《机械设计与应用案例化教程（第二版）》 课件全套 程畅 项目1-4 常用机构的工作情况分析与设计-传动系统典型零部件的设计与选用

项目一、常用机构的工作情况分析与设计

任务1雨伞支撑机构的运动简图绘制与运动确定性分析伞柱上盘下盘长伞骨短伞骨

已知某有限公司生产的某型号雨伞，无折叠功能，伞柱高度为2250mm，长骨长度为1500mm（900+600），短骨长度为750mm，试绘制出雨伞支撑机构的机构运动简图，并判定是否具有确定的运动，为什么？任务描述机械、机器与机构等基本概念1机构运动简图的绘制2机构的运动确定性分析3案例分析4机械、机器与机构的基本概念1“机械设计基础”研究的对象是机械或机器

机械是指机器与机构的总称。原指“巧妙的设计”，凡是能完成一定机械运动、能帮人们降低工作难度或省力的工具装置都是机械。一、机械简单工具高级复杂装备工具或器械机器实例1：内燃机功能：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器

组成：见右图气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮9二、机器运动：原动件：活塞——由燃气推动主运动：将活塞的往复直线运动→曲轴的回转运动辅助运动：配气——启闭进排气阀

实例2：牛头刨床功能：将电能转变为机械能，作机械功组成：见右图工作过程：电机→变速机构→齿轮→转动导杆机构→滑枕→刨刀架及刨刀

——将电机的回转运动转变为刨头的往复直线运动，以满足刨削工件的需要运动：原动件——电动机；主运动——切削运动辅助运动——工作台的进给运动，让刀运动等二、机器注：本图片来自网络平台1、机器的定义：机器是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人们的体力劳动和脑力劳动。

牛头刨床——变换物料外形内燃机——变换或传递能量（把热能变换为机械能）起重机——传递物料电脑、数码相机——变换和传递信息二、机器二、机器具有以下三个特征的实物组合体称为机器。1.都是人为的各种实物的组合体。2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。3.可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。2、机器的特征三、机构

机构定义：机器分解为具有一定运动特征，能够传递运动与动力，或者转换运动的装置，这些装置叫机构。如内燃机中曲柄滑块机构、齿轮机构、凸轮机构齿轮机构——传递运动与动力凸轮机构——转换运动与动力曲柄滑块机构——转换运动与动力内燃机

机械：是机器和机构的总称。“机械设计基础”研究的对象就是机械或机器。

机构与机器的区别：都是具有确定相对运动的各种实物的组合，但机构只符合机器的前两个特征。它与机器的主要区别在于是否存在做功部分装置，考虑做机械功的装置就是机器，只考虑实现运动要求的装置就是机构。三、机构四、机器的组成根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：

1.动力部分：机器的动力来源。将其它形式的能量转变为机械能。

2.执行部分：完成工作任务的部分。

3.传动部分：把动力部分的运动和动力传递给执行部分中间装置。

4.控制部分：使机器的动力部分、传动部分、执行部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。

四、机器的组成轿车的组成控制器电动机带传动减速器波轮分析自动洗衣机的组成：四、机器的组成

构件：组成机器的各个相对运动的实物。单一零件——曲轴多个零件的刚性组合——连杆是机器中独立运动的单元体，由一个或几个零件组成五、构件和零件

套筒连杆体螺栓垫圈螺母轴瓦连杆盖构件与零件的区别：

构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。五、构件和零件

零件：机械中不可拆的制造单元体。

专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等

机械设计基础的研究对象是常用机构和通用零件工作原理、运动特点、结构特点、设计计算的基本理论和方法及有关标准规范

零件可分为两类：谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务1雨伞支撑机构的运动简图绘制与运动确定性分析机械、机器与机构等基本概念1机构运动简图的绘制2机构的运动确定性分析3案例分析4机构的运动简图1

在进行机构的运动分析时，为使问题简化，往往撇开与机构运动无关的一些因素，仅用简单线条和规定符号表示构件和运动副，并按一定比例定出各运动副的相对位置，绘制出能反映机构各构件间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。一、平面机构：是指若所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，否则称为空间机构。大齿轮、小齿轮、汽缸体组成的齿轮传动机构活塞、连杆、曲轴、汽缸体组成的曲柄滑块机构（平面连杆机构）凸轮、推杆、弹簧、汽缸体组成的凸轮机构二、机构的组成：机构是具有确定相对运动的构件的组合，各构件以一定的方式进行连接，它是由构件、运动副组合而成。若干1个或几个1个机构＝

机架

＋

原动件

＋

从动件三、构件的类型

(1)机架

(固定件)：用来支承活动构件的构件。（气缸体）

(2)原动件：运动规律已知的活动构件，它的运动规律是由外界给定的。（活塞）

(3)从动件：机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件。（连杆和曲轴）四、运动副的类型运动副：直接接触的两构件间的可动连接，称为运动副。两构件间的相对运动为平面运动时，则构成平面运动副。平面运动副有低副和高副两种类型。两构组成运动副后，就限制了构件的独立运动，两构件组成运动副时构件上参加接触的点、线、面称为运动副元素，显然运动副是组成机构的主要要素。（约束：两构件组成运动副后，就限制了两构件间的相对运动，对于相对运动的这种限制称为约束。）（一）低副

两构件以面接触的运动副称之为低副。分为转动副和移动副。1.转动副若组成运动副的两个构件只能在一个平面内作相对转动，这种运动副称为转动副，或称铰链。铰链:若两构件中有一个为固定构件则称为固定铰链；若两构件均为活动构件则称为活动铰链。2.移动副

若组成运动副的两个构件只能沿某一轴线相对移动，这种运动副称为移动副。图中构件1与构件2组成的是移动副。例如活塞和汽缸体所组成的运动副就是移动副。

（二）高副

两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。它们的相对运动是转动和沿切线t-t方向的移动。低副和高副优缺点

低副是面接触，表面接触应力较小，润滑比较方便，不易磨损，制造也较容易。但能实现的相对运动数目有限，适用于载荷较大和运动不很复杂的场合。

高副是点和线接触，表面接触应力较大，润滑条件较差，较易磨损，制造也较麻烦，一般适用于载荷不太大和运动比较复杂的场合。

机构运动简图的绘制21、构件的表示方法GB/T4460

杆、轴构件固定构件同一构件三副构件

两副构件

2、构件及运动副的表示方法

3、常用运动副的符号运动副名称运动副符号两运动构件构成的运动副转动副移动副121212121212121212121212两构件之一为固定时的运动副122121平面运动副12平面高副螺旋副21121221211212球面副球销副121212空间运动副1212124、绘制机构运动简图顺口溜：先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相联。思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运动副的类型，并用符号表示出来。主要步骤大致分六步：

