常用机构(机械传动).ppt

机械设计常用机构常用的构件常用运动副常用运动副有：球面副、圆柱副、球销副、移动副、转动副、螺旋副。运动链：用运动副连接而成的相对可动的构件系统。闭式链:运动链的各构件构成首尾封闭的系统。开式链:运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。运动副中构件间的接触形式有三种：点、线、面。自由度：一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度。约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。根据运动副对被联接的两构件相对运动约束的不同，可将运动副分为Ⅰ至Ⅴ级，如：引入一个约束的称为Ⅰ级副。球面副为Ⅲ级副，圆柱副、球销副为Ⅳ级副，移动副、转动副、螺旋副为Ⅴ级副。运动副的自由度=6-运动副所有的约束个数机构可动的运动学条件：输入的独立运动数目等于机构的自由度数。机构的自由度的计算：F=6n-(5*P5+4*P4+3*P3+2*P2+P1)但做平面运动的自由构件只有3个自由度，故平面机构自由度计算也可用以下公式：F=3n-2P5-P4（n为机构的活动构件数）P1,P2,P3,P4,P5为ⅠⅡⅢⅣⅤ级副的个数在自由度的计算中，要注意公共约束和虚约束对机构自由度的影响，去除多余的约束和局部自由度才能确定机构的自由度数目。曲柄滑块机构示意图常用机构运动简图常用机构运动简图1-2.机构设计的原则原则：利用机构组成原理进行机构设计时，在满足相同工作要求的条件下，机构的结构越简单、杆组的级别越低、构件数和运动副数越少越好。合理的机构设计是机器平稳实用的基础。机器特定运动的实现，都是通过机构的协调运动来完成的。一部较复杂的机器一般是由很多常用机构组成的，如：连杆机构、轮系机构、凸轮机构、间隙机构和其它机构，它们之间的相互组合，为实现不同的运动方案提供了基础，而这使机械设计更加丰富与更富有挑战性，使设计更加趋向合理实用。二.机械设计常用机构2-1.连杆机构连杆机构的优点：（1）采用低副，面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度；（2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同；（3）连杆曲线丰富，可满足不同要求。连杆机构的缺点：（1）构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率较低；（2）产生动载荷（惯性力），不适合高速；（3）设计较复杂，难以实现精确的轨迹。平面连杆机构能够实现多种运动轨迹和运动规律，广泛应用于各种机械于仪表中。主要有：四杆机构、六杆机构、多杆机构等。平面连杆机构的组成：机架——固定不动的构件；连架杆——与机架相联的构件；连杆——连接两连架杆且作平面运动的构件；曲柄——作整周定轴回转的构件；摇杆——作定轴摆动的构件。平面四连杆机构的类型：曲柄摇杆机构特征：曲柄＋摇杆作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。搅拌机构缝纫机踏板机构双曲柄机构特征：两个曲柄作用：将等速回转转变为等速或变速回转。惯性筛双摇杆机构特征：无曲柄，有两个摇杆作用：一杆摆动可以影响另一杆的摆动幅度，实现特定运动轨迹。汽车换向机构其它平面连杆机构平面连杆机构有曲柄的条件：在铰链四杆机构中，如果最短杆与最长杆之和小于或等于其它两杆长度之和，且（1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄；（2）以最短杆为机架，则两连杆均为曲柄，该机构为双曲柄机构；（3）以最短杆对边构件为机架，则无曲柄存在，该机构为双摇杆机构。若四杆机构中，最短杆与最长杆之和大于其它两杆长度之和，则无论选哪一构件为机架，均无曲柄存在，该机构只能双摇杆机构。平面连杆机构的压力角与传动角压力角：作用在从动件上的驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角α。传动角（γ）：压力角的余角切向分力Ft=Fcosα=Fsinγ法向分力Fn=Fcosγγ↑Ft↑对传动有利，常用γ的大小来表示机构传力性能的好坏（越大越好）平面连杆机构的急回特性从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动件工作行程的平均速度小于回程的平均速度，则称该机构具有急回特性。Ө(极位夹角):是摇杆处于两极限位置线所夹的锐角K为行程速度变化系数,即空回行程和工作行程平均速度的比值:或“死点”位置的过渡2-1-2.实用示例锁紧夹具机车主动轮双曲柄联动机构旋转示水泵双曲柄机构车门启闭反四边形机构起重机的双摇杆机构上料机械手手动抽水机中的定块机构牛头刨床摆动机构其它常用连杆机构应用用图解法设计四连杆机构图解法设计时,可将连杆机构分为三类分别为:刚体引导机构设计、函数生成机构的设计和急回机构的设计。下面以急回机构为例，列出其详细步骤：(1)曲柄摇杆机构已知：CD杆长，摆角φ及K，综合此机构。步骤如下：①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);②任取一点D，作腰长为CD的等腰三角形，夹角为φ;③作C1F⊥C1C2，作C2F使∠C1C2F=90°－θ,两线交于P;④作△FC1C2的外接圆，A点必在此圆上