机械原理第七章 其它常用机构及组合机构
机械原理基础知识点总结,复习重点
机械原理知识点总结第一章平面机构的结构分析3一. 基本概念31. 机械: 机器与机构的总称。
32. 构件与零件33. 运动副34. 运动副的分类35. 运动链36. 机构3二. 基本知识和技能31. 机构运动简图的绘制与识别图32.平面机构的自由度的计算及机构运动确定性的判别33. 机构的结构分析4第二章平面机构的运动分析6一. 基本概念:6二. 基本知识和基本技能6第三章平面连杆机构7一. 基本概念7（一）平面四杆机构类型与演化7二）平面四杆机构的性质7二. 基本知识和基本技能8第四章凸轮机构8一.基本知识8（一）名词术语8（二）从动件常用运动规律的特性及选用原则8三）凸轮机构基本尺寸的确定8二. 基本技能9（一）根据反转原理作凸轮廓线的图解设计9（二）根据反转原理作凸轮廓线的解析设计10（三）其他10第五章齿轮机构10一. 基本知识10（一）啮合原理10（二）渐开线齿轮——直齿圆柱齿轮11（三）其它齿轮机构，应知道：12第六章轮系14一. 定轴轮系的传动比14二.基本周转（差动）轮系的传动比14三.复合轮系的传动比15第七章其它机构151.万向联轴节：152.螺旋机构163.棘轮机构164. 槽轮机构166. 不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构177. 组合机构17第九章平面机构的力分析17一. 基本概念17（一）作用在机械上的力17（二）构件的惯性力17（三）运动副中的摩擦力（摩擦力矩）与总反力的作用线17二. 基本技能18第十章平面机构的平衡18一、基本概念18（一）刚性转子的静平衡条件18（二）刚性转子的动平衡条件18（三）许用不平衡量及平衡精度18（四）机构的平衡（机架上的平衡）18二. 基本技能18（一）刚性转子的静平衡计算18（二）刚性转子的动平衡计算18第十一章机器的机械效率18一、基本知识18（一）机械的效率18（二）机械的自锁19二. 基本技能20第十二章机械的运转及调速20一. 基本知识20（一）机器的等效动力学模型20（二）机器周期性速度波动的调节20（三）机器非周期性速度波动的调节20二. 基本技能20（一）等效量的计算20（二）飞轮转动惯量的计算20第一章平面机构的结构分析一. 基本概念1. 机械: 机器与机构的总称。
机械原理组合机构
机械原理组合机构机械原理是研究和分析机械工作原理和运动规律的学科，它是机械设计的基础课。
而组合机构是由若干个副动件与主动件相联结构成的，用于实现机械运动传递或者转换的装置。
组合机构可以实现各种不同的运动传递和转换，广泛应用于工业生产和日常生活中。
组合机构的分类有很多种，常见的有平面机构、空间机构、连杆机构等。
平面机构是在同一平面内运动的机构，常见的有曲柄滑块机构、摩擦滑块机构等；空间机构是在三维空间内运动的机构，常见的有球面机构、凸轮机构等；连杆机构是由若干个连杆构成的机构，根据连杆连接方式的不同，可以分为平面连杆机构和空间连杆机构。
在机械原理中，组合机构的设计和分析都离不开运动分析和力学分析。
运动分析主要是分析机构的运动学特性，包括机构的自由度、运动链、滞环以及运动规律等；力学分析主要是分析机构的力学特性，包括受力分析、力传递和传动比等。
这两个方面的分析对于组合机构的设计和优化都具有重要的意义。
组合机构的设计需要考虑诸多因素，如机构的传动比、运动速度、精确度、布置紧凑度、稳定性等。
传动比是指输入输出转速之比，决定了机构的运动规律和运动速度；运动速度是指机构中各副动件的运动速度，要满足机构的工作要求；精确度是指机构计算值和实际值之间的误差，要求精密度高；布置紧凑度是指机构结构的紧凑程度，要占用空间小；稳定性是指机构的稳定性和可靠性，要考虑机构的振动和噪声问题。
在组合机构的设计中，常见的机构有摩擦滑块机构、曲柄滑块机构、摩擦轮机构等。
摩擦滑块机构是利用摩擦力传递运动的机构，广泛应用于制动器、离合器等装置中；曲柄滑块机构是利用转动运动和滑动运动综合传递运动的机构，常见于往复运动的工作装置中；摩擦轮机构是利用摩擦轮与工件接触产生转动运动的机构，常用于升降装置和传送带等。
总之，机械原理中的组合机构是一种用于实现机械运动传递和转换的装置，通过运动分析和力学分析可以设计和分析各种组合机构。
在设计组合机构时需要考虑传动比、运动速度、精确度、布置紧凑度和稳定性等因素，常见的机构有摩擦滑块机构、曲柄滑块机构和摩擦轮机构等。