①找出原动件、从动件和机架；②从原动件开始依次搞清机构的运动顺序；③选择恰当的投影面，一般选择机构多数构件的运动平面作为投影面；④选择合适的比例尺；⑤选择合适的位置，定出各运动副间的相对位置，并画出各运动副和构件；⑥标出运动副代号、构件编号、原动件运动方向和机架。2144’33124AABCDABCD

举例：绘制运动简图时需注意的问题：●绘制构件时，要注意用最简单的线条和规定的符号表达构件的形状；当同一轴上安装若干个零件时，同一构件应用焊接符号表达，当不便以焊接符号表达时，则以同样的构件编号，并在编号的右上角加不同的撇号以示区别，如4、4′、4″。●绘制机构简图时，如果设计者只是为了表达初步的设计构思，不需精确进行运动学和动力学计算时，可不必严格按比例绘制运动副的精确位置和构件尺寸，只需绘制机构示意图。

带式输送机机构示意图谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务1雨伞支撑机构的运动简图绘制与运动确定性分析机械、机器与机构等基本概念1机构运动简图的绘制2机构的运动确定性分析3案例分析4一、自由度与约束作平面运动的构件在空间的位置需要三个独立的参数（x，y,θ）才能唯一确定。yxθ(x,y)F=3单个自由构件的自由度为3构件所具有的独立运动的数目称为自由度对构件运动的限制作用称为约束自由构件的自由度数运动副自由度数约束数转动副1（θ）+2（x，y）=3yx12Syx12xy12R=2,F=1R=2,F=1R=1,F=2移动副1（x）+2（y，θ）=3高副2（x,θ）+1（y）=3θ构件间经运动副相联后，构件自由度会有变化：二、平面机构的自由度计算公式

对于具有n个活动构件的平面机构，若各构件之间共构成了pL个低副和pH个高副，则它们共引入个约束（2pL+pH）机构的自由度F应为:即＝总自由度数－总约束数

注意：如果一个平面机构有N个构件，其中必有一个构件是机架(固定件)，机架受3个约束而自由度自然为0，不能计算在构件数n内。

上式表明了机构的自由度数、活动构件数和运动副数之间的关系。显然，只有在自由度大于零时机构才可能动，而自由度等于零时，机构是不可能产生任何相对运动的。因此机构具有相对运动的条件是:F＞0。同时，F＞0的条件只表明机构能够动，并不能说明机构是否有确定的运动。那么在什么条件下机构才有确定的运动？

图示四杆机构，其活动构件数n=3；低副数＝4；高副数＝0。所以，机构的自由度为铰链五杆机构按照上述计算方法，图示五杆机构的自由度为：

F=3n-2pL-pH=3×4-2×5-0=2当机构原动件数少于机构的自由度数时，会出现机构运动不确定的现象

。三、机构具有确定运动的条件1)若机构自由度Ｆ≤0，则机构不能动；2)若Ｆ>0且与原动件数W相等，则机构各构件间的相对运动是确定的，这就是机构具有确定运动的条件；3)若Ｆ>0，而原动件数W<F，则构件间的运动是不确定的，首先沿阻力最小的方向运动；4）若Ｆ>0，而原动件数W>F，则构件间不能运动或产生破坏，导致机构中最薄弱构件损坏。

刚性桁架对于三构件铰链组合，其自由度为计算结果表明：该构件组合中所有活动构件的总自由度数与运动副所引入的约束总数相等，各构件间无任何相对运动的可能，它们与机架构成了一个刚性桁架，因而也就不称其为机构。但它在机构中，可作为一个构件处理。四、计算平面机构自由度的注意事项12345678ABCDEF计算图示圆盘锯机构（直线运动机构）的自由度解：活动构件数n=7低副数PL=6，F=3n－2PL－PH高副数PH=0=3×7－2×6－0=9计算结果肯定不对！哪里出问题了？1.复合铰链

复合铰链是由3个或3个以上的构件（包括固定构件）通过转动副并联在一起所构成的铰链。计算方法：当用K个构件组成复合铰链时，其转动副数应为(K-1)个。F=3n－2PL－PH

=3×7－2×10=1(a)(b)(c)(d)(a)(b)(c)(d)常见的复合铰链类型注意有无焊接(a)(a)(b)(c)复合铰链不是复合铰链复合铰链不是复合铰链2.局部自由度

在有些机构中,其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动,我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。

计算机构自由度时，应将局部自由度除去不计，即把滚子和从动件看作一个构件。实际结构上为减小摩擦采用局部自由度，“除去”指计算中不计入，并非实际拆除。图(a)中：图(b)中：3.虚约束

在机构中，有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束作用，把这类约束称为虚约束。在计算机构的自由度时应将这类虚约束除去。原因：一构件同时在几处接触而构成多个移动副处理方法：应除去虚约束，即将产生虚约束的构件或运动副除去不计。虚约束常见情况及处理1.两构件未组成运动副前，连接点处的轨迹已重合为一，组成的运动副存在虚约束。机车车轮联动机构，，椭圆仪处理方法：计算中应将产生虚约束的构件及运动副一起除去不计。2.一构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，只有一个移动副起约束作用，其余为虚约束。

处理方法：计算中只计入一个移动副。

4.两构件两点间未组成运动副前距离保持不变，两点间用另一构件连接时，将产生虚约束。处理方法：计算中应将产生虚约束的构件及运动副一起除去不计。3.一构件构成多个转动副，且同轴。处理方法：计算中只计入一个转动副。EF5.对运动不起作用的对称部分，如行星轮系。处理方法：计算中应将对称部分除去不计。6.两构件构成高副，两处接触，且法线重合，如等宽凸轮。处理方法：计算中只计算一处高副。W虚约束的作用：（1）改善构件的受力情况，如多个行星轮。（2）增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨。（3）使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。注意：各种出现虚约束的场合都是有条件的!谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务1雨伞支撑机构的运动简图绘制与运动确定性分析机械、机器与机构等基本概念1机构运动简图的绘制2机构的运动确定性分析3案例分析4

