機械基礎教學最好的PPT第二章_常用機構

1、機械基礎2-1 機械的組成機械的組成一、機械一、機械 ： 機械是把能量（如熱能、電能等）轉換為機械能，并利機械是把能量（如熱能、電能等）轉換為機械能，并利用機械能完成某些工作的裝置。用機械能完成某些工作的裝置。 機械組成：原動機、傳動裝置、工作裝置、操縱控制裝機械組成：原動機、傳動裝置、工作裝置、操縱控制裝置、機架置、機架1、原動機、原動機 把其他形式能轉化為機械能的機器。如電動機、內燃機把其他形式能轉化為機械能的機器。如電動機、內燃機2、傳動裝置、傳動裝置 起傳遞動力和運動的作用。如帶傳動、齒輪傳動起傳遞動力和運動的作用。如帶傳動、齒輪傳動3、工作裝置、工作裝置 直接完成工作的部件。如卷揚機

2、的卷筒、起重鉤、砼攪拌直接完成工作的部件。如卷揚機的卷筒、起重鉤、砼攪拌機的滾筒機的滾筒機械基礎二、機器二、機器 ： 人們用來生產勞動的工具，具有如下三個基本特征人們用來生產勞動的工具，具有如下三個基本特征1、機器是由許多構件所組成、機器是由許多構件所組成 2、各構件之間有相對確定的運動、各構件之間有相對確定的運動3、機器能利用機械能來完成有效的功或實現(xiàn)不同形式能量之、機器能利用機械能來完成有效的功或實現(xiàn)不同形式能量之間的轉化。間的轉化。機器的作用體現(xiàn)在它的第三條基本特征上。機器的作用體現(xiàn)在它的第三條基本特征上。三、機構三、機構 機構是具有機器的前兩條基本特征的組合體。機構的作用機構是具有機器

3、的前兩條基本特征的組合體。機構的作用是傳遞運動和實現(xiàn)不同形式的運動的轉化，這就是它與機器是傳遞運動和實現(xiàn)不同形式的運動的轉化，這就是它與機器的不同之處。的不同之處。 如曲柄滑塊機構可以把轉動轉換為如曲柄滑塊機構可以把轉動轉換為直線移動也可以把直線運動轉化為轉動。直線移動也可以把直線運動轉化為轉動。機械基礎四、機械零件及部件四、機械零件及部件 機械零件是組成構件的元件，又稱為零件。而構件是運機械零件是組成構件的元件，又稱為零件。而構件是運動的單元，零件是制造的單元。動的單元，零件是制造的單元。 部件是為了完成同一工作任務而協(xié)調工作的若干個機械部件是為了完成同一工作任務而協(xié)調工作的若干個機械零件的

4、組合體。如滾動軸承、離合器、聯(lián)軸器等。零件的組合體。如滾動軸承、離合器、聯(lián)軸器等。機械基礎 兩構件直接接觸并能相互產生相對運動而組成的活動聯(lián)接稱為運動副。注意：三個條件缺一不可：1）兩個構件；2）直接接觸；3）有相對運動。一、運動副2-1 運動副及機構運動簡圖運動副及機構運動簡圖對運動副的理解要把握以下三：（）運動副是一種聯(lián)接；（）運動副由兩個構件組成；（）組成運動副的兩個構件之間有相對運動機械基礎二、運動副的分類組成機構的運動副的類型決定機構的運動形式。運動副有多種類型，對運動副進行正確的分類，在機構設計和綜合中是非常重要的。、根據運動副所引入的約束數(shù)分類見表2-1機械基礎表2-1 常用運動

5、副及其簡圖名稱圖 形簡圖符號副級自由度名稱圖 形簡圖符號副級自由度球面高副I5圓柱套筒副IV2柱面高副II4轉動副V1球面低副III3移動副V1球銷副IV2螺旋副V1機械基礎、根據組成運動副的兩個運動副元素的接觸情況分類球面高副柱面高副運動副元素以點或線接觸的運動副稱為高副機械基礎運動副元素以面接觸的運動副稱為低副。球面低副移動副轉動副機械基礎、根據組成運動副的兩個構件的相對運動形式分類空間運動副球銷副螺旋副圓柱套筒副機械基礎平面運動副移動副轉動副機械基礎 為了便于研究機構的運動，可以撇開構件、運動副的外形和具體構造，而只用簡單的線條和符號代表構件和運動副，并按比例定出各運動副位置，表示機構的

6、組成和傳動情況。這樣繪制出能夠準確表達機構運動特性的簡明圖形就稱為機構運動簡圖。 只是為了表明機構的運動狀態(tài)或各構件的相互關系，也可以不按比例來繪制運動簡圖，通常把這樣的簡圖稱為機構示意圖。機械基礎常用機構構件、運動副代表符號機械基礎1. 在繪制機構運動簡圖時，首先確定機構的原動件和執(zhí)行件，兩者之間為傳動部份，由此確定出組成機構的所有構件，然后確定構件間運動副的類型。2. 為將機構運動簡圖表示清楚，恰當?shù)剡x擇投影面。一般選擇與多數(shù)構件的運動平面相平行的面為投影面，必要時也可以就機械的不同部分選擇兩個或兩個以上的投影面，然后展開到同一平面上?？傊?，繪制機構運動簡圖要以正確、簡單、清晰為原則。3.