机械原理课件 机构的组成和结构
§2 机构运动简图
机构运动简图的概念
机构运动简图 用国标规定的简单符号和线条代 表运动副和构件，并按一定比例尺表示机构的运 动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。 机构运动简图与原机构具有完全相同的运动特性。
不严格按比例绘制，只 表明机构的结构状况 ——机构示意图
用于现有机械或新机械原理方案的设计、 分析与讨论
选择机构运动中的一个状态
确定各运动副位置，绘图
编号：A、B、C …表示运动副
1、2、3 …表示构件 O1、O2…表示固定转轴
原动件的运动方向
Kinematics Fundamentals
Theory of Machines and Mechanisms
机构的组成和结构
1. 2. 3. 4. 机构的组成 机构运动简图 机构具有确定运动的条件 机构的组成原理和结构分析
运动链成为机构的条件
机构
平面机构：组成机构的各构件
的相对运动均在同一平面内或在相 互平行的平面内。
空间机构：组成机构的各构
件的相对运动不在同一平面内或 平行的平面内。
运动链成为机构的条件
机构
闭式链机构 开式链机构
运动链成为机构的条件
§3 运动链成为机构的条件
运动链的自由度：确定运动链中各构件相对与其
F =0 运动链不能运动，不成为机构
运动链成为机构的条件
当运动链的原动件的数目＞运动链的自由度数目时
将导致运动链中最薄弱环节的损坏
运动链成为机构的条件
计算机构自由度时应注意的问题 问题1：复合铰链
两个以上的构件在同一处以 转动副相联接，所构成的 运动副称为复合铰链。
如图所示，3个构件共构成2 个转动副
3)
机械原理 机构
机械原理机构
机械原理是研究机械运动规律及其产生的基本原理的学科。
机构是机械装置中的一个基本构件，用于实现机械运动的转换、传递与控制。
机构的基础概念包括驱动件、从动件和连杆等。
其中，驱动件通过外力或动力源产生驱动力，从动件受到驱动力的作用而产生运动，而连杆则是将驱动件与从动件连接起来，传递驱动力与运动。
机械原理中的机构有多种分类方法，常见的有平面机构和空间机构。
平面机构是指机构中的运动仅限于一个平面内的机构，而空间机构则允许运动在不同平面之间转换。
根据结构特征和运动方式，机构还可以分为平动机构、回转机构、滚动机构和曲柄机构等。
机械原理中的机构设计要考虑到多种因素，如结构强度、运动平稳性、工作效率和可靠性等。
在设计过程中，需要进行运动分析和受力分析，确保机构能够正常运行并承受预期的载荷。
同时，还需要考虑制造成本和使用方便性等因素，进行综合权衡，得到合理的机构设计方案。
除了在机械工程中应用，机械原理也被广泛运用于其他领域，如航空航天、汽车工程、机电一体化、机器人技术和精密仪器等。
机械原理为各种机械装置的设计与研究提供了理论基础，推动了机械工程的发展与创新。
机械原理--其他机构
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外啮合轮齿式棘轮机构 Externally meshed tooth ratchet mechanism
内啮合轮齿式棘轮机构 Internally meshed tooth ratchet mechanism
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棘条机构 Ratchet rack mechanism
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外槽轮机构 External Geneva drive
内槽轮机构 Internal Geneva drive
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槽条机构 Geneva rack mechanism
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球面槽轮机构 Spherical Geneva drive
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槽轮机构 1 与 6 导杆机构 7 串联 8 S
2 4 5
3
6 7 D 2 S = g[f()] S M S = g( ) B 5 4
1
A
5
4
3