已知某有限公司生产的某型号雨伞，无折叠功能，伞柱高度为2250mm，长骨长度为1500mm（900+600），短骨长度为750mm，试绘制出雨伞支撑机构的机构运动简图，并判定是否具有确定的运动，为什么？任务描述伞柱上盘下盘长伞骨短伞骨

本任务主要检验对机构运动简图绘制相关知识的掌握程度。首先要确定机构中各构件的类别，分清此机构中哪些是机架、原动件及从动件，各构件是以怎样的运动副相接的，各运动副的表示方法是怎样的，最后按照机构运动简图的绘制步骤进行绘制。任务分析

1.分析机构的具体组成，确定机架、主动件和从动件任务实施

雨伞支撑部分主要由伞柱、下盘、上盘、串盘丝、短骨、长骨、铆钉等组成。伞柱一般与底座（人手）连成一体是机架（构件1），下盘是主动件（滑块2），其余构件是从动件。

2.确定运动副的类型及数量下盘（滑块）在伞柱上移动形成移动副，下盘和短骨通过串盘丝连接形成转动副，上盘固定在伞柱最上面，上盘和长骨通过串盘丝连接形成转动副，短骨与长骨通过铆钉连接形成转动副，即雨伞有3个转动动副和1个移动副。

3.选择合适的投影面和比例尺雨伞支撑部分的结构是重复的，选择张开状态作为投影面，按照构件实际尺寸和图纸幅面，短骨长度LAC=0.75m，绘在图上的长度AC=25mm，按下式确定比例尺。μl

4.测量各个运动副的相对位置尺寸根据任务描述可知：伞柱高度为2250mm，长骨长度1500mm，其中上盘到铆钉的长度AC=900mm，短骨长度为750mm。

C2B41A3

5.按比例尺用规定的符号和线条绘制机构运动简图如图所示，其中：1-伞柱；2-下盘；3-短骨；4-长骨。

6.计算雨伞支撑机构的自由度雨伞支撑机构中有3个活动构件，4个低副（3个转动副、1个移动副），没有高副，自由度为：

7.雨伞支撑机构运动确定性分析由于，即机构的自由度数与原动件数相等，且自由度大于零，所以雨伞支撑机构具有确定的运动。谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务1雨伞支撑机构的运动简图绘制与运动确定性分析机械、机器与机构等基本概念1机构运动简图的绘制2机构的运动确定性分析3案例分析4

已知某有限公司生产的某型号雨伞，无折叠功能，伞柱高度为2250mm，长骨长度为1500mm（900+600），短骨长度为750mm，试绘制出雨伞支撑机构的机构运动简图，并判定是否具有确定的运动，为什么？任务描述伞柱上盘下盘长伞骨短伞骨

本任务主要检验对机构运动简图绘制相关知识的掌握程度。首先要确定机构中各构件的类别，分清此机构中哪些是机架、原动件及从动件，各构件是以怎样的运动副相接的，各运动副的表示方法是怎样的，最后按照机构运动简图的绘制步骤进行绘制。任务分析

1.分析机构的具体组成，确定机架、主动件和从动件任务实施

雨伞支撑部分主要由伞柱、下盘、上盘、串盘丝、短骨、长骨、铆钉等组成。伞柱一般与底座（人手）连成一体是机架（构件1），下盘是主动件（滑块2），其余构件是从动件。

2.确定运动副的类型及数量下盘（滑块）在伞柱上移动形成移动副，下盘和短骨通过串盘丝连接形成转动副，上盘固定在伞柱最上面，上盘和长骨通过串盘丝连接形成转动副，短骨与长骨通过铆钉连接形成转动副，即雨伞有3个转动动副和1个移动副。

3.选择合适的投影面和比例尺雨伞支撑部分的结构是重复的，选择张开状态作为投影面，按照构件实际尺寸和图纸幅面，短骨长度LAC=0.75m，绘在图上的长度AC=25mm，按下式确定比例尺。μl

4.测量各个运动副的相对位置尺寸根据任务描述可知：伞柱高度为2250mm，长骨长度1500mm，其中上盘到铆钉的长度AC=900mm，短骨长度为750mm。

C2B41A3

5.按比例尺用规定的符号和线条绘制机构运动简图如图所示，其中：1-伞柱；2-下盘；3-短骨；4-长骨。

6.计算雨伞支撑机构的自由度雨伞支撑机构中有3个活动构件，4个低副（3个转动副、1个移动副），没有高副，自由度为：

7.雨伞支撑机构运动确定性分析由于，即机构的自由度数与原动件数相等，且自由度大于零，所以雨伞支撑机构具有确定的运动。谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计

任务2缝纫机脚踏机构的识别与设计1-曲轴及大带轮；2-连杆；3-踏板；4-机架；5-小带轮；6-传动带；7-机头；8-缝纫机针

缝纫机脚踏机构的工作原理是通过将脚踏在踏板上摆动从而带动大带轮驱动缝纫机运动。试判定这种脚踏机构属于平面四杆机构中的哪种类型？当你踩缝纫机踏板时，由于操作不当，遇到过踩不动或使缝纫机飞轮反转的情况吗？踩缝纫机之前，要用手转动扳轮，稍有动力，些时踩踏板才能踩动，这是为什么呢？任务描述平面四杆机构基本形式及应用1平面四杆机构的演化形式2平面四杆机构的基本特性3平面四杆机构的设计4案例分析5一、概述1.平面连杆机构定义：由若干构件和低副组成的平面机构，也称平面低副机构。2.作用：常与机械的工作部分相连，起执行和控制作用，应用广泛。全是转动副的铰链四杆机构含有一个移动副的四杆机构3.平面四杆机构种类优点：1.能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中各种动作要求；2.构件间接触面上的比压小、易润滑、磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；3.机构中运动副的元素形状简单易于加工制造和保证精度。缺点：1.只能近似地满足给定的运动规律和轨迹要求，且设计比较复杂；2.运动构件产生的惯性力难以平衡，高速时会引起较大的振动，因此常用于速度较低的场合。

二、铰链四杆机构的形式2、与机架相连的构件1和3称为连架杆4、不与机架相连的构件2称为连杆3、连架杆曲柄：能整周回转摇杆：不能做整周回转2连杆1连架杆3连架杆4机架

