機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件匯 胡孟謙 01機(jī)械設(shè)計(jì)概論 - 05機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概述【教學(xué)內(nèi)容】1-1機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介

1-3機(jī)械零件常用材料及選擇【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解機(jī)械在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用；2.重點(diǎn)了解機(jī)構(gòu)、機(jī)器、機(jī)械和構(gòu)件、零件、部件等概念；3.了解本課程的內(nèi)容、性質(zhì)及任務(wù)；4.了解設(shè)計(jì)機(jī)器的基本要求及程序。【知識(shí)點(diǎn)】1.機(jī)械設(shè)計(jì)的作用；2.機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件與零件的概念；機(jī)器的組成及其特征；3.機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求與一般程序4.本課程的研究對(duì)象內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)一、機(jī)械設(shè)計(jì)的作用和意義機(jī)械廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活，從最早的杠桿、斜面等最簡(jiǎn)單的機(jī)械到起重機(jī)、汽車(chē)、飛機(jī)、各種機(jī)床設(shè)備、縫紉機(jī)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代航天器等。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇一、機(jī)械設(shè)計(jì)的作用和意義

人們?cè)谏a(chǎn)和生活中為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，不斷改進(jìn)所使用的工具，從而創(chuàng)造了機(jī)械并形成了相關(guān)技術(shù)和理論。純機(jī)械系統(tǒng)機(jī)電一體化的機(jī)械設(shè)備智能化的裝備1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇二、機(jī)械的基本概念1.機(jī)械在工程上，通常以“機(jī)械”一詞作為機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱(chēng)。如：機(jī)床、變速器等。按功能分類(lèi)：動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按產(chǎn)業(yè)分類(lèi)：農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械等；按工作原理分類(lèi)：熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。變速器機(jī)床1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇二、機(jī)械的基本概念本課程研究的對(duì)象是機(jī)械。機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱(chēng)。2.機(jī)器在生產(chǎn)實(shí)踐和日常生活中，廣泛地使用著各種機(jī)器，如自行車(chē)、拖拉機(jī)、汽車(chē)、起重機(jī)、機(jī)床等。機(jī)器的種類(lèi)繁多，用途千差萬(wàn)別，但都有著共同的特性。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇二、機(jī)械的基本概念2.機(jī)器機(jī)器的作用是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或完成有用的機(jī)械功，用以減輕或代替人的勞動(dòng)。常見(jiàn)的機(jī)器：自行車(chē)、內(nèi)燃機(jī)、機(jī)床、汽車(chē)、火車(chē)、發(fā)電機(jī)、洗衣機(jī)等。氣缸體活塞2連桿5凸輪7頂桿8齒輪9排氣閥進(jìn)氣閥1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇機(jī)器的組成機(jī)器由若干機(jī)構(gòu)組成。最簡(jiǎn)單的機(jī)器只包含一個(gè)機(jī)構(gòu)，如電動(dòng)機(jī)。如內(nèi)燃機(jī)可視為下列三種機(jī)構(gòu)的組合：①曲柄滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，由活塞2、連桿3、曲柄4及機(jī)架組成，其作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；②齒輪機(jī)構(gòu)，由齒輪5、6和機(jī)架構(gòu)成其作用是改變轉(zhuǎn)速的大小和方向；③凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪7、推桿8和機(jī)架組成作用是將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1-缸筒2-活塞3-連桿4-曲柄5、6-齒輪7-凸輪8-推桿

圖1-1單缸內(nèi)燃機(jī)1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇機(jī)器的特征機(jī)器可用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和變換運(yùn)動(dòng)形式，并具備以下三個(gè)特征：①人為的實(shí)物組合；②組成機(jī)器的各實(shí)物之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；③能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換或完成有用的機(jī)械功。3.機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合。機(jī)構(gòu)在機(jī)器中的作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式和速度的變化。如單缸內(nèi)燃機(jī)中的機(jī)構(gòu)有：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇氣缸體活塞2連桿5凸輪7頂桿8齒輪9排氣閥進(jìn)氣閥例如單缸內(nèi)燃機(jī)（動(dòng)畫(huà)）1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（活塞、連桿、曲柄、氣缸）2.齒輪機(jī)構(gòu)（齒輪、機(jī)架）3.凸輪機(jī)構(gòu)（凸輪、推桿、氣缸組成）二、機(jī)械的基本概念1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇3.構(gòu)件——組成機(jī)構(gòu)的各個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分，是機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)單元。它可以是單一的零件，或者幾個(gè)零件聯(lián)接而成的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件可以定義為由若干零件組成但無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛性聯(lián)接。如圖1-1中的內(nèi)燃機(jī)連桿、齒輪-凸輪軸。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇4.零件零件是制造的基本單元。多個(gè)零件剛性組合：連桿單一零件：曲軸二、機(jī)械的基本概念1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、運(yùn)動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用維護(hù)以及標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。機(jī)械中經(jīng)常使用的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為常用機(jī)構(gòu)，如平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。

機(jī)械中普遍使用的零件稱(chēng)為通用零件，如齒輪、軸、螺釘和彈簧等。只在某一類(lèi)型機(jī)械中使用的零件稱(chēng)為專(zhuān)用零件，如汽輪機(jī)的葉片、內(nèi)燃機(jī)的活塞等。

通用零件專(zhuān)用零件二、機(jī)械的基本概念1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇通用零件可以按照零件的作用分成以下類(lèi)型：傳動(dòng)類(lèi)零件

——例如齒輪、帶、鏈等；聯(lián)接類(lèi)零件——例如螺釘、螺柱、螺栓、鍵、銷(xiāo)等；二、機(jī)械的基本概念1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇通用零件可以按照零件的作用分成以下類(lèi)型：軸類(lèi)零件

