 。 一般多片式摩擦离合器是人 力通过操纵机构，移动压紧 装置，改变离合器的工作状 态的
有时为了实现远程操纵或顺序控 制而采用液压、气动或电磁力驱 动、压紧摩擦片 液压摩擦离合器工作原理：
本章主要介绍机械系统中常用的典型机 构。 ★重点内容：离合器、换向装置、变速 装置、操纵机构、制动装置 ▲难点内容：操纵机构、制动装置
各种机械设备，尽管其结构、特点、功用各不相同， 但有一共同点，就是都要输出必需的运动和动力。 因此，各种设备都是由：如开停装置、换向装置、 变速装置、操纵机构等组成。 如果把这些装置及机构视为“积木块”，则任何机械 设备都可以看成是这些积木块的不同组合及搭配。 本章将介绍一些常用典型机构及装置。