1、机构中固定不动的构件4称为机架

根据两连架杆中曲柄的数目，铰链四杆机构分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构及双摇杆机构。1、曲柄摇杆机构：两连架杆分别为曲柄和摇杆。作用：可以将主动曲柄的连续转动，转换为从动摇杆的往复摆动；也可以将主动摇杆的往复摆动，转换为从动曲柄的连续转动。曲柄摇杆机构雨刮器搅拌器雨刮器飞剪雷达天线调节机构缝纫机的踏板机构2、双曲柄机构：两连架杆均为曲柄。主动曲柄等速转动，从动曲柄一般为同向变速转动。惯性筛双曲柄机构

（1）若相对的两杆长度分别相等（即两曲柄长度相等、机架与连杆长度相等），称为平行双曲柄机构或平行四边形机构。若两曲柄的转向相同，则称为正平行四边形机构。特性：从动曲柄与主动曲柄转速相同，连杆作平动，运动具有不确定性。正平行四边形机构摄影平台升降机构天秤机车车轮（2）连杆与机架等长，两个曲柄长度相等但转向相反的双曲柄机构，称为逆平行四边形机构。从动曲柄作变速转动，连杆作平面运动。逆平行四边形机构公共汽车车门启闭机构3、双摇杆机构：两连架杆均为摇杆，将主动摇杆的往复摆动，转变为从动摇杆的往复摆动。起重机变幅机构风扇摇头机构双摇杆机构汽车前轮转向机构谢谢

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任务2缝纫机脚踏机构的识别与设计平面四杆机构基本形式及应用1平面四杆机构的演化形式2平面四杆机构的基本特性3平面四杆机构的设计4案例分析5一、铰链四杆机构的演化形式1.转动副转化成移动副的演化(a)(b)(c)(d)对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构

构件3与机架4用移动副相连、又与连杆2用转动副相连，称为滑块。由曲柄1、连杆2、滑块3和机架4组成的机构称为曲柄滑块机构。(a)(b)主动曲柄：冲压机床上的曲柄滑块机构主动滑块：内燃机中的曲柄滑块机构注：本动画来自网络2.扩大转动副若将转动副B的半径扩大到比曲柄AB的长度还要大，则曲柄滑块机构转化为偏心轮机构。

在含曲柄的机构中，若曲柄的长度很短，在柄状曲柄两端装设两个转动副存在结构设计方面的问题，故常常设计成偏心轮机构。(a)(b)注：本动画来自网络曲柄摇杆机构取不同构件为机架各构件间的相对运动关系不变3.取不同构件作机架（1）曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构（2）曲柄滑块机构(a)曲柄滑块机构(b)曲柄转动导杆机构(c)曲柄摇块机构(b’)曲柄摆动导杆机构(d)定块机构组成移动副的两活动构件，画成杆状的构件称为导杆，画成块状的构件称为滑块。一、导杆机构（1）曲柄转动导杆机构：曲柄滑块机构中，当将构件AB改为机架，BC成为曲柄，构件3沿连架杆4（导杆）移动并作平面运动，且LAB≤LBC时，就演化成图示的曲柄转动导杆机构。ABC1234简易刨床导杆机构（2）摆动导杆机构（LAB>LBC）注：本动画来自网络二、摇块机构CBA213对心曲柄滑块机构中的连杆BC作为机架，滑块只能绕C点摆动。三、定块机构对心曲柄滑块机构中的滑块作为机架，连杆2成为绕铰链C摆动的摇杆，AC杆成为滑块作往复移动。定块机构又称摇杆滑块机构、移动导杆机构。BAC2143(a)(b)正弦机构双滑块机构多杆机构四、其他机构注：本动画来自网络谢谢

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任务2缝纫机脚踏机构的识别与设计平面四杆机构基本形式及应用1平面四杆机构的演化形式2平面四杆机构的基本特性3平面四杆机构的设计4案例分析5一、急回特性1.曲柄摇杆机构中，原动件AB以等速转动（1）输出件CD的两极限位置当AB与BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置。极位夹角θ：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄位置线所夹的锐角。曲柄转角对应的时间摇杆点C的平均速度B2C2B1C1A21C34BD摆角极位夹角

v1v2空回程速度V2大于工作行程速度V1，称为急回特性（2）输出件的行程速度变化系数K（急回特性的程度）从动件快行程平均速度v2与慢行程平均速度v1之比：平面四杆机构具有急回特性的条件：

利用急回特性，可缩短非工作时间，提高生产率；满足特殊的工作要求，如牛头刨床、插床等单向工作的机械。

θ>0，即K>1。θ越大，急回特性越明显，但机构的传动平稳性下降。通常取K=1.2～2.0314AB2C2.曲柄滑块机构中，原动件AB以等速转动B1B2H,无急回特性C1C2（1）对心曲柄滑块机构,有急回特性。（2）偏置曲柄滑块机构2AB134eCC1B1B2HC2(a)(b)ABB2B13.曲柄摆动导杆机构，有急回特性。必须指出的是：当机构要有急回特性，必须是曲柄为主动件二、传力特性在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向线所夹的锐角α。压力角：传动角：压力角的余角γ。vcFF1F2α越小，传力越好。γ越大，传力越好。1.压力角与传动角规定最小传动角γmin≥40°～50°2.四杆机构的最小传动角位置（1）铰链四杆机构中，原动件为AB当δ为锐角时，当δ为钝角时，以AB为原动件的曲柄摇杆机构：当曲柄和机架处于两共线位置时，连杆和输出件的夹角为最小和最大（），则

即以曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，当曲柄和机架处于两共线位置之一时，出现最小传动角。（2）曲柄为主动件的曲柄滑块机构FvcB1C1

曲柄为主动件的曲柄滑块机构，当曲柄处于与机架垂直的位置之一时，压力角最大，出现最小传动角。（3）曲柄为主动件的摆动导杆机构vB3F曲柄为主动件的摆动导杆机构，传动角始终为90o，具有很好的传力性能。ACBDvBFB132C??F

v注意：压力角与传动角是指输出件的受力方向与受力点的速度方向的夹角。AB134C2vBFvC(a)(b)(c)

曲柄摇杆机构中取摇杆为主动件时，当曲柄与连杆共线时，连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心A，传动角为零，有效驱动力矩为零，构件将不能转动，出现“顶死”现象，机构的这种位置称为死点位置。三、死点位置(a)(b)