——主要包括軸、軸承以及軸上的聯(lián)軸器、離合器等；其它類(lèi)零件

——例如彈簧等。二、機(jī)械的基本概念1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇三、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和基本程序（1）內(nèi)插式設(shè)計(jì)。內(nèi)插式設(shè)計(jì)是指在現(xiàn)有兩個(gè)不同設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)計(jì)方案之間所做的設(shè)計(jì)。（2）外推式設(shè)計(jì)。外推式設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)參數(shù)超出設(shè)計(jì)范圍時(shí)所做的設(shè)計(jì)。（3）開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)是指為了開(kāi)發(fā)具有新功能的新機(jī)器，應(yīng)用新原理、新技術(shù)所做的設(shè)計(jì)。1.機(jī)械設(shè)計(jì)的方法（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)。（2）方案設(shè)計(jì)。（3）技術(shù)設(shè)計(jì)。（4）試制評(píng)價(jià)，定型投產(chǎn)。2.機(jī)械設(shè)計(jì)的基本程序1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇四、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求經(jīng)濟(jì)性要求功能要求社會(huì)性要求可靠性要求安全性要求標(biāo)準(zhǔn)化要求1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇一、課程的內(nèi)容通用零部件掌握設(shè)計(jì)理論計(jì)算，像軸的強(qiáng)度核算；遵循國(guó)標(biāo)選件，依規(guī)范確定標(biāo)準(zhǔn)件；考慮工況選合適零部件；掌握使用維護(hù)，如軸承安裝與潤(rùn)滑要點(diǎn)。常用機(jī)構(gòu)理解其工作原理，如凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換；把握運(yùn)動(dòng)特性，例如機(jī)構(gòu)自由度分析；熟知結(jié)構(gòu)特色，涵蓋構(gòu)件與運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇二、課程的性質(zhì)知識(shí)綜合：融合多學(xué)科知識(shí)，如高等數(shù)學(xué)等，用于機(jī)構(gòu)與零部件設(shè)計(jì)。課程特性：具科學(xué)性，理論嚴(yán)謹(jǐn)；綜合性，跨多學(xué)科；實(shí)踐性，聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用。專(zhuān)業(yè)地位：在相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中極為重要，是培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)工程師的關(guān)鍵必修課程，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與從事機(jī)械設(shè)計(jì)、管理等工作筑牢根基。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇三、課程的任務(wù)（1）掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性，初步具有分析和設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)的能力。對(duì)機(jī)械動(dòng)力學(xué)的某些基本知識(shí)有所了解。（2）掌握通用機(jī)械零、部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算和維護(hù)等基本知識(shí)，并初步具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。（3）具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力。（4）獲得本學(xué)科實(shí)驗(yàn)技能的初步訓(xùn)練。1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇一、機(jī)械零件常用材料黑色金屬：碳鋼與合金鋼應(yīng)用廣，依受力選碳素、優(yōu)質(zhì)碳素或合金結(jié)構(gòu)鋼并可熱處理；鑄鋼造重載復(fù)雜件，灰鑄鐵成本低造復(fù)雜件，球墨鑄鐵強(qiáng)度高用于沖擊件，可鍛鑄鐵適用于特殊尺寸形狀要求。有色金屬：銅合金耐蝕減摩，鋁合金密度小切削好，鈦合金性能優(yōu)應(yīng)用廣。非金屬材料：橡膠彈性大絕緣好，塑料易成型，分熱固性與熱塑性。復(fù)合材料：多種材料組合，纖維復(fù)合材料用途廣。

1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇二、材料的選擇原則使用要求：依零件載荷、尺寸限制、重要程度選材料，強(qiáng)度受限選高強(qiáng)度材，接觸強(qiáng)度主導(dǎo)選表面強(qiáng)化材，依摩擦、高溫、腐蝕環(huán)境選對(duì)應(yīng)材料。工藝要求：形狀復(fù)雜大尺寸件選鑄造或焊接，考慮焊接性、批量，鍛件依批量選模鍛或自由鍛，關(guān)注材料可加工性與熱處理性能。經(jīng)濟(jì)性要求：滿(mǎn)足使用下選價(jià)廉、利用率高、易維護(hù)、供應(yīng)好的材料，特殊部位用貴材，其余部位選普通材以降成本。

1-1機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1-2機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)介1-3機(jī)械零件常用材料及選擇

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課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及自由度第一節(jié)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)第二節(jié)平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合。機(jī)構(gòu)的功用主要是轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式、改變運(yùn)動(dòng)速度。如將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，將勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為有規(guī)律的變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

掌握平面機(jī)構(gòu)的分析方法；能夠繪制簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和自由度的計(jì)算，能夠判斷平面機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)。

【知識(shí)點(diǎn)】

1.運(yùn)動(dòng)副及分類(lèi)

2.平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

3.約束與自由基度、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算

4.平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件第一節(jié)運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)

機(jī)械一般由若干常用機(jī)構(gòu)組成。構(gòu)件之間是靠運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行聯(lián)接。平面機(jī)構(gòu)是研究所有機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。

平面機(jī)構(gòu)：組成機(jī)構(gòu)的所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)?？臻g機(jī)構(gòu)：組成機(jī)構(gòu)的某些構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)是非平行平面的空間運(yùn)動(dòng)。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度一、運(yùn)動(dòng)副的概念

機(jī)構(gòu)是若干個(gè)具有確定運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的組合，組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件都不是自由構(gòu)件，而是以一定的方式與其他構(gòu)件組成連接。如圖2-1所示。構(gòu)件AB與構(gòu)件BC既相互連接，又可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度

四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副：使兩個(gè)構(gòu)件之間直接接觸，并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。例如，自行車(chē)車(chē)輪與軸的連接，變速器中的齒輪嚙合等，都構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副。二、運(yùn)動(dòng)副分類(lèi)

平面機(jī)構(gòu)中構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)均為平面運(yùn)動(dòng)。所以稱(chēng)該運(yùn)動(dòng)副為平面運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副時(shí)，兩構(gòu)件之間通過(guò)點(diǎn)、線、面實(shí)現(xiàn)接觸，按運(yùn)動(dòng)副的接觸特性平面運(yùn)動(dòng)副可分為低副和高副。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度1.低副

兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為低副。

低副分為轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。

a）轉(zhuǎn)動(dòng)副

b）轉(zhuǎn)動(dòng)副

c）移動(dòng)副

平面低副（1）轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副（又稱(chēng)回轉(zhuǎn)副），是兩構(gòu)件只能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。

轉(zhuǎn)動(dòng)副常用符號(hào)（2）移動(dòng)副

移動(dòng)副是兩構(gòu)件只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副

移動(dòng)副常用符號(hào)2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度2.高副

兩構(gòu)件之間通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副稱(chēng)為高副。車(chē)輪與鋼軌、凸輪與從動(dòng)件、輪齒嚙合等均分別組成了高副，如圖2-5所示的。常用兩構(gòu)件直接接觸處的輪廓表示。a）滾動(dòng)副b）凸輪副c）齒輪副平面高副

a）凸輪副b）齒輪副高副符號(hào)除上述運(yùn)動(dòng)副外，還有螺旋副、球面副等，均為空間運(yùn)動(dòng)副。2-3平面機(jī)構(gòu)自由度2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖a）螺旋副b）球面副空間運(yùn)動(dòng)副第二節(jié)