7、 選擇適當?shù)谋壤撸鶕C構的運動尺寸定出各運動副之間的相對位置，然后用規(guī)定的符號畫出各類運動副，并將同一構件上的運動副符號用簡單線條連接起來，這樣便可繪制出機構的運動簡圖。機械基礎機械基礎繪制十字滑塊聯(lián)軸節(jié)的運動簡圖機械基礎2-3 平面四桿機構一、平面四桿機構的基本型式一、平面四桿機構的基本型式（1）基本概念41234-機架1、3-連架桿曲柄（整周轉）搖桿（擺動）一定范圍內擺動2-連桿轉動副A轉動副B整轉副構件1、4可作整周相對轉動構件1、2可作整周相對轉動轉動副C轉動副D擺動副構件2、3不能作整周相對轉動構件3、4不能作整周相對轉動機械基礎（2）基本型式）基本型式鉸鏈四桿機構根據兩鉸鏈四桿

8、機構根據兩連架桿連架桿的運動形式的不同，可分為三種形式：的運動形式的不同，可分為三種形式： 鉸鏈四桿機構是平面四桿機構的基本型式，它的特點是全部運動副鉸鏈四桿機構是平面四桿機構的基本型式，它的特點是全部運動副都為轉動副。都為轉動副。（a）曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構：（兩連架桿中，一為曲柄，一為搖桿兩連架桿中，一為曲柄，一為搖桿）應用舉例：1、用在鄂式碎礦機的機構中 2、雷達天線的俯仰機構 3、縫紉機踏板機構 ABCD12341機械基礎（b）雙雙曲柄機構曲柄機構：（兩連架桿中，全為曲柄兩連架桿中，全為曲柄）特點是：原動曲柄連續(xù)轉動，從動曲柄連續(xù)轉動應用：慣性篩的四桿機構特例：平行四邊形機構平行四邊

9、形機構特點：兩曲柄可以相同的角速度同向轉動，而連桿平動。應用 在機車車輪的聯(lián)動機構，攝影平臺的 升降機構。4123ABCD特例：反平行四邊形機構平行四邊形機構特點：兩曲柄角速度轉動方向相反，且角速度不等。應用在：汽車車門的開關機構ABCD1234機械基礎（c）雙雙搖桿機構搖桿機構：（兩連架桿中，全為搖桿兩連架桿中，全為搖桿）二、平面四連桿機構的幾個基本問題二、平面四連桿機構的幾個基本問題1、平面四連桿機構的三種基本形式的區(qū)分方法 以曲柄搖桿機構為例進行分析，鉸鏈四桿機構中某個轉動副為以曲柄搖桿機構為例進行分析，鉸鏈四桿機構中某個轉動副為整轉副與誰是機架無關，取決與構件間的相對運動關系，該運動整

10、轉副與誰是機架無關，取決與構件間的相對運動關系，該運動關系，取決與關系，取決與各構件的相對長度關系各構件的相對長度關系BACDABCDabcd機械基礎ABCDABCDABCD其中LAB=a，LBC=b，LCD=c，LAD=d為了能達到兩個極限位置，必須滿足下式cadbbadccbda)()(（1）（2）（3）（1）+（2）得ba （1）+（3）得ca （2）+（3）得da 分析得：（1）a是最短桿 （2）四桿中最短桿加上最長桿之和小于等于其它兩桿之和后者稱為桿長和定理機械基礎結論：鉸鏈四桿機構有整轉副的條件是：結論：鉸鏈四桿機構有整轉副的條件是： （1）必須滿足桿長和定理）必須滿足桿長和定理