对于夹具机构中，当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点位置，即使工件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为利用死点位置的自锁特性来实现工作要求的。死点的利用：夹具机构飞机起落架打开位置的机构简图请思考：下面机构的死点位置在哪里？通过死点位置的方法有两种：①在从动件上安装飞轮，利用飞轮的惯性，如缝纫机的大带轮兼有飞轮作用；

②利用机构的错位排列，可将机构的死点错开。飞轮谢谢

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任务2缝纫机脚踏机构的识别与设计平面四杆机构基本形式及应用1平面四杆机构的演化形式2平面四杆机构的基本特性3平面四杆机构的设计4案例分析5

平面四杆机构运动设计主要是根据机构的工作要求和给定的运动条件，确定机构运动简图尺寸参数。设计方法解析法:精确度高,但计算复杂,利用计算机可解决。

实验法:形象直观，但过程复杂。图解法：简明、直观，但精度较差。设计一般可归纳为两类问题1）实现给定从动件的运动规律，设计四杆机构。2）实现给定的运动轨迹，设计四杆机构。一、按连杆的预定位置，设计四杆机构（给定的运动轨迹）

1、已知:连杆的长度和占据的两位置B1C1、B2C2,设计四杆机构。此问题的本质是：已知活动铰链，求固定铰链（即求活动铰链轨迹圆的圆心）。(a)(b)B1B2C1C2AD给定两位置有无穷多解b12c12B1B2B3C1C2C3给定三位置，有唯一解2、已知：连杆BC长度及三个位置（B1C1,B2C2,B3C3）AD3、已知四杆机构一连架杆AB和机架AD的长度，连架杆AB和另一连架杆上标线ED的三组对应位置φ1

、ψ1

，φ2、ψ2及φ3

、ψ3，要求设计该铰链四杆机构。(1)选取适当比例尺μL，按给定条件画出两连架杆的三组对应位置，并连接DB2和DB3；(2)用反转法将DB2和DB3分别绕D点反转（ψ1一ψ2）、（ψ1－ψ3），得B2’和B3’；

(3）作B1B2’和B2’B3’的垂直平分线b12和b23

于C1点，连接AB1C1D即为该铰链四杆机构；(4)杆BC和杆CD的长度lBC、lCD为：。设计步骤：

二、按照给定的K，设计四杆机构（给定从动件的运动规律）1、设计条件：在四杆机构中（如曲柄摇杆机构），已知行程速度变化系数k、摇杆的长度及摆角Ψ，试设计该四杆机构。设计步骤：（1）根据公式计算出极位夹角：

（2）选择作图比例尺，任意选取一点作为转动副D的位置，按照给定摇杆长度及摆角Ψ

作出摇杆的两个极限位置C1D和C2D。（3）连接C1、C2两点，作

的两条直线，使其相交于O点，则；以O为圆心，OC1为半径作辅助圆m，由于同一圆弧上圆周角是圆心角的一半，在此圆周上任取一点A作为曲柄的回转中心，连AC1、AC2，则，满足行程速比系数K的要求。mmB2C2B1C1A21C34BD摆角极位夹角

（4）确定A点位置后，根据极限位置曲柄与连杆共线原理，故有、，其中、，由此可求得

因此曲柄、连杆、机架的实际长度分别为：。2、已知偏心距e、滑块行程H及极位角，试设计该曲柄滑块机构。谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务2缝纫机脚踏机构的识别与设计平面四杆机构基本形式及应用1平面四杆机构的演化形式2平面四杆机构的基本特性3平面四杆机构的设计4案例分析51、缝纫机脚踏机构的工作原理是通过将脚踏在踏板上摆动从而带动大带轮驱动缝纫机运动。试判定这种脚踏机构属于平面四杆机构中的哪种类型？当你踩缝纫机踏板时，由于操作不当，遇到过踩不动或使缝纫机飞轮反转的情况吗？踩缝纫机之前，要用手转动扳轮，稍有动力，些时踩踏板才能踩动，这是为什么呢？任务描述

本任务主要是要求弄清平面四杆机构的主要类型有哪些?各类型的工作特性是怎样的?了解缝纫机脚踏板驱动机构的工作原理，根据其机构运动简图，参照各类型的工作特性，找到此机构属于的类型。操作缝纫机过程中碰到的问题或许大家亲有体会，这是涉及平面机构的基本特性——死点位置及通过死点位置的方法等相关知识。任务分析任务实施

在缝纫机脚踏板驱动机构中，当踏板做往复摆动时，通过连杆带动固连在曲轴上的大带轮转动，再通过带传动驱动缝纫机工作。根据项目一任务1所学的绘制平面机构运动简图基本知识，绘制出脚踏板驱动机构的运动简图，如图所示。

该驱动机构属于平面铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构，其中踏板做小于的往复摆动为曲柄摇杆机构中的摇杆，曲轴绕大带轮的转动副中心作整周回转为曲柄摇杆机构中的曲柄；该机构只是以踏板（摇杆）为主动件，曲轴（曲柄）为从动件。任务实施

当我们踩缝纫机踏板时，由于操作不当，常遇到过踩不动或使缝纫机飞轮反转的情况。这是因为缝纫机是以摇杆为主动件驱动，当摇杆CD往复摆动至极限位置时（如图所示），ABC出现在一条直线位置上，即死点位置，当连杆与曲柄处于共线位置时，不管在主动件上作用多大的驱动力，都不能在从动件上产生有效分力。所以在踩缝纫机之前，要用手转动机头上的小带轮，稍有动力，些时踩踏板才能踩动。一般情况下，在从动件上安装飞轮，利用飞轮的惯性通过死点位置，缝纫机的大带轮兼有飞轮作用。2、如图所示，已知踏板CD在水平位置上下各摆，摇杆的行程速度变化系数K=1.2，且，，试用图解法设计此四杆机构，求曲柄和连杆的长度、。任务描述

本任务中，已知缝纫机脚踏板驱动机构运动简图中一些参数求另外一些未知参数的问题，可归为：根据机构的工作要求（给定的行程速度变化系数K）和给定的运动条件（踏板CD在水平位置上下各摆），确定机构运动简图尺寸参数（曲柄和连杆的长度）。可根据任务2知识点4中“按给定的行程速度变化系数设计四杆机构”的基本步骤，利用图解法（最好利用CAD技术）作图并计算。任务分析任务实施