平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖一、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的概念機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：用規(guī)定的線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例確定運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，表達(dá)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形。機(jī)構(gòu)示意圖：只定性地表示機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)原理而不嚴(yán)格按比例繪制的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度二、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1.構(gòu)件的分類(lèi)構(gòu)件分為三類(lèi)：機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。機(jī)架（或稱(chēng)固定件）：機(jī)構(gòu)中支承活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。原動(dòng)件（或稱(chēng)主定件）：機(jī)構(gòu)中作用有驅(qū)動(dòng)力或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件。從動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中除原動(dòng)件以外的所有活動(dòng)構(gòu)件。

2.構(gòu)件的簡(jiǎn)化畫(huà)法運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)a）b）c）d）

e）f）g）h）3.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的一般繪制步驟（1）機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與運(yùn)動(dòng)分析①首先分析該機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，②找機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)件（輸入構(gòu)件）及從動(dòng)件；③然后從主動(dòng)件（輸入構(gòu)件）開(kāi)始，順著運(yùn)動(dòng)傳遞路線，仔細(xì)分析各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況；④確定組成該機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)、運(yùn)動(dòng)副數(shù)及性質(zhì)。⑤按一定的比例及特定的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)，正確繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。注意：繪制時(shí)應(yīng)撇開(kāi)與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件的復(fù)雜外形和運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造。同時(shí)應(yīng)注意，選擇恰當(dāng)?shù)脑瓌?dòng)件位置進(jìn)行繪制，避免構(gòu)件相互重疊或交叉。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度（2）繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的步驟1）分析機(jī)構(gòu)組成，觀察相對(duì)運(yùn)動(dòng)，確定機(jī)構(gòu)的機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件；2）確定所有的構(gòu)件（數(shù)目與形狀），運(yùn)動(dòng)副（數(shù)目和類(lèi)型）；3）選擇合理的視圖平面和原動(dòng)件位置，以便充分反映機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系；4）確定比例尺，；5）按各運(yùn)動(dòng)副間的位置與距離，用規(guī)定的符號(hào)和線條繪制成簡(jiǎn)圖。（從原動(dòng)件開(kāi)始畫(huà)）2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度表2-1構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的簡(jiǎn)圖符號(hào)（摘自GB/T4460—2013）2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度例2-1繪內(nèi)燃機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)（壓縮行程）的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度解：1）分析機(jī)構(gòu)組成。活塞連桿機(jī)構(gòu)由氣缸（機(jī)架）1、活塞2、連桿3和曲軸4組成2）確定所有的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副。氣缸（機(jī)架）、活塞、連桿和曲軸共四個(gè)構(gòu)件組成。運(yùn)動(dòng)副共4個(gè)3）選擇合理的視圖平面和原動(dòng)件位置。選擇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平面作為運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的視圖平面4）根據(jù)機(jī)構(gòu)實(shí)際尺寸及圖樣大小確定比例尺。5）確定位置與距離，繪制簡(jiǎn)圖。第三節(jié)平面機(jī)構(gòu)自由度2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度一、平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算

構(gòu)件的自由度是構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。任何一個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件有三個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。如圖構(gòu)件M可沿x軸或y軸方向移動(dòng)，以及繞任一垂直于xOy平面的軸線A的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2-10自由構(gòu)件的自由度2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度

兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副后，就限制了兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種對(duì)于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的限制稱(chēng)為約束。兩構(gòu)件組成運(yùn)動(dòng)副時(shí)構(gòu)件上參與接觸的點(diǎn)、線、面稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副元素(1)當(dāng)兩構(gòu)件組成平面轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，兩構(gòu)件間只有一個(gè)獨(dú)立的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；(2)當(dāng)兩構(gòu)件組成平面移動(dòng)副時(shí)，兩構(gòu)件間只有一個(gè)獨(dú)立的相對(duì)移動(dòng)。注意：平面機(jī)構(gòu)中的低副引入兩個(gè)約束，僅保留一個(gè)自由度。

如圖所示，高副中兩構(gòu)件沿公法線n-n方向的移動(dòng)受到約束，而兩構(gòu)件沿接觸點(diǎn)的切線t-t方向進(jìn)行移動(dòng)和繞接觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

注意：平面機(jī)構(gòu)中的高副引入一個(gè)約束，保留了兩個(gè)自由度。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度

機(jī)構(gòu)的自由度是指機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。平面機(jī)構(gòu)自由度與組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)有關(guān)。構(gòu)件的自由度總數(shù)：3n（平面機(jī)構(gòu)中包含有n個(gè)可動(dòng)構(gòu)件,機(jī)架為參考坐標(biāo)系，相對(duì)固定而不計(jì)）若機(jī)構(gòu)中有PL個(gè)低副和PH個(gè)高副。則所有運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)為2PL+PH。機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算公式為F＝3n-2PL-PH【中國(guó)學(xué)者創(chuàng)建統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)自由度分析原理】燕山大學(xué)黃真教授功創(chuàng)建的統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)自由度分析原理解決了困擾世界150年的難題，首創(chuàng)基于環(huán)路數(shù)學(xué)的拓?fù)淅碚摵蜋C(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)化圖庫(kù)等成果突破了當(dāng)今機(jī)構(gòu)學(xué)上的許多世界瓶頸問(wèn)題。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度

例1-1試計(jì)算內(nèi)燃機(jī)活塞連桿機(jī)構(gòu)的自由度。圖2-11內(nèi)燃機(jī)主體機(jī)構(gòu)解：機(jī)構(gòu)有3個(gè)可動(dòng)構(gòu)件，即n=3；有4個(gè)低副，PL=4，（1個(gè)移動(dòng)副、3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副），沒(méi)有高副，PH=0。機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=12-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度二、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的注意事項(xiàng)

1.復(fù)合鉸鏈：由兩個(gè)以上構(gòu)件組成兩個(gè)及以上共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副

構(gòu)件在A處構(gòu)成的復(fù)合鉸鏈。圖2-12復(fù)合鉸鏈三構(gòu)件共組成兩個(gè)共軸線轉(zhuǎn)動(dòng)副。當(dāng)有k個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成復(fù)合鉸鏈時(shí)，就構(gòu)成k-1個(gè)共線轉(zhuǎn)動(dòng)副。例2-3計(jì)算圖2-13所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度圖2-13搖篩機(jī)構(gòu)解：機(jī)構(gòu)在A、B、D、E、F處各有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。C處為復(fù)合鉸鏈，故n=5，PL=7，PH=0。機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0=12.局部自由度：與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)略去不計(jì)（將滾子3與從動(dòng)件2看作一個(gè)構(gòu)件）。