11、（2）最短桿帶的轉動副就是整轉副）最短桿帶的轉動副就是整轉副 結論：鉸鏈四桿機構有曲柄的條件是：結論：鉸鏈四桿機構有曲柄的條件是： （1）必須滿足桿長和定理）必須滿足桿長和定理 （2）連架桿和機架中必有一桿是最短桿）連架桿和機架中必有一桿是最短桿 推廣結論：推廣結論： a、當四桿機構不符合桿長和定理時，四個轉動副全部為擺動副，為雙搖桿機構 b、 當符合桿桿長和定理，最短桿帶的是整轉副 （1）以最短桿為機架：雙曲柄機構 （2）以最短桿為連架桿：曲柄搖桿機構 （3）以最短桿為連桿：雙搖桿機構 c、四桿中兩桿等長，且最短： （1）若其它兩桿不等長，則不滿足桿長和定理，為雙搖桿機構 （2）其它兩桿相等

12、，且最短桿是相對的：為平行四邊形機構 （3）其它兩桿相等，且最短桿相鄰，則有三個整轉副機械基礎平面四桿機構的型式演化 低副機構具有運動可逆性，即無論采用哪一個構件為機架，機構各構件的相對運動不變。但選取不同構件為機架時，卻可得到不同型式的機構。這種采用不同構件為機架的演變方式為機構的倒置。D曲柄搖桿機構ABC1234雙曲柄機構ABCD1234曲柄搖桿機構ABCD1234雙搖桿機構ABCD1234ABC1234曲柄滑塊機構ABC1234轉動導桿機構ABC1234曲柄搖塊機構ABC1234移動導桿機構機械基礎二、曲柄搖桿機構的急回特性和行程速比系數(shù)二、曲柄搖桿機構的急回特性和行程速比系數(shù)）（從動件

13、慢行程平均速度從動件快行程平均速度1K1.機構的急回特性，為反映急回的程度機構的急回特性，為反映急回的程度極限位置極限位置：在曲柄AB轉動一周過程中，有兩次與連桿共線， 這時搖桿CD處于極限位置。 極位夾角極位夾角：當搖桿處于極限位置，曲柄與連桿兩次共線時之 間的夾角為 極位夾角，值與機構尺寸有關。ABCDC1B1C2B2112機械基礎BACDC1C2B1B21122、行程速比系數(shù)、行程速比系數(shù)1勻速，順時針方向，C.W1.慢行程：（工作行程） 曲柄 AB1 到 AB2， 搖桿 DC1 到 DC2 1180慢t2.快行程：（工作行程） 曲柄 AB2 到 AB1， 搖桿 DC2 到 DC1 11

14、80快t 從動件正反行程的位移量相同，所用時間不同，因此正反行程的平均速度也就不等，這種現(xiàn)象稱為機構的急回。1180180180180112121慢快慢快tcctccVVK)0(機械基礎18011KK曲柄搖桿機構分為以下三種型式：曲柄搖桿機構分為以下三種型式：22222121)1(0)1(cbdattCCDAKADCADC構件的尺寸關系為：的同側，直線，位于、特征為：曲柄轉向相同且搖桿慢行程與方向與，型：BACDC1C2B1B2112機械基礎22222121)1(0)2(cbdattCCDAKADCADC構件的尺寸關系為：的異側，直線，位于、特征為：曲柄轉向相反且搖桿慢行程與方向與，型：222

15、221)1(0)3(cbdaKADCADC構件的尺寸關系為：搖桿無急回特性，型：平面機構具有急回特性的條件是：平面機構具有急回特性的條件是：1）原動件等角速度整周轉動；）原動件等角速度整周轉動；2）輸出件具有正、反行程的往復運動；）輸出件具有正、反行程的往復運動；3）極位夾角）極位夾角 0機械基礎 三、機構的死點三、機構的死點 當不計構件的重力、慣性力和運動副中摩擦阻力的條件下，當機構處于=90。的位置時，由于F1=Fcos90。，因此無論給機構主動件上的驅動力或驅動力矩有多大，均不能使機構運動，這個位置稱為機構的死點位置B1C1C2B2AD12341、概念機械基礎四桿機構是否存在死點：四桿機

16、構是否存在死點：連桿能否運動至與轉動從動件（搖桿或曲柄）共線或移動連桿能否運動至與轉動從動件（搖桿或曲柄）共線或移動從動件移動導路垂直。從動件移動導路垂直。曲柄搖桿機構曲柄原動件無死點位置搖桿為原動件，機構存在死點位置當搖桿處于極限位置，機構出現(xiàn)死點位置曲柄滑塊機構曲柄原動件無死點位置滑塊為原動件，有死點位置當連桿與曲柄共線時，機構出現(xiàn)死點位置雙搖桿機構總存在死點位置，當連桿與從動件共線時出現(xiàn)擺動導桿機構曲柄原動件無死點位置擺桿為原動件，有死點位置當擺桿處于極限位置時，機構出現(xiàn)死點位置2、死點的克服、死點的克服對于連續(xù)運轉的機構來說，如果存在死點位置，傳動不利，必須避免機構在死點位置啟動，同時

