機(jī)械原理 潘存云課件 第8章 其它常用機(jī)構(gòu)

第8章其他常用機(jī)構(gòu)8－1螺旋機(jī)構(gòu)8－2萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)8－3非圓齒輪機(jī)構(gòu)8－4摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8－5廣義機(jī)構(gòu)8－1螺旋機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母、機(jī)架。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：一般情況下是螺桿連續(xù)回轉(zhuǎn)，螺母軸向移動(dòng)，在γ>φv

時(shí),也可以螺母為作軸向移動(dòng)，迫使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。如修理摩托車用的起子優(yōu)點(diǎn)：獲得很大的減速比和力的增益。缺點(diǎn)：機(jī)械效率較低。1.螺旋機(jī)構(gòu)及其特點(diǎn)作用：實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線移動(dòng)之間的相互轉(zhuǎn)換。一、螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用調(diào)整螺旋靜壓螺旋類型運(yùn)動(dòng)形式有§5－9螺旋傳動(dòng)螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的。作用：回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞動(dòng)力。螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)

刀架

按用途分傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋按摩擦性質(zhì)分傳遞動(dòng)力傳遞運(yùn)動(dòng),要求精度高調(diào)整相對(duì)位置應(yīng)用實(shí)例為車床刀架溜板213213213作者：潘存云教授2132.螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)程l——螺旋轉(zhuǎn)一圈(2π)，螺母前進(jìn)的距離。螺旋轉(zhuǎn)過任意φ角時(shí)，螺母的位移s為：

s/rφ=l/r2πl(wèi)ss=lφ/2π螺距p——相鄰螺紋牙齒同側(cè)齒面之間的距離。兩者的關(guān)系為：l=zp，z為螺紋的頭數(shù)。強(qiáng)調(diào)Z=1rφ將螺紋在中徑圓柱處展開得一斜三角形，于是：KK向潘存云教授研制r2πr螺旋

潘存云教授研制作者：潘存云教授BA123B1A231A23B且:lA≠lB

s=(lA－lB)φ/2π當(dāng)差(lA－lB)很小時(shí)，s將很小。這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，用于測(cè)微計(jì)（千分尺）、分度機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（鏜刀微調(diào)機(jī)構(gòu)）中。s1=lAφ/2π螺母2相對(duì)于螺桿1的位移為：s2=－lBφ/2π螺母2相對(duì)于機(jī)架3的位移為：KK向圖示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺母A固定，螺母2可沿軸向移動(dòng)，lBlA

s2

s1-s2

s1當(dāng)A、B段螺紋旋向相同時(shí)，螺桿1相對(duì)于機(jī)架3的位移為：差動(dòng)螺旋l1=1.25mm(右)鏜刀進(jìn)給量調(diào)整微動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)潘存云教授研制作者：潘存云教授差動(dòng)螺旋應(yīng)實(shí)例：l2=1mm(右)潘存云教授研制千分尺采用了差動(dòng)螺旋螺旋1螺旋2潘存云教授研制潘存云教授研制1作者：潘存云教授AB231AB312AB231當(dāng)A、B段螺紋旋向相反時(shí)螺母2的位移為：

s=(lA＋lB)φ/2π拉桿機(jī)構(gòu)

s1

s1+s2

s2稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)，用于車輛的快速靠近或離開、電桿拉線機(jī)構(gòu)等。潘存云教授研制作者：潘存云教授FE復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)

潘存云教授研制3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分滑動(dòng)螺旋類型潘存云教授研制3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋按摩擦性質(zhì)分類型潘存云教授研制優(yōu)點(diǎn)：(1)摩擦損失小、效率在90%以上；缺點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難；(2)磨損很小，傳動(dòng)精度高；(3)不自鎖，可實(shí)現(xiàn)直線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換；(2)有些機(jī)構(gòu)為防止逆轉(zhuǎn)需要另加自鎖機(jī)構(gòu)。在螺旋和螺母之間設(shè)有封閉的循環(huán)滾道，其間充以滾珠，這樣就使螺旋面的滑動(dòng)摩擦成為滾動(dòng)摩擦。潘存云教授研制潘存云教授研制內(nèi)循環(huán)螺旋外循環(huán)滾動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)及原理滑動(dòng)摩擦滾動(dòng)摩擦組成：螺桿、螺母、滾珠返回通道類型：外循環(huán)、內(nèi)循環(huán)不離開螺旋表面，每圈有一個(gè)反向器反向器（返回通道）返回通道返回通道潘存云教授研制螺母3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋類型節(jié)流器D~潘存云教授研制螺桿3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分按所起作用分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋傳力螺旋━━傳力為主類型螺旋式壓榨機(jī)潘存云教授研制3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分按所起作用分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋傳力螺旋━━傳力為主類型潘存云教授研制潘存云教授研制螺旋壓力機(jī)3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分按所起作用分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋傳力螺旋━━傳力為主類型潘存云教授研制潘存云教授研制工件夾緊裝置(鋸床)潘存云教授研制3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分按所起作用分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋傳力螺旋━━傳力為主類型螺旋千斤頂潘存云教授研制3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分按所起作用分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋━傳力、保證精度類型3.螺旋機(jī)構(gòu)的類型及其應(yīng)用按摩擦性質(zhì)分按所起作用分滑動(dòng)螺旋滾動(dòng)螺旋靜壓螺旋傳力螺旋傳導(dǎo)螺旋調(diào)整螺旋類型潘存云教授研制調(diào)整螺旋動(dòng)畫