該機(jī)構(gòu)中n=2，PL=2，PH=l機(jī)構(gòu)自由度為：F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1

局部自由度雖然不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，但可以減少高副在接觸處的摩擦和磨損。因此，在機(jī)構(gòu)中常用到具有局部自由度的結(jié)構(gòu)。如滾動(dòng)軸承、滾輪等。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度3.虛約束：在一些特殊情況下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下列情況：

1.兩構(gòu)件間有多個(gè)具有相同作用的運(yùn)動(dòng)副：(1）兩構(gòu)件間有多個(gè)在同一軸線上的轉(zhuǎn)動(dòng)副。(2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)導(dǎo)路互相平行或重合的移動(dòng)副。(3）兩構(gòu)件組成多處接觸點(diǎn)公法線重合的高副2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度2.兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡互相重合。3.機(jī)構(gòu)中具有對(duì)運(yùn)動(dòng)不起限制作用的對(duì)稱(chēng)部分。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度機(jī)構(gòu)的自由度必須大于零，才能保證除機(jī)架之外的其它構(gòu)件能夠運(yùn)動(dòng)。(1)如果機(jī)構(gòu)的自由度等于零，所有構(gòu)件均不能運(yùn)動(dòng)，因此也就不能構(gòu)成機(jī)構(gòu)2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度三、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件(3)如果原動(dòng)件數(shù)大于自由度數(shù)，則機(jī)構(gòu)中最薄弱的構(gòu)建或運(yùn)動(dòng)服可能被破壞。(2)如果原動(dòng)件數(shù)小于自由度數(shù)，則機(jī)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定的現(xiàn)象。2-1運(yùn)動(dòng)副及其分類(lèi)2-2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2-3平面機(jī)構(gòu)自由度作業(yè)：計(jì)算圖2-25所示各機(jī)構(gòu)的自由由度，并說(shuō)明哪處是復(fù)合鉸鏈、哪處是局部自由度、哪處是虛約束。a）推土機(jī)的推土結(jié)構(gòu)b）沖壓機(jī)構(gòu)c）鋸木機(jī)構(gòu)d）縫紉機(jī)的送布機(jī)構(gòu)e）壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)f）行星齒輪機(jī)構(gòu)圖2-25各機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見(jiàn)！《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)平面連桿機(jī)構(gòu)概述第二節(jié)平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化第三節(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握平面機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型；特性及其工作原理，掌握用作圖法設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的原理及方法?！局R(shí)點(diǎn)】1.平面四桿機(jī)構(gòu)基本形式2.平面機(jī)構(gòu)的演化形式3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件4.平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性與傳力特性3-1平面連桿機(jī)構(gòu)概述3-2四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征一、平面連桿機(jī)構(gòu)定義平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件通過(guò)低副聯(lián)接，且所有構(gòu)件在相互平行平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)常以其所含的構(gòu)件（桿）數(shù)來(lái)命名。如：由四個(gè)構(gòu)件通過(guò)低副連接而成的平面連桿機(jī)構(gòu)，則稱(chēng)為平面四桿機(jī)構(gòu)。3-1平面連桿機(jī)構(gòu)概述二、平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1.運(yùn)動(dòng)副為移動(dòng)副或轉(zhuǎn)動(dòng)副，承載能力較大，便于潤(rùn)滑，耐磨損。2.結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，工作可靠，制造成本低。3.可通過(guò)改變桿件的長(zhǎng)度改變從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的改變。4.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副較多，低副的間隙無(wú)法消除，并形成運(yùn)動(dòng)誤差積累，影響運(yùn)動(dòng)精度。5.因機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)不平衡難以避免，不適于高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。3-1平面連桿機(jī)構(gòu)概述三、平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用平面連桿機(jī)構(gòu)常應(yīng)用于機(jī)床、動(dòng)力機(jī)械、工程機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械和紡織機(jī)械中。如：牛頭刨床中的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，包裝機(jī)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。3-1平面連桿機(jī)構(gòu)概述【中國(guó)空間站機(jī)械臂】——由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)航天科技集團(tuán)五院）研制，是我國(guó)目前智能程度最高、規(guī)模與技術(shù)難度最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的空間智能制造系統(tǒng)，空間站機(jī)械臂由核心艙機(jī)械臂（大臂）和“問(wèn)天”實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂（小臂）組成。3-1平面連桿機(jī)構(gòu)概述平面四桿機(jī)構(gòu)可分為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和滑塊四桿機(jī)構(gòu)。

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式，滑塊四桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)的演化形式。第二節(jié)

平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化一、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：構(gòu)件間連接都是轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)。4-機(jī)架，1、3-連架桿，曲柄-2根據(jù)梁連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)共有三種基本型式：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。1234ABCD圖3-1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)連架桿中一桿為曲柄另一個(gè)為搖桿，則稱(chēng)之為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。雷達(dá)天線俯仰角的調(diào)整機(jī)構(gòu)。也可利用連桿的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)軌跡。攪拌器機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化砂輪機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用2.雙曲柄機(jī)構(gòu)兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。慣性篩機(jī)構(gòu)

(a)慣性篩機(jī)構(gòu)平行雙曲柄機(jī)構(gòu)（或平行四邊形機(jī)構(gòu)）：雙曲柄機(jī)構(gòu)中相對(duì)的兩構(gòu)件長(zhǎng)度分別相等。

(b）雙曲柄機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：兩曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同且角速度相等，而連桿做平動(dòng)。

