机械设计基础第二章常用机构介绍

机械设计基础第二章常用机构介绍汇报人：AA2024-01-18目录CONTENTS机构概述连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇运动机构组合机构01机构概述机构是一种用来传递运动和动力的构件系统，由若干个刚性构件通过可动连接组成。机构定义根据机构的结构特征，可将其分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆机构等。机构分类机构定义与分类机械工程自动化生产线日常生活机构应用领域机构在机械工程中应用广泛，如机床、汽车、航空航天器等。机构是实现自动化生产线的关键部件，如工业机器人、自动化装配线等。机构在日常生活中也随处可见，如自行车、缝纫机、钟表等。发展历史现状机构发展历史与现状目前，机构已经成为现代机械设计和制造的基础，随着计算机技术和先进制造技术的不断发展，机构的设计和制造水平也在不断提高。同时，新型机构不断涌现，如柔性机构、微纳机构等，为现代机械设计和制造带来了新的挑战和机遇。机构的发展历史可以追溯到古代，如中国的指南车、记里鼓车等。随着工业革命的兴起，机构得到了广泛的应用和发展。02连杆机构组成连杆机构由两个或两个以上的构件通过运动副联接而成，各构件之间具有确定的相对运动。工作原理连杆机构通过各构件之间的相对运动，将主动件的连续等速转动转换为从动件的复杂周期性运动，或从动件的连续等速转动转换为主动件的复杂周期性运动。连杆机构组成及工作原理根据构件之间的相对运动关系，连杆机构可分为平面连杆机构和空间连杆机构。平面连杆机构又可分为铰链四杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构等。类型连杆机构具有结构简单、制造方便、工作可靠、承载能力强等优点。同时，通过合理设计，可以实现多种复杂的运动规律和动力特性。特点连杆机构类型与特点设计方法连杆机构的设计方法主要包括图解法、解析法和实验法。其中，图解法适用于简单机构的设计，解析法适用于复杂机构的设计，实验法适用于对机构性能进行验证和优化。设计步骤连杆机构的设计步骤一般包括以下几步：明确设计任务和要求；选择机构类型；确定机构的运动学尺寸；进行机构的运动和动力分析；优化机构设计；绘制机构工作图和装配图。连杆机构设计方法与步骤03凸轮机构凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。其中，凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。凸轮机构组成凸轮机构的工作原理是，当凸轮转动或移动时，通过其轮廓曲线或凹槽与从动件的接触，使从动件产生预期的往复直线运动或摆动。这种运动形式可以通过改变凸轮的轮廓曲线或凹槽形状来实现从动件的不同运动规律。工作原理凸轮机构组成及工作原理类型根据凸轮的形状和运动形式，凸轮机构可分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构、圆柱凸轮机构等。其中，盘形凸轮机构是最常见的一种类型。特点凸轮机构具有结构紧凑、设计灵活、传动平稳、高刚度、耐磨损等特点。同时，由于凸轮的轮廓曲线可以根据需要进行设计，因此可以实现从动件的多种复杂运动规律。但是，凸轮机构也存在一些缺点，如接触应力大、易磨损等。凸轮机构类型与特点VS凸轮轮廓曲线的设计方法主要有图解法和解析法两种。其中，图解法是一种直观的设计方法，通过作图的方式得到凸轮的轮廓曲线；解析法则是通过数学公式和计算得到凸轮的轮廓曲线。设计步骤凸轮轮廓曲线的设计步骤通常包括确定从动件的运动规律、选择适当的凸轮基圆半径和偏心距、根据从动件的运动规律绘制凸轮的轮廓曲线、对轮廓曲线进行平滑处理等。在设计过程中，还需要考虑凸轮的制造工艺性、强度、刚度等因素。设计方法凸轮轮廓曲线设计方法及步骤04齿轮机构齿轮机构主要由两个或多个相互啮合的齿轮组成，其中一个是主动齿轮，另一个是从动齿轮。主动齿轮在动力的作用下旋转，其齿面推动从动齿轮的齿面，使从动齿轮随之旋转。通过不同齿轮的啮合，可以实现不同的传动比和旋转方向。齿轮机构组成及工作原理工作原理组成根据齿形和啮合方式的不同，齿轮可分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿圆柱齿轮、锥齿轮等。类型可实现相交轴或交错轴之间的传动，常用于汽车后桥等场合。锥齿轮结构简单，制造方便，但传动平稳性差，噪音大。直齿圆柱齿轮传动平稳，噪音小，但制造较复杂。斜齿圆柱齿轮承载能力强，适用于重载传动，但制造精度要求高。人字齿圆柱齿轮0201030405齿轮类型与特点在选择齿轮参数时，需要考虑模数、压力角、齿数、齿宽等参数。模数越大，轮齿承载能力越强；压力角越大，传动效率越高；齿数越多，传动越平稳；齿宽越宽，承载能力越强。根据传动比、中心距、模数等已知条件，可以通过查表或公式计算得出其他参数。例如，通过查表可得标准模数和标准压力角；通过公式可计算得出齿数和齿宽等参数。参数选择计算方法齿轮参数选择与计算方法05间歇运动机构间歇运动机构组成及工作原理间歇运动机构主要由主动件、从动件和停歇件三部分组成。其中，主动件连续转动或往复移动，从动件作周期性的间歇运动，停歇件则使从动件在需要停歇的位置上暂时停止不动。组成间歇运动机构的工作原理是通过主动件的连续运动来驱动从动件，使其在一定时间内完成规定的间歇运动。停歇件的作用是在从动件需要停歇时，阻止其继续运动，从而实现间歇运动的功能。工作原理类型常见的间歇运动机构类型包括棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构等。特点各类间歇运动机构具有各自独特的特点，如棘轮机构结构简单、制造方便，但传动平稳性较差；槽轮机构传动平稳、噪声小，但制造精度要求较高；不完全齿轮机构结构紧凑、传动比大，但啮合冲击较大；凸轮式间歇运动机构可实现任意停歇时间和复杂的运动规律，但设计制造较为复杂。间歇运动机构类型与特点设计方法间歇运动机构的设计方法主要包括解析法、图解法和实验法等。其中，解析法通过建立数学模型进行精确计算，图解法通过绘制机构简图进行直观分析，实验法则通过实际测试获取相关数据。要点一要点二设计步骤设计间歇运动机构的步骤通常包括明确设计要求、选择机构类型、确定机构参数、绘制机构简图、进行运动分析和动力分析、优化设计并校核等。在设计过程中，需要充分考虑机构的传动性能、工作可靠性、制造成本和使用寿命等因素。间歇运动机构设计方法与步骤06组合机构组合机构组成及工作原理组成组合机构是由两个或两个以上的基本机构组合而成，以实现特定的运动和功能要求。工作原理组合机构的工作原理依赖于各基本机构的协同作用。通过合理的组合和配置，可以实现复杂的运动轨迹、特定的力传递和精确的定位控制。类型特点组合机构类型与特点根据组合方式和功能要求的不同，组合机构可分为串联组合、并联组合和混联组合等多种类型。组合机构具有结构紧凑、功能多样、运动灵活等特点。通过合理的组合设计，可以实现多种运动形式和复杂的机械功能