根据任务描述可知，设计实质是确定铰链中心A的位置，定出其他二杆曲柄和连杆的长度、。

设计基本步骤如下。（1）根据公式计算出极位夹角（2）选取比例尺=1，，任意选取一点作为转动副D的位置，按照给定踏板（摇杆）长度mm/及摆角/作出摇杆的两个极限位置和，如图所示。（3）连接C1、C2两点，并过C1点作直线垂直于；作，和交于点P，则；在直线段上截取/2得点O，以点O为圆点、为半径，画圆；以D为圆心，画半径为300mm的圆交圆K上一点为A，A为铰链中心。（4）确定A点位置后，根据极限位置曲柄与连杆共线原理，即有、，由此可求得因此，曲柄、连杆的实际长度分别为：谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计任务3绕线机凸轮机构的设计

如图所示为绕线机，电机带动绕线轴3转动，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与从动件摆杆2尖顶之间的作用，驱使从动件匀速往复摆动，因而使线均匀地缠绕在轴上。已知：摆杆摆角为400左右，凸轮的轴径约为30mm，绕线幅度为200mm，试设计此凸轮机构。任务描述凸轮机构类型1凸轮机构的特性分析2凸轮机构的设计3案例分析4一、凸轮机构的组成、特点及应用凸轮传动是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是一种常见的高副机构，结构简单，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定的复杂运动规律。推杆凸轮机架1、组成：凸轮、从动件、机架及锁合装置。2、作用：将凸轮的转动或移动转变为从动件的移动或摆动。3、特点:(1)只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律；(2)结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计；(3)高副接触，易磨损。4、应用：适用于传力不大的控制机构和调节机构。靠模车削机构自动车床中的转塔式自动换刀装置内燃机配气机构二、凸轮机构的类型(1)盘形凸轮凸轮呈盘状，具有变化的向径，径向尺寸远大于轴向尺寸，是凸轮最基本的形式，应用最广。(2)移动凸轮凸轮呈板状，相对于机架作直线运动，其上的轮廓曲线驱动从动件实现预期的运动。1、按凸轮的形状分类推杆凸轮推杆凸轮(a)(b)(3)圆柱回转凸轮

凸轮呈圆柱状，其轮廓轴线是卷绕在圆柱上的凹槽。2、按从动件的形状分类(1)尖顶从动件从动件的尖顶与凸轮轮廓接触，从而使从动件可实现任意所需的运动规律，但尖顶易磨损，只适用于低速、轻载场合。凸轮推杆尖顶推杆(c)(2)滚子从动件以铰接于从动件端部的滚子与凸轮轮廓接触，滚子与凸轮间滚动摩擦，磨损小，可传递较大的载荷，应用广泛。(3)平底从动件以平底与凸轮轮廓线接触。如不考虑摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，所以受力平稳，传动效率高，平底与凸轮轮廓间易形成楔形油膜，利于润滑，常用于高速场合，但不能用于内凹的凸轮轮廓。滚子推杆平底推杆3.按从动件的运动形式分（2）摆动从动件（1）移动从动件

从动件相对机架的运动形式是作往复直线运动

从动件相对机架的运动形式是作往复摆动运动尖顶推杆滚子推杆直动推杆平底推杆摆动推杆4.按锁合方式的不同

使凸轮与从动件始终保持接触称为锁合。

⑴力锁合凸轮：如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等。⑵形锁合凸轮：如沟槽凸轮、等宽及等径凸轮、共轭凸轮等。沟槽式等宽式等径式共轭式谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务3绕线机凸轮机构的设计凸轮机构类型1凸轮机构的特性分析2凸轮机构的设计3案例分析4一、凸轮机构的运动循环和运动参数（一）运动循环ω一、凸轮机构的运动循环和运动参数1.基圆、基圆半径rb2.向径r3.推程、推程角

4.远休止程(远停程)

远休止角(远停程角)

s5.回程、回程角'6.近休止程(近停程)

近休止角(近停程角)

s'7.转角

、位移s8.行程(升程)hrrbSh

s

'

s'w（二）运动参数OABCD1、等速运动规律：从动件推程或回程的速度为一常数运动方程式一般表达式：Sδδ0hVδδ0aδhωδ0∞∞δ0运动特点：设计简单、匀速进给、amax

最大。始点、末点有刚性冲击。应用场合：低速、轻载。二、从动件的基本运动规律2、等加速等减速运动规律(抛物线运动规律)：从动件在一个行程h（推程或回程）中，前半段作等加速运动，后半段作等减速运动，其加速度的绝对值相等且为一常数。sδδ0hvδδ0aδ2hωδ0δ04hω2δ0运动特性:amax最小→惯性力小,起、中、末点有软性(柔性）冲击。适用场合：中、低速，轻载。推程：等加速等减速运动规律回程：等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律曲线作图方法3、余弦加速度运动规律（简谐运动规律）余弦加速度运动规律的加速度运动曲线为1/2周期的余弦曲线，位移曲线为简谐运动曲线。

运动特性：这种运动规律的加速度在起点和终点时有有限数值的突变，故也有柔性冲击。

应用场合：中、低速，轻载4、正弦加速度运动规律（摆线运动规律）

运动特性：这种运动规律的加速度在起点和终点时都是连续的，不产生冲击。

应用场合：高速、轻载。三、从动件运动规律的选择（1）选择推杆运动规律的基本要求满足机器的工作要求、使凸轮机构具有良好的动力特性、使所设计的凸轮便于加工。（2）根据工作条件确定推杆运动规律几种常见情况。

只对推杆工作行程有要求，而对运动规律无特殊要求：推杆运动规律选取应从便于加工和动力特性来考虑。

a、对于低速、轻载凸轮机构：采用圆弧、直线等易于加工的曲线作为凸轮轮廓曲线。

b、对于高速、轻载凸轮机构：首先考虑动力特性，以避免产生过大的冲击。

机器工作过程对从动件的的运动规律有特殊要求：

a、凸轮转速不高，按工作要求选择运动规律；

b、凸轮转速较高时，选定主运动规律后，进行组合改进。自动车床控制刀架进给凸轮机构谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务3绕线机凸轮机构的设计凸轮机构类型1凸轮机构的特性分析2凸轮机构的设计3案例分析4一、凸轮轮廓曲线设计AAAAAAAAAAAA设计方法：图解法、解析法相对运动原理法(也称反转法)对整个系统施加-ω运动凸轮：相对静止不动推杆：一方面随导轨以-ω绕凸轮轴心转动；另一方面又沿导轨作预期的往复移动AAr0