(b）機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)或反平行四邊形機(jī)構(gòu)：兩曲柄的轉(zhuǎn)向相反且角速度不等。(c）攝影車(chē)座斗機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化運(yùn)動(dòng)不確定：在正平行雙曲柄機(jī)構(gòu)中，當(dāng)各構(gòu)件共線時(shí)，可能出現(xiàn)從動(dòng)曲柄與主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)向相反的現(xiàn)象，而成為反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。解決措施：可采用輔助曲柄或錯(cuò)列機(jī)構(gòu)等措施解決，如：機(jī)車(chē)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用三個(gè)區(qū)柄的目的就是為了防止其反轉(zhuǎn)。應(yīng)用：在平行雙曲柄機(jī)構(gòu)中，無(wú)論以哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架都是雙曲柄機(jī)構(gòu)。但如果選取較短構(gòu)件為機(jī)架，則兩曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終相同。反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化a）反平行雙曲柄機(jī)構(gòu)

b）車(chē)門(mén)啟閉機(jī)構(gòu)3.雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱(chēng)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。通常情況下，兩搖桿的擺角不等，常用于操縱機(jī)構(gòu)、儀表機(jī)構(gòu)等。具體應(yīng)用1：輪式車(chē)輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)兩搖AB、CD桿長(zhǎng)度相等，又稱(chēng)為等腰梯形機(jī)構(gòu)。3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化具體應(yīng)用2：鶴式起重機(jī)，其變幅機(jī)構(gòu)ABCD采用雙搖桿機(jī)構(gòu)。3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化二、四桿機(jī)構(gòu)的演化形式鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在實(shí)際的工程應(yīng)用中，常演化為其他型式的四桿機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)和定塊機(jī)構(gòu)等。1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動(dòng)副演化為移動(dòng)副。圖3-6曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演變3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化具體應(yīng)用：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于活塞式內(nèi)燃機(jī)、自動(dòng)送料裝置、沖床等機(jī)械。圖3-7曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化（2）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副

對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)→雙滑道機(jī)構(gòu)→正弦機(jī)構(gòu)（直線滑道機(jī)構(gòu)）（a）對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（b）雙滑塊機(jī)構(gòu)（c）正弦機(jī)構(gòu)圖3-8曲柄滑塊機(jī)構(gòu)演化為正弦機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化

將圖3-9a曲柄滑2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)塊機(jī)構(gòu)中的機(jī)架AC變更為AB，則該機(jī)構(gòu)演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。（b）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)兩種形式。導(dǎo)桿：對(duì)滑塊起導(dǎo)向作用圖3-9曲柄滑塊機(jī)構(gòu)演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)（a）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)圖3-11導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化具體應(yīng)用：導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳力性能較好，常用于插床、牛頭刨床和送料裝置等。3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化3.搖塊機(jī)構(gòu)具體應(yīng)用：該機(jī)構(gòu)常用于搖擺式氣、液壓驅(qū)動(dòng)裝置，如：自動(dòng)貨車(chē)翻斗機(jī)構(gòu)。

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

搖塊機(jī)構(gòu)

（b）自卸貨車(chē)翻斗機(jī)構(gòu)3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化4.定塊機(jī)構(gòu)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

定塊機(jī)構(gòu)具體應(yīng)用：該機(jī)構(gòu)常用于手動(dòng)抽油機(jī)和手搖抽水泵。（b）手搖式抽水泵運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

（c）手搖式抽水泵3-2平面四面機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化第三節(jié)平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特性3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征整轉(zhuǎn)副：機(jī)構(gòu)中能使被連接的兩個(gè)構(gòu)件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)360°的轉(zhuǎn)動(dòng)副稱(chēng)為整轉(zhuǎn)副。整轉(zhuǎn)副的存在是曲柄存在的必要條件。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本形式的區(qū)別：在于機(jī)構(gòu)中有無(wú)曲柄和有幾個(gè)曲柄。一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件1.整轉(zhuǎn)副存在的條件——長(zhǎng)度條件最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度：L_max，最短桿長(zhǎng)度：L_min，其余兩桿的長(zhǎng)度：L^'〖L〗^″構(gòu)件能做整轉(zhuǎn)副的條件為：L_max+L_min≤L^'+L^″。如果L_max+L_min＞L^'+L^″，則機(jī)構(gòu)不存在整轉(zhuǎn)副。3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征2.曲柄存在的條件（1）最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和L_max+L_min≤L^'+L^″（2）連架桿好機(jī)架中必有一桿為最短桿。在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，由以上推理可知：AB為曲柄、BC為連桿、CD為搖桿、AD為機(jī)架。圖3-153-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類(lèi)型的判別方法（1）當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和（L_max+L_min≤L^'+L^″）時(shí)：①若最短桿的相鄰桿為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；②若最短桿為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；③若最短桿的對(duì)邊桿為機(jī)架，則機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。（2）當(dāng)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和大于其余兩桿長(zhǎng)度之和（L_max+L_min>L^'+L^″）時(shí)，則無(wú)論取何桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類(lèi)型的判別方法解：（1）由于L_max+L_min=50+20<L^'+L^″=30+45，所以最短桿兩端的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副A、D能整轉(zhuǎn)，而B(niǎo)、C則不能整轉(zhuǎn)。（2）以AB桿或CD桿（最短桿AD的鄰桿）為機(jī)架，機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；以BC桿（最短桿AD的對(duì)邊桿）為機(jī)架，機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)；以CD桿桿最短桿為機(jī)架，機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。例3-1圖例3-1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD的各桿長(zhǎng)度如圖3-15所示（設(shè)長(zhǎng)度單位為mm）（1）試判斷四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副中，哪些能整轉(zhuǎn)？哪些不能整轉(zhuǎn)？（2）說(shuō)明機(jī)構(gòu)分別以AB、BC、CD、和AD各桿為機(jī)架時(shí)，屬于哪種機(jī)構(gòu)？3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征

二、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性1.極位、極位夾角、擺角極位：當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，從動(dòng)件在做往復(fù)擺動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)時(shí)的兩個(gè)極限位置。極位夾角：搖桿存在兩個(gè)極限位置時(shí)，此兩處曲柄之間所夾的銳角θ最大擺角：導(dǎo)桿對(duì)應(yīng)兩個(gè)極位間的夾角

圖3-16曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征

急回特性：從動(dòng)件空回行程速度比工作行程速度快。行程速比系數(shù)K：回程平均速度與進(jìn)程平均速度之比

極位夾角θ的計(jì)算公式為

極位夾角θ表示了急回程度的大小，θ越大，K值越大，機(jī)構(gòu)的急回程度越強(qiáng)，極位夾角θ一般取k=1.1~1.3；對(duì)于對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，因θ=0，所以機(jī)構(gòu)無(wú)急回特性。3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征2.急回特性1.壓力角和傳動(dòng)角壓力角α：機(jī)構(gòu)從動(dòng)件上受力點(diǎn)的速度方向與該作用力方向之間所夾的銳角。作用：判斷機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的優(yōu)劣。傳動(dòng)角γ：壓力角α的余角作用：判斷機(jī)構(gòu)傳力性能的優(yōu)劣3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征三、平面四桿機(jī)構(gòu)的傳力特性在機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓力角和傳動(dòng)角是隨機(jī)構(gòu)的位置而變化的。最小傳動(dòng)角γmin的選擇：對(duì)于一般工作機(jī)構(gòu)，通常取γmin≥40°；對(duì)于顎式破碎機(jī)、沖床等大功率機(jī)械，最小傳動(dòng)角應(yīng)當(dāng)取大一些，可取γmin≥50°；對(duì)于小功率的控制機(jī)構(gòu)和儀表，γmin可略小于40°。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的壓力角與傳動(dòng)角