作用：用于傳遞兩相交軸之間的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，而且在傳動(dòng)過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。8－2萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云單萬向聯(lián)軸器α結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩傳動(dòng)軸末端各有一個(gè)叉形支架，用鉸鏈與中間的“十字形”構(gòu)件相聯(lián)，“十字形”構(gòu)件的中心位于兩軸交點(diǎn)處，作者：潘存云教授Aω'2Aαω1BvA1=rω1作者：潘存云教授運(yùn)動(dòng)分析：αα兩軸平均傳動(dòng)比為1，但瞬時(shí)傳動(dòng)比是動(dòng)態(tài)變化的在圖示位置I,以軸1為參考系，對(duì)A點(diǎn)有：以軸2為參考系，對(duì)A點(diǎn)有：vA2=r’ω’2rr’=rcosαω’

2顯然有：vA1=vA2

α=0~45?軸間角為：ω2＝ω1＋ω21ω2ω1ω21α作者：潘存云教授αω1BBAω"2

r”其它位置：代入得：在圖示位置II,以軸2為參考系，對(duì)B點(diǎn)有：vB2=rω”2以軸1為參考系，對(duì)B點(diǎn)有：vB1=r”ω1=ω1rcosα同樣有：vB1=vB2

r代入得：ω”2=ω1cosαω’2〉ω1=>ω”2<ω1ω1cosαω1cosα≤ω2≤ω1=cosαω’2作者：潘存云教授21C2.雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)

將兩個(gè)單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)串聯(lián)使用，構(gòu)成雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)。安裝要求：①主動(dòng)、從動(dòng)、中間三軸共面；②主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等；③中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。為了消除從動(dòng)軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)的缺點(diǎn)，常作者：潘存云教授21Cαααα潘存云教授研制作者：潘存云教授AAαα潘存云教授研制AAαα3.小型雙萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)如圖所示，通常采用合金鋼制造。AA潘存云教授研制作者：潘存云教授A--A模型演示4.應(yīng)用實(shí)例車用萬向聯(lián)軸器潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制4.應(yīng)用實(shí)例車用萬向聯(lián)軸器潘存云教授研制前驅(qū)動(dòng)軸后驅(qū)動(dòng)軸4.應(yīng)用實(shí)例車用萬向聯(lián)軸器潘存云教授研制4.應(yīng)用實(shí)例多頭組合鉆床潘存云教授研制傳動(dòng)條件：1）ρ1+ρ2

=S━━瞬時(shí)曲率中心與回轉(zhuǎn)中心重合；2）ρ1·dφ1=ρ2

·dφ2━━滾過的弧長(zhǎng)相等。當(dāng)一對(duì)嚙合齒輪的節(jié)點(diǎn)P在連心線上按特定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，所得節(jié)線h1、h2不是圓形，稱為非圓齒輪機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)比不是常數(shù)。8－3非圓齒輪機(jī)構(gòu)φ1