-

r0

推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线二、反转法的方法和步骤1、根据从动件的运动规律：作出位移线图s-δ，并等分角度；2、定基圆；3、作出推杆在反转运动中依次占据的位置；4、据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置；5、将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据的位置点；6、将各位置点联接成光滑的曲线；7、在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓。60°rb120°-ωω1’

已知凸轮的基圆半径rb，角速度ω和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤小结：①选比例尺μl作基圆rb。②反向等分各运动角，原则是：陡密缓疏。③确定反转后从动件尖顶在各等份点的位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮1’3’5’7’8’2’3’4’5’

6’7’

8’9’10’11’12’13’14’90°90°A187654321413121110915`60°120°90°90°135789111315s

δ9’11’13’12’14’10’O911131513578OeAO'

已知凸轮的基圆半径rb，角速度ω和从动件的运动规律和偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。2.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ωωrb6’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’设计步骤小结：①选比例尺μl作基圆rb;

②反向等分各运动角;

③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置;

④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8

60°120°90°90°s

δs

δ911131513578rbA120°1’设计步骤小结：①选比例尺μl作基圆rb。②反向等分各运动角，原则是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’

6’7’

8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理论轮廓实际轮廓⑤作各位置滚子圆的内(外)包络线。3.对心滚子直动从动件盘形凸轮

已知凸轮的基圆半径rb，角速度ω和从动件的运动规律、滚子半径rT，设计该凸轮轮廓曲线。

60°120°90°90°ω-ωOs

δ911131513578rb已知凸轮的基圆半径rb，角速度ω和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：①选比例尺μl作基圆rb。②反向等分各运动角,原则是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。④作平底直线族的内包络线。4.对心直动平底从动件盘形凸轮8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ωωA1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’123456781514131211109

60°120°90°90°O120°B’1φ1rb

60°120°90°90°s

δ

已知凸轮的基圆半径rb，角速度ω，摆杆长度ι以及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离d，摆杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。5、摆动从动件盘形凸轮1’2’3’4’56785’6’7’8’B1B2B3B4B5B6B7B860°90°ω-ωdABl1234B’2φ2B’3φ3B’4φ4B’5φ5B’6φ6B’7φ7A1A2A3A4A5A6A7A8O三、凸轮机构基本结构参数的确定1、压力角与传力性能aa↓→F1↑、F2↓→效率η↑，传力性能越好；a↑→F2↑、F1

↓→效率η↓，传力性能越差。当a大于一定值,凸轮机构将自锁，推程[a]=30

~

40

（移动从动件）

[a]=45

~50

（摆动从动件）回程[a']=70

~80

QｎｎｔｔνF2F1FF1＝Fｃｏｓα

（有效分力）F2＝Fｓｉｎα（有害分力）2、凸轮基圆半径rb的确定rb越小，凸轮机构紧凑，但α越大，会造成αmax>[α]，所以rb不能过小。rb越大，α越小，凸轮机构传力性能越好，但机构不紧凑。一般先取rb=（1.6～2.0）rs

,rs为凸轮轴的半径，再根据αmax

≤[α]核算。3、滚子半径rT的选取

a、内凹凸轮轮廓线

a=min+rT

结论：无论滚子半径多大，总能由理论廓线得到实际廓线b、外凸凸轮轮廓线

a=

min-rT

min>rT，a>0，实际廓线平滑

min=rT，a=0，实际廓线变尖

min<rT，a<0，实际廓线出现交叉、切割，运动失真

a=

min-rT＝0

arT理论实际

a

min

a=

min+rTrT

min

min>rTrT

min

a=

min-rT<0rT

min=rT

min

a=

min-rT>0

min<rT实际轮廓线曲率半径：a、理论轮廓线曲率半径：

min、滚子半径：rT

结论：取rT≤0.8

min凸轮轴

整体式

组合式四、凸轮机构的结构1.从动件的结构为了减少摩擦，从动件的端部常采用滚子的形式。2.凸轮的结构除尺寸较小的凸轮与轴制成一体的情况外，结构设计应考虑安装时便于调整凸轮与轴相对位置的需要。凸轮的常用结构有：

1、选择凸轮机构类型

确定凸轮的形式，从动件的形状、从动件的运动形式，以及维持从动件与凸轮始终保持接触的方式等。

2、拟定运动规律

根据工程应用对推杆行程和运动特性的要求，确定推杆的位移、速度（或加速度）的变化规律。

3、确定凸轮机构的基本参数

推杆行程、运动角、基圆半径、推杆偏距、滚子半径、推杆长度等。

4、设计凸轮的轮廓曲线

凸轮机构运动设计最主要的内容，采用图解法或解析法。

5、设计凸轮机构的结构

设计凸轮及推杆的结构、绘制机构的装配图和零件图。五、凸轮机构设计的方法步骤谢谢

项目一、常用机构的工作情况分析与设计主讲教师|程畅任务3绕线机凸轮机构的设计凸轮机构类型1凸轮机构的特性分析2凸轮机构的设计3案例分析4

如图所示为绕线机，电机带动绕线轴3转动，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与从动件摆杆2尖顶之间的作用，驱使从动件匀速往复摆动，因而使线均匀地缠绕在轴上。已知：摆杆摆角为400左右，凸轮的轴径约为30mm，绕线幅度为200mm，试设计此凸轮机构。任务描述

任务描述中绕线机的凸轮机构主要起均匀导线的作用，送线部分载荷不大，设计要求一般，只要能完成自动送线即可，选用结构简单且容易加工的盘形凸轮机构即可满足使用要求；再根据摆杆均匀导线的运动特点拟定运动规律，根据设计参数确定凸轮机构结构基本参数、绘制凸轮轮廓曲线；最后设计凸轮的结构、绘制凸轮机构的装配简图和凸轮工作简图。任务分析任务实施绕线机的凸轮机构设计步骤如下：

（1）根据工作要求选定凸轮机构的类型由任务分析可知，凸轮绕线机主要起均匀导线的作用，送线部分载荷不大，设计要求一般，只要能完成自动送线即可，故选用结构简单、加工工艺性较好的盘形凸轮。