止點(diǎn)位置（或稱(chēng)死點(diǎn)位置）：平面連桿機(jī)構(gòu)在壓力角α=90°、傳動(dòng)角γ＝0°的位置。當(dāng)機(jī)構(gòu)處于止點(diǎn)位置時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“卡死”或運(yùn)動(dòng)不確定（即工作件在該位置可能向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)）的情況。對(duì)于具有極位的四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)件做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)止點(diǎn)位置。

對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而言，存在止點(diǎn)位置是不利的。圖3-18機(jī)構(gòu)止點(diǎn)位置3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征2.止點(diǎn)位置

采取措施：一、利用從動(dòng)件的慣性順利地通過(guò)死點(diǎn)位置，如縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)中的大帶輪就相當(dāng)于飛輪，利用慣性通過(guò)止點(diǎn)。縫紉機(jī)踏板機(jī)構(gòu)3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征

二、采用錯(cuò)位排列地方式順利地通過(guò)止點(diǎn)位置

V型發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)活塞連桿機(jī)構(gòu)止點(diǎn)位置相互錯(cuò)開(kāi)，可使曲軸順利通過(guò)止點(diǎn)位置，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖3-20錯(cuò)位排列的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征

在摩擦的作用下，無(wú)論驅(qū)動(dòng)力（或驅(qū)動(dòng)力矩）多大都不能使原來(lái)不動(dòng)的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖。具體應(yīng)用：鉆床夾具夾緊工件時(shí)處于死點(diǎn)位置，工件的反作用力再大也不能使夾具松開(kāi)，若要松開(kāi)夾具就在手柄上施加壓力P。飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)，在機(jī)輪放下時(shí)處于止點(diǎn)位置，以便承受著陸時(shí)的巨大沖擊。3-3平面四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件和基本特征3.自鎖現(xiàn)象

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見(jiàn)！《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

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第四章凸輪機(jī)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

掌握凸輪、棘輪和槽輪的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)；能夠根據(jù)輪廓曲線按照從動(dòng)件的運(yùn)規(guī)律設(shè)計(jì)出來(lái)；著重研究盤(pán)狀凸輪輪廓曲線繪制的基本方法和凸輪設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題?！局R(shí)點(diǎn)】

1.凸輪機(jī)構(gòu)的組成、分類(lèi)及特點(diǎn)。2.從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.圖解法繪制凸輪輪廓的基本方法。4.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問(wèn)題。一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)具體應(yīng)用1.內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)控制進(jìn)（排）氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉

內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

2.自動(dòng)機(jī)床：凸輪機(jī)構(gòu)控制刀架運(yùn)動(dòng)的。凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中

自動(dòng)機(jī)床上控制刀架運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)1-1凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)3、應(yīng)用小結(jié)：

1.凸輪一般作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件可作連續(xù)或間歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。2.凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中。3.凸輪輪廓與從動(dòng)件間為點(diǎn)、線接觸而易磨損，所以不宜承受重載或沖擊載荷。1-1凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)【古代秦弩凸顯中華智慧】——弩源于弓，威力又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弓。弩機(jī)機(jī)身內(nèi)的零件：望山（瞄準(zhǔn)器）、懸刀（扳機(jī)）、鉤心和鍵（銷(xiāo)軸）。

秦弩待機(jī)狀態(tài)擊發(fā)狀態(tài)弩機(jī)1-1凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：凸輪輪廓曲線使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件間為高副接觸，易磨損，多用于傳遞動(dòng)力不大的自動(dòng)機(jī)械、儀表、控制機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中。1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)1-1凸輪結(jié)構(gòu)的概述4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)

⒈按凸輪的形狀分類(lèi)

1.盤(pán)形凸輪——基本型式特點(diǎn)：盤(pán)形凸輪構(gòu)件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也較廣泛，但推桿的行程不能太大。1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：移動(dòng)凸輪可視為轉(zhuǎn)軸在無(wú)窮遠(yuǎn)處的盤(pán)形凸輪。凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類(lèi)2.移動(dòng)凸輪3.圓柱凸輪特點(diǎn)：利用圓柱凸輪可使推桿得到較大的行程。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

第二節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程二、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

2-2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，角速度ω凸輪的基圓與基圓半徑rb行程h：從動(dòng)件在最低位置和最高位置之間的位移一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

2-2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（1）推程——推桿由最低位置被推到最高位置的過(guò)程

推程運(yùn)動(dòng)角——凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角δ0（2）遠(yuǎn)停程——推桿將處于最高位置而靜止不動(dòng)

遠(yuǎn)停程角：凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角δS4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)二、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律——從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度為定值。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)線圖。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律——前半程為等加速運(yùn)動(dòng)，后半程為等減速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)的加速度存在突變，產(chǎn)生有限的柔性沖擊，適于中速、中載。

4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

前半程（0≤δ≤δ0/2）等加速運(yùn)動(dòng)方程為：后半程（δ0/2≤δ≤δ0）等減速運(yùn)動(dòng)方程為：4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律——質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在該圓直徑上投影所形成的運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件的加速度按余弦曲線變化，故又稱(chēng)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。運(yùn)動(dòng)方程為：從動(dòng)件的加速度按余弦曲線變化，故又稱(chēng)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)第四節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)常用材料及熱處理二、凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)三、凸輪工作圖

一、凸輪機(jī)構(gòu)常用材料及熱處理凸輪機(jī)構(gòu)屬于高副機(jī)構(gòu)，凸輪與從動(dòng)件接觸應(yīng)力大，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損；凸輪機(jī)構(gòu)零件：表面硬度高，心部韌性好4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)凸輪結(jié)構(gòu)示意圖a）凸輪軸b）鍵連接c）圓錐銷(xiāo)聯(lián)接d）彈性開(kāi)口錐套螺母聯(lián)接4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)凸輪基圓較?。和馆嗇S（凸輪與軸為一個(gè)整體）