、φ2━━兩輪的轉(zhuǎn)角ρ1

、ρ2━━瞬時(shí)曲率半徑作者：潘存云教授1ω1h1o12h2o2ω2ρ2

ρ1P一、非圓齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理和類型節(jié)線特性：大齒輪節(jié)線h2由周期性重復(fù)的、全等的曲線線段所組成，即節(jié)線h2的長(zhǎng)度必須是節(jié)線h1長(zhǎng)度的整數(shù)倍。非圓齒輪機(jī)構(gòu)類型橢圓形潘存云教授研制偏心圓形潘存云教授研制節(jié)線特性：大齒輪節(jié)線h2由周期性重復(fù)的、全等的曲線線段所組成，即節(jié)線h2的長(zhǎng)度必須是節(jié)線h1長(zhǎng)度的整數(shù)倍。非圓齒輪機(jī)構(gòu)類型橢圓形螺旋線形偏心圓形潘存云教授研制潘存云教授研制節(jié)線特性：大齒輪節(jié)線h2由周期性重復(fù)的、全等的曲線線段所組成，即節(jié)線h2的長(zhǎng)度必須是節(jié)線h1長(zhǎng)度的整數(shù)倍。非圓齒輪機(jī)構(gòu)類型橢圓形卵形偏心圓形潘存云教授研制螺旋線形節(jié)線特性：大齒輪節(jié)線h2由周期性重復(fù)的、全等的曲線線段所組成，即節(jié)線h2的長(zhǎng)度必須是節(jié)線h1長(zhǎng)度的整數(shù)倍。非圓齒輪機(jī)構(gòu)類型橢圓形卵形對(duì)稱三葉形對(duì)稱四葉形偏心圓形潘存云教授研制螺旋線形潘存云教授研制節(jié)線特性：大齒輪節(jié)線h2由周期性重復(fù)的、全等的曲線線段所組成，即節(jié)線h2的長(zhǎng)度必須是節(jié)線h1長(zhǎng)度的整數(shù)倍。非圓齒輪機(jī)構(gòu)類型橢圓形卵形對(duì)稱三葉形對(duì)稱四葉形多葉形偏心圓形螺旋線形潘存云教授研制二、非圓齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其應(yīng)用2.比凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)可靠。非圓齒輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的單向循環(huán)運(yùn)動(dòng)，而凸輪機(jī)構(gòu)一般只能實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1．與連桿機(jī)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)牢靠、緊湊，且傳動(dòng)較平穩(wěn)。即傳動(dòng)時(shí)動(dòng)平衡性好，容易實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡。

3.用非圓齒輪來實(shí)現(xiàn)按一定規(guī)律的變速傳動(dòng)，要比用其它機(jī)構(gòu)容易得多。這是因?yàn)樗鼉H通過節(jié)曲線的改變就可以實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比變化規(guī)律。

滾筒式平板印刷機(jī)自動(dòng)機(jī)床轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)動(dòng)畫應(yīng)用實(shí)例非圓齒輪非線性函數(shù)電位機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例橢圓齒輪書心脊背加工聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例橢圓齒輪流量計(jì)8－4摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由施加在主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上的壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動(dòng)力的一類裝置。潘存云教授研制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的帶傳動(dòng)類型帶傳動(dòng)潘存云教授研制潘存云教授研制螺旋壓力機(jī)中的摩擦輪傳動(dòng)類型帶傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)

8－4摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由施加在主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上的壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動(dòng)力的一類裝置。潘存云教授研制摩擦輪類型帶傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)

8－4摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由施加在主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上的壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動(dòng)力的一類裝置。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制基于扭輪摩擦傳動(dòng)的超精密工作臺(tái)類型帶傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)扭輪摩擦傳動(dòng)

8－4摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由施加在主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上的壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動(dòng)力的一類裝置。α扭輪傳動(dòng)軸導(dǎo)程：l=πDtanα，α━安裝角D當(dāng)扭輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)傳動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，由于扭輪與傳動(dòng)軸之間有很一個(gè)很小的偏轉(zhuǎn)角，故扭輪和傳動(dòng)軸還會(huì)產(chǎn)生沿軸向的微小相對(duì)移動(dòng)。觀光纜車類型帶傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)扭輪摩擦傳動(dòng)繩索傳動(dòng)8－4摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由施加在主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上的壓緊力所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動(dòng)力的一類裝置。潘存云教授研制潘存云教授研制圓錐摩擦輪傳動(dòng)潘存云教授研制中間為空擋1）主、從輪直接傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)的基本形式潘存云教授研制圓柱平摩擦輪傳動(dòng)圓柱槽摩擦輪傳動(dòng)a潘存云教授研制潘存云教授研制D2D1FpFpF正轉(zhuǎn)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制反轉(zhuǎn)2）采用惰輪的間接傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)的基本形式改變從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向增加傳動(dòng)距離調(diào)整壓力角潘存云教授研制惰輪主動(dòng)輪主動(dòng)輪惰輪的作用摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）確保正確的轉(zhuǎn)向關(guān)系潘存云教授研制設(shè)計(jì)：潘存云教授主動(dòng)輪惰輪主動(dòng)輪F2(a)視頻