（2）推杆运动规律的拟定为了使摆杆能导线均匀，摆杆左右摆动导线时作等速运动，设计时可选用等速运动规律，如图所示。（3）合理确定结构尺寸为了摆杆导线稳定可靠，已知摆杆摆角为400左右，根据绕线机工作时要求绕线幅度为200mm。可计算摆杆总长：

若设计时置尖顶位于摆杆的中间位置，则摆杆一半长度，取摆杆。摆杆角位移线图中最大角位移。绕线机安装凸轮的轴径约为30mm，根据rb=（1.6～2.0）rs，初选基圆半径rb=60mm。根据最大角位移50、基圆半径60mm和尖顶的尺寸，选取摆动从动件的摆动中心到凸轮回转中心的距离A0O为182mm。（4）图解法设计凸轮轮廓曲线(a)(b)（5）绘制凸轮工作简图谢谢

项目二、机械传动系统的工作情况分析与设计

任务1输送机带传动的设计知识点1

带传动的类型及特点1——带传动2——减速器3——工作执行部分1——电机2——小带轮3——键4——传输带5——大带轮6——键7——输出轴任务描述

已知电动机为Y132S1-2型，额定功率=5.5Kw，满载转速＝2900r／min；齿轮减速器输入轴转速设计要求为＝1450r／min；运输装置工作时有轻度冲击，每天工作10～16h，试设计此带传动。带传动的类型及特点1带传动工作情况分析带传动的运动特性分析V带和带轮2345带传动的设计6案例分析带传动的类型及特点1带传动是最常用的挠性传动，挠性传动借助挠性元件(带)传递运动和动力。这类传动用在中心距较远的两轴之间传递运动和力，结构简单，易于制造，得到了广泛的应用。一、带传动的组成带传动由主动轮1、从动轮3、传动带2及机架组成。主动轮1从动轮3传动带2二、带传动的工作原理与类型

摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（平带和Ｖ带传动）。啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。。摩擦型带传动按带的横截面形状不同可分为下列四种类型：三、传动带的类型啮合带传动有同步带传动和齿孔带传动两种类型：

（1）同步带传动，工作时是依靠带工作面上的齿与带轮上的齿相互啮合来传递运动和动力。同步带传动具有传递功率大、传动比准确等优点。（2）齿孔带传动，工作时带上的孔与轮上的齿相互啮合，以传递运动和动力。同步带传动齿孔带传动传动带平带Ｖ带多楔带片基平带普通平带普通V带窄V带齿形V带宽V带同步带（啮合型带传动）四、带传动的特点优点：结构简单、制造安装和维护方便，成本低；能缓冲吸震、传动平稳，噪音小；适用于两轴距离较大的运动；具有过载保护作用。缺点：带对轴有很大的压轴力；带传动装置结构不够紧凑；带的寿命较短；不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率低；不适用于高温、易燃及有腐蚀介质的场合。带传动的应用

在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确要求的场合。五、带传动的应用实例谢谢

项目二、机械传动系统的工作情况分析与设计主讲教师|付春梅

任务1输送机带传动的设计知识点2

带传动工作情况分析1——带传动2——减速器3——工作执行部分1——电机2——小带轮3——键4——传输带5——大带轮6——键7——输出轴带传动的类型及特点1带传动工作情况分析带传动的运动特性分析V带和带轮2345带传动的设计6案例分析带传动工作情况分析2一、带传动的受力分析二、带传动的应力分析一、带传动的受力分析尚未工作状态

带传动尚未工作时，带所受的拉力称为初拉力，用F0表示。工作状态

F0F1F0

F2带传动工作时，一边拉紧，称为紧边；另一边放松，称为松边。设带的总长度不变，则

F1－F0＝F0－F2即：F1＋F2＝2F0（1）有效拉力F（N）的大小取决于所传递的功率P（kW）。即有效拉力

F＝F1－F2＝（2）主动轮传递功率KW带速m/S（3）则

当带速一定时，传递的功率越大，则有效拉力越大，所需带与轮面间的摩擦力也越大。而在功率一定的情况下，v减少，圆周力F增大。所以，带传动一般放在高速级，以减少圆周力，从而减少结构尺寸。放在高速级还起到吸震，过载保护的作用。当传递的圆周力大于带轮的极限摩擦力，带与带轮就会打滑。二、带传动的应力分析1.

由紧边和松边拉力产生的应力σ1和σ2

紧边拉力，紧边拉应力松边拉力，松边拉应力为带的横截面面积。2.

由离心力产生的应力σc

带在绕过带轮时作圆周运动，由于本身质量而产生离心力，并在带中引起离心拉应力σc，离心拉应力作用于传动带的全长上，且各处大小相等。式中，为离心力产生的拉应力（

）；为每米带长的质量（）；为带速（）。3.

由带弯曲产生的应力σb——带的弹性模量，V带为250~400MPa——带轮的直径——带的最外层到节面的距离谢谢

项目二、机械传动系统的工作情况分析与设计主讲教师|付春梅

任务1输送机带传动的设计知识点3

带传动的运动特性1——带传动2——减速器3——工作执行部分1——电机2——小带轮3——键4——传输带5——大带轮6——键7——输出轴带传动的类型及特点1带传动工作情况分析带传动的运动特性分析V带和带轮2345带传动的设计6案例分析带传动的运动特性分析3一、带的弹性滑动二、过载打滑一、带的弹性滑动

带传动在工作时，从紧边到松边，传动带所受的拉力是变化的，因此带的弹性变形也是变化的。带传动中因带的弹性变形变化所导致的带与带轮之间的相对运动，称为弹性滑动。（弹性滑动是不可避免的）主动轮或其中：

弹性滑动导致：从动轮的圆周速度v2＜主动轮的圆周速度v1，速度降低的程度可用滑动率ε来表示：

传动比i考虑弹性滑动时，传动比为：通常，，一般工程计算可以忽略不计，则二、过载打滑

如果克服外载荷所需圆周力，大于带轮接触弧上的极限摩擦力，带将沿轮面发生全面滑动，叫做过载打滑。

过载打滑使传动失效，并使带严重发热和磨损。过载打滑时能够避免的，一般通过更换V带，增大小带轮的包角，从而增大带传递圆周力的能力来提高。弹性滑动打滑发生的原因由于带具有弹性，在传动中又有拉力差，摩擦力使带在松紧两边