凸輪基圓較大：凸輪用套裝結(jié)構(gòu)（凸輪開(kāi)孔套在軸上）。

滾子從動(dòng)件從動(dòng)件的滾子：圓柱體（圖a、b）、滾動(dòng)軸承（圖c）。連接方式：螺栓連接（圖a）、銷(xiāo)軸連接（圖、b、c）。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)三、凸輪工作圖（1）標(biāo)注凸輪的向徑值（2）凸輪的加工精度：凸輪工作輪廓的向徑公差、表面粗糙度和基準(zhǔn)孔公差帶4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

（2）凸輪的加工精度：凸輪工作輪廓的向徑公差、表面粗糙度和基準(zhǔn)孔公差帶凸輪的公差和表面粗糙度

凸輪精度公差等級(jí)或極限偏差/mm表面粗糙度Ra/μm向徑/mm基準(zhǔn)孔凸輪槽寬凸輪工作廓面凸輪槽壁低±0.2~0.5H8，H9H8，H93.23.2一般±0.1~0.3H8，H7H81.6~3.21.6~3.2較高±0.05~0.1H7H8（H7）0.81.6高±0.01~0.05H7，H6H70.2~0.40.4~0.84-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

謝謝！下次課再見(jiàn)！機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

掌握螺旋傳動(dòng)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類(lèi)型和應(yīng)用?！局R(shí)點(diǎn)】1.螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)的組成、分類(lèi)及特點(diǎn)。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應(yīng)用。第五章課程內(nèi)容第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋結(jié)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與特點(diǎn)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖一、機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架。主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力螺旋機(jī)構(gòu)分類(lèi)：1.按用途和受力情況分類(lèi)：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類(lèi)：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。

螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低。【“工程機(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖

在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動(dòng)效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當(dāng)量摩擦系數(shù)f_v大），傳動(dòng)效率η越低。因此，對(duì)傳動(dòng)用螺旋機(jī)構(gòu)，螺紋牙形的選擇直接影響其傳動(dòng)效率，一般常用矩形、梯形螺紋。螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。

5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)一，棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。。備注：通常鋸齒形齒的棘輪用于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)，棘爪隨搖桿連續(xù)地往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。如圖5-7自行車(chē)飛輪即為單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類(lèi)：齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)矩形齒棘輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)

外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度改變棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)覆蓋罩角度改變棘輪轉(zhuǎn)角雙動(dòng)棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)組成與分類(lèi)槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤(pán)和機(jī)架組成。槽輪機(jī)構(gòu)雙圓柱銷(xiāo)外槽輪機(jī)構(gòu)5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度準(zhǔn)確可控。2.應(yīng)用：電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)自動(dòng)傳送鏈裝置5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理

不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類(lèi)：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等3.應(yīng)用：低速或輕載場(chǎng)合，如多工位間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等外嚙合式內(nèi)嚙合式齒輪齒條式5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見(jiàn)！《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社2024年11月

課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握螺旋傳動(dòng)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類(lèi)型和應(yīng)用?！局R(shí)點(diǎn)】1.螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)的組成、分類(lèi)及特點(diǎn)。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應(yīng)用。

第五章第五章其他常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類(lèi)：1.按用途和受力情況分類(lèi)：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類(lèi)：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低?！尽肮こ虣C(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。

第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-1硬巖掘進(jìn)機(jī)“中鐵859號(hào)”第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)基本傳動(dòng)形式傳動(dòng)示意圖應(yīng)用特點(diǎn)螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)

可獲得較高的傳動(dòng)檔度，適合干行程較小的場(chǎng)合，如千斤頂、壓力機(jī)、臺(tái)虎鉗螺桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但精度較差，使用不便，應(yīng)用較少螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、螺桿軸間移動(dòng)

結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于僅器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如螺旋千分尺的微調(diào)機(jī)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母軸向移動(dòng)

結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，適用于行程較大的場(chǎng)合，如車(chē)床的絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)說(shuō)明：1.φ為螺桿或螺母轉(zhuǎn)角；2.用左（右）手定則判別移動(dòng)方向：四指握向代表轉(zhuǎn)動(dòng)方向，拇指指向代表移動(dòng)方向。右旋螺紋用右手定則，左旋螺紋用左手定則1.滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按螺桿上螺旋副的數(shù)目分為：?jiǎn)温菪龣C(jī)構(gòu)和雙螺旋機(jī)構(gòu)兩種。單螺旋機(jī)構(gòu)組成：1個(gè)螺桿、1個(gè)螺母

移動(dòng)速度（mm/s）：

n：主動(dòng)件轉(zhuǎn)速（r/min）；：導(dǎo)程（mm）。n：主動(dòng)件轉(zhuǎn)速（r/min）；：導(dǎo)程（mm）。第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)（2）雙螺旋機(jī)構(gòu)：兩個(gè)螺母、螺桿有兩段不同螺紋分類(lèi)：差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)備注：在雙螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿具有的兩段不同螺紋分別與兩個(gè)螺母組成兩個(gè)螺旋副。如圖5-2所示，根據(jù)兩螺旋副的旋向組合，雙螺旋機(jī)構(gòu)可分為差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)兩種傳動(dòng)形式。1）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)中兩螺旋副的螺紋旋向相同，螺桿為主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母1固定，螺母2只能移動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過(guò)φ角時(shí)，移動(dòng)螺母相對(duì)機(jī)架的位移為s當(dāng)兩處螺紋的導(dǎo)程Ph1和Ph2相差很小時(shí)，位移s可以很小。差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)應(yīng)用于各種微動(dòng)裝置中，如測(cè)微器、分度機(jī)構(gòu)、精密機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)及精密加工力具等。2）復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)的兩螺旋副中的螺紋旋向相反。螺母2為左旋螺紋，螺母2'為右旋螺紋移動(dòng)螺母相對(duì)機(jī)架3的位移s為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)中的螺母能產(chǎn)生很大的位移，可應(yīng)用于需快速移動(dòng)或調(diào)整的裝置中，故也稱(chēng)為倍速機(jī)構(gòu)或增速機(jī)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用中，如要求兩構(gòu)件同步移動(dòng)，只需使Ph1=Ph2即可。臺(tái)鉗定心夾緊機(jī)構(gòu)（倍速機(jī)構(gòu)，螺母A和螺母B的旋向相反）第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)1-螺桿2、2'-螺母3-機(jī)架1-機(jī)架2-移動(dòng)螺桿3-螺桿4-手輪圖5-3差動(dòng)螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)雙螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意圖工作過(guò)程：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，臺(tái)鉗的左右兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間移動(dòng)，夾緊工件；當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間外移動(dòng)，工件取下。2.滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)在螺桿和螺母的螺旋面上制出弧形螺旋槽，在螺旋副間形成滾道，并放人鋼球，成為滾動(dòng)摩擦式的螺旋機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖1.傳動(dòng)效率螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。