a）正壓力以及摩擦力的合力都促使惰輪離開主、從動(dòng)輪━━不合理

F1N1N2PPFF’FF’∵需要施加的外力P較大

主動(dòng)輪惰輪主動(dòng)輪設(shè)計(jì)：潘存云教授主動(dòng)輪惰輪主動(dòng)輪(b)視頻

N1N2F2F1PF’F

P

主動(dòng)輪惰輪主動(dòng)輪F2(a)視頻

F1N1N2PPFF’FF’F’F

a）正壓力以及摩擦力的合力都促使惰輪離開主、從動(dòng)輪━━不合理

∵需要施加的外力P較大

b）摩擦力的合力促使惰輪壓緊主、從動(dòng)輪━━合理

∵需要施加的外力P較小

2）選擇合理的壓著角(壓力角)摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）確保正確的轉(zhuǎn)向關(guān)系潘存云教授研制設(shè)計(jì)：潘存云教授主動(dòng)輪惰輪主動(dòng)輪N1N2F2F1Pαα2α2壓著角━惰輪中心與主、從動(dòng)輪中心連線間的夾角α

平衡條件：選擇合適的壓著角α可使外力P等于零或接近零，此時(shí)傳動(dòng)最平穩(wěn)、耗能最少。

8－5廣義機(jī)構(gòu)廣義機(jī)構(gòu)━━引入液、氣、聲、光、電、磁等工作原理的新型機(jī)構(gòu)，其構(gòu)件不再局限于剛性構(gòu)件，動(dòng)力源與原動(dòng)件、執(zhí)行件融為一體，構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副融為一體，并較傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力轉(zhuǎn)換。液、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)類型潘存云教授研制設(shè)計(jì)：潘存云教授特點(diǎn)：可用較小的液壓缸實(shí)現(xiàn)較大的壓緊力，同時(shí)還具有鎖緊作用液動(dòng)機(jī)構(gòu)8－5廣義機(jī)構(gòu)廣義機(jī)構(gòu)━━引入液、氣、聲、光、電、磁等工作原理的新型機(jī)構(gòu)，其構(gòu)件不再局限于剛性構(gòu)件，動(dòng)力源與原動(dòng)件、執(zhí)行件融為一體，構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副融為一體，并較傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力轉(zhuǎn)換。液、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)類型該機(jī)構(gòu)使用了一種吹吸氣泵，這種吹吸氣泵集吹氣和吸氣功能為一體，吸氣頭朝向堆疊著的商標(biāo)紙下方，吹氣頭朝著商標(biāo)紙壓向方形盒產(chǎn)品的上方。當(dāng)泵的吸氣端在商標(biāo)盒內(nèi)吸取一張商標(biāo)紙后，沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至粘膠輥?zhàn)樱S即滾上膠水，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪帶著已上膠的商標(biāo)紙，轉(zhuǎn)到下面由傳送帶送過來的方形盒產(chǎn)品上，即被壓向產(chǎn)品。當(dāng)傳送帶帶動(dòng)粘有商標(biāo)的方形盒至最左端時(shí)，商標(biāo)紙被壓刷壓貼于方形盒上。

商標(biāo)自動(dòng)粘貼機(jī)潘存云教授研制設(shè)計(jì)：潘存云教授液動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：1）易無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大；2）體積小，質(zhì)量輕，輸出功率大；3）工作平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)、換向等動(dòng)作4）控制方便；5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；6）液壓元件具有自潤(rùn)滑的特點(diǎn)，磨損小、工作壽命長(zhǎng)7）液壓元件易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。缺點(diǎn)：1）由于油液的壓縮性及泄漏性影響，傳動(dòng)不準(zhǔn)確；2）由于液體對(duì)溫度敏感，不宜在變溫或低溫下工作；3）由于效率低，不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；4）制造精度要求高。氣動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：1）工作介質(zhì)為空氣，易于獲取和排放，不污染環(huán)境；2）空氣粘度小，故壓力損失小，易于遠(yuǎn)距離輸送和集中供氣；

3）比液壓傳動(dòng)響應(yīng)快，動(dòng)作迅速；4）適于惡劣的工作環(huán)境下工作；5）易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；6）易于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化。8－5廣義機(jī)構(gòu)廣義機(jī)構(gòu)━━引入液、氣、聲、光、電、磁等工作原理的新型機(jī)構(gòu)，其構(gòu)件不再局限于剛性構(gòu)件，動(dòng)力源與原動(dòng)件