17、在運行過程中，順利地通過死點，并按預期的方向運動。方法：1、輸出曲柄上安裝飛輪，借助飛輪的慣性，使機構闖過死點 2、多個相同機構驅動同一曲柄，但這多個相同機構相位相互 錯開，從而使各機構的死點位置不同以渡過死點。機械基礎QBPDCA3、死點的利用、死點的利用鉆床工件夾緊機構ABCDE飛機起落架機構機械基礎一、曲柄滑塊機構一、曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構由曲柄搖桿機構演化而成即轉動副變成移動副A1BCD234ABCD1234ABCD12341234eABC123滑塊機構2-4 曲柄滑塊機構及其演化機構機械基礎二、曲柄滑塊機構演化機構 1、偏心輪機構ABC1234曲柄滑塊機構 偏心輪機構可視為用偏心輪

18、代替曲柄滑塊機構中的曲柄演化得到機械基礎2、曲柄滑塊機構的其他演化機構 低副機構具有運動可逆性，即無論采用哪一個構件為機架，機構各構件的相對運動不變。但選取不同構件為機架時，卻可得到不同型式的機構。這種采用不同構件為機架的演變方式為機構的倒置。ABC1234曲柄滑塊機構D曲柄搖桿機構ABC1234雙曲柄機構ABCD1234曲柄搖桿機構ABCD1234雙搖桿機構ABCD1234ABC1234轉動導桿機構（導桿機構）ABC1234曲柄搖塊機構（擺動滑塊）ABC1234移動導桿機構（固定滑塊）機械基礎牛頭刨床機構應用實例導桿機構的應用擺動滑塊機構的應用固定滑塊機構的應用手搖唧筒機構自卸貨車翻斗機構機

19、械基礎一、凸輪機構一、凸輪機構2-5 凸輪機構和棘輪機構1、凸輪機構的構成與其功能組成：凸輪、從動件和機架功能：從動件按預定的運動規(guī)律運動2、凸輪機構的分類按凸輪機構的凸輪形狀分類（1）盤形凸輪：（2）移動凸輪：（3）圓柱凸輪：機械基礎按從動件的形狀分類（1）尖底從動件：（2）滾子從動件：（3）平底從動件：（4）曲底從動件：按凸輪與從動件維持高副接觸的方式來分（1）力封閉方式：（2）形封閉方式：按從動件的運動形式來分（1）直動從動件凸輪機構：（2）擺動從動件凸輪機構：對心偏心機械基礎凸輪機構的基本名詞術語（1）基圓 半徑為 r0 （2）推程（3）回程（4）行程 hSDCBAS位移線圖位移線圖r

20、0在一個運動循環(huán)內：在一個運動循環(huán)內：+ S + S=360（5）推程運動角 =BOB(AOB1)BB1C1（7）回程運動角 （6）遠休止角 S=BOC(B1OC1)（8）近休止角 S機械基礎3.凸輪的優(yōu)缺點凸輪機構的優(yōu)點： 只須設計適當?shù)耐馆嗇喞憧梢允箯膭蛹玫筋A期的運動規(guī)律，而且結構簡單、緊湊、設計方便。凸輪機構的缺點： 凸輪與從動件之間為點或線接觸，易于磨損，凸輪輪廓加工比較困難，凸輪輪廓加工比較困難，費用較高費用較高。機械基礎二、棘輪機構主動擺桿驅動棘爪棘輪止動棘爪1、棘輪機構的基本結構和工作原理、棘輪機構的基本結構和工作原理棘輪不動棘輪運動機械基礎2、棘輪機構的類型、棘輪機構的類型常用棘輪機構可分為輪齒式與摩擦式兩大類常用棘輪機構可分為輪齒式與摩擦式兩大類單向式棘輪機構單向式棘輪機構雙向式棘輪機構雙向式棘輪機構輪輪齒齒式式棘棘輪輪機機構構摩摩擦擦式式棘棘輪輪機機構構棘棘輪輪機機構構偏心楔塊式棘輪機構偏心楔塊式棘輪機構滾子楔緊式棘輪機構滾子楔緊式棘輪機構單動式棘輪機構單動式棘輪機構雙動式棘輪機構雙動式棘輪機構機械基礎單動式棘輪機構單動式棘輪機構外外嚙嚙式式機械基礎內內嚙嚙式式機械基礎雙動式棘輪機構雙動式棘輪機構機械基礎雙向式棘輪機構雙向式棘輪機構機械基礎雙向式棘輪機構雙向式棘輪機構機械基礎雙向式棘輪機構雙向式棘輪機構機