第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)

棘輪機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類(lèi)：齒式棘輪機(jī)構(gòu)

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合式（圖5-6）和內(nèi)嚙合式（圖5-7）兩種類(lèi)型。外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。棘輪一般分為鋸齒形和矩形兩種齒形。齒式棘輪機(jī)構(gòu)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式還可分為單動(dòng)式、雙動(dòng)式和可變向式三種棘輪機(jī)構(gòu)。單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)；雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-8雙動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)圖5-7內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)圖5-6外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)1.矩形齒的棘輪，如：牛頭刨床中工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪2.摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)——通過(guò)棘爪與棘輪之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。特點(diǎn)：工作時(shí)噪聲較少，接觸面間容易發(fā)生滑動(dòng)。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)分類(lèi)：外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)、滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)由棘爪1、棘輪2和止回棘爪3組成。滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)由外套1、星輪2和滾子3組成。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-11外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)

圖5-12滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)圖5-10轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)圖5-9矩形齒棘輪機(jī)構(gòu)三、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)整方法1.調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度通過(guò)改變曲柄長(zhǎng)度，可調(diào)節(jié)搖桿的最大擺角ψ的大小，從而改變棘輪轉(zhuǎn)角。2.調(diào)節(jié)覆蓋罩角度在搖桿擺角ψ不變的前提下，調(diào)節(jié)覆蓋罩的角度，改變棘輪上被遮擋的部分，使棘爪在每次擺動(dòng)過(guò)程中撥動(dòng)的棘齒齒數(shù)發(fā)生變化，因此棘輪轉(zhuǎn)角也隨之變化。

3.用雙動(dòng)棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，兩個(gè)棘爪交替推動(dòng)棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。如提起其中一個(gè)棘爪使其不工作，則棘輪隨棘爪的每次往復(fù)擺動(dòng)只轉(zhuǎn)動(dòng)一次。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-14調(diào)節(jié)覆蓋罩角度改變棘輪轉(zhuǎn)角圖5-13調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度改變棘輪轉(zhuǎn)角第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)組成與分類(lèi)槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤(pán)和機(jī)架組成。平面槽輪機(jī)構(gòu)有兩種型式：外槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15a）和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15b）。槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷(xiāo)數(shù)量k備注：槽輪每一次轉(zhuǎn)動(dòng)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為=2π/z（z為槽數(shù)），而主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷(xiāo)數(shù)量k，如果k=2，即為雙圓柱銷(xiāo)外槽輪機(jī)構(gòu)，撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周。槽輪將反向轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。二、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度準(zhǔn)確可控。2.應(yīng)用：電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)圖5-16雙圓柱銷(xiāo)外槽輪機(jī)構(gòu)圖5-15槽輪機(jī)構(gòu)3.自動(dòng)傳送鏈裝置圖5-18自動(dòng)傳送鏈裝置第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類(lèi)：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等3.應(yīng)用：低速或輕載場(chǎng)合，如多工位間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等a）外嚙合式

b）內(nèi)嚙合式c）齒輪齒條式不完全齒輪機(jī)構(gòu)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見(jiàn)！機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社2024年12月

課程內(nèi)容1.螺旋機(jī)構(gòu)2.棘輪機(jī)構(gòu)3.槽輪機(jī)構(gòu)4.不完全齒輪機(jī)構(gòu)一·螺旋機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類(lèi)：1.按用途和受力情況分類(lèi)：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類(lèi)：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低?！尽肮こ虣C(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖1.傳動(dòng)效率螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。η=tan?/tan(?+ρ_v)（5-2）式中，?是螺紋升角，ρ_v是摩擦角，ρ_v=arctanf_v，f_v=f/cosβ為當(dāng)量摩擦系數(shù)，各種螺紋的f_v為矩形螺紋〖α=0°f〗_v=f鋸齒形螺紋〖α=33°f〗_v=1.001f梯形螺紋〖α=30°f〗_v=1.035f普通螺紋〖α=60°f〗_v=1.155ff為螺旋副材料的摩擦因數(shù)，如鋼對(duì)鋼f=0.11~0.17鋼對(duì)銅f=0.08-0.1鋼對(duì)鑄鐵f=0.12~0.15在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動(dòng)效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當(dāng)量摩擦系數(shù)f_v大），傳動(dòng)效率η越低。5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)二·棘輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類(lèi)：齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合式（圖5-6）和內(nèi)嚙合式（圖5-7）兩種類(lèi)型。外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。棘輪一般分為鋸齒形和矩形兩種齒形。5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)分類(lèi)：外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)、滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)由棘爪1、棘輪2和止回棘爪3組成。滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)由外套1、星輪2和滾子3組成。5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)三·槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤(pán)和機(jī)架組成。平面槽輪機(jī)構(gòu)有兩種型式：外槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15a）和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15b）。槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷(xiāo)數(shù)量k5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)四·不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類(lèi)：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見(jiàn)！《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社2024年11月

課程內(nèi)容第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與特點(diǎn)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖

一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類(lèi)：1.按用途和受力情況分類(lèi)：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類(lèi)：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低?！尽肮こ虣C(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。

5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)

按螺桿上螺旋副的數(shù)目分為：?jiǎn)温菪龣C(jī)構(gòu)和雙螺旋機(jī)構(gòu)兩種。

（1）單螺旋機(jī)構(gòu)組成：1個(gè)螺桿、1個(gè)螺母

表5-1單螺旋機(jī)構(gòu)基本傳動(dòng)形式及特點(diǎn)

基本傳動(dòng)形式 傳動(dòng)示意圖 應(yīng)用特點(diǎn)

螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)

可獲得較高的傳動(dòng)檔度，適合干行程較小的場(chǎng)合，如千斤頂、壓力機(jī)、臺(tái)虎鉗

螺桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但精度較差，使用不便，應(yīng)用較少

螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、螺桿軸間移動(dòng) 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于僅器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如螺旋千分尺的微調(diào)機(jī)構(gòu)

螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母軸向移動(dòng) 結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，適用于行程較大的場(chǎng)合，如車(chē)床的絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)

說(shuō)明：1.φ為螺桿或螺母轉(zhuǎn)角；2.用左（右