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（二）机构的并联组合
以一个多自由度机构作为基础机构，将 一个或几个自由度为１的机构（可称为附加 机构）的输出构件接入基础机构，这种组合 方式称为并联组合。
并联组合的几种常见方式：
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误差校正机构
1 2 2
S1 3
Ⅲ
1
1
2
Ⅱ
2
3
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（三）机构的混接式组合
综合运用串联—并联组合 方式可组成更为复杂的机构， 此种组合方式称之为机构的 混接式组合。
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（四）机构组合设计举例
步骤： （1）根据机械的工作原理确定执行构件所 要完成的运动； （2）将执行构件的运动分解成机构易于实 现的基本运动或动作，分别拟订能完成这 些基本运动或构型的方案； （3）将上述各机构构型方案按某种组合方 式组成一个新的复合机构。
机械传动系统与控制系统设计简介
二、肥皂压花机的传动路线及传动比的分配
肥皂压花机是在肥皂块上利用模具压制花纹和字样的自动机， 其机械传动系统的机构简图如图3.3.7所示。
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（1）传动路线分析 具体传动路线如图3.3.8。
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（2）传动比分配
若该机的工作条件为：电动机转速1450r/min，每分钟压制50 块肥皂，要求传动比误差为2。以下对上述方案进行传动比分配 并确定相关参数。
i 总 i 1 i 2 i 3 2 .5 3 .7 3 9 3 .0 9 5 2 8 .9 3 29
相对误差i为
ii总 i总2928.930.24%
i总
29
按传动比误差小于2%的要求，且各传动比均在常用范围之内， 故该传动链传动比分配方案可用。
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2）辅助传动链
皂块送进和成品移位运动的工作频率应与模具往复运动频率相
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（5）啮合器变速 啮合器分普通啮合器和同步啮合器两种，广泛应用于汽车、
叉车、挖掘机等行走机械的变速箱中。 啮合器一般都采用渐开线齿形，齿形参数可根据渐开线花键
国家标准选定。由于啮合套使用频繁，齿轮经常受冲击，齿端和 齿的工作面易磨损，因此，齿厚不宜太薄。为减小轴向尺寸，啮 合器的工作宽度均较小。
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三、无级变速器
无级变速传动能根据工作需要连续平稳地改变传动速度。图 3.3.5为双变径轮带式无级变速传动的工作原理图 。
无级变速器有多种型式，许多型式已有标准产品，可参考产 品样本或有关设计手册选用。
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第三节 机械传动系统方案设计
一、机械传动系统方案设计的过程和基本要求
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机械原理机构
机械原理机构
机械原理机构是机械设备中起到传递和转换动力的组成部分。
它由各种机械元件按照一定的方式组合而成，可实现物体的运动和力的传递等功能。
机械原理机构的设计需要考虑机械元件的尺寸、形状、材料等因素，以确保机构的稳定性、合理性和可靠性。
在机械原理机构的设计中，需要了解机械元件的运动和力学原理。
例如，常见的机械原理机构有齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。
这些机构根据其特定的设计原理，可以实现不同的功能和运动方式。
齿轮传动是一种常见的机械原理机构，它由多个齿轮组成，通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动。
在设计齿轮传动时，需要考虑齿轮的齿数、模数、压力角等参数，以确保传动的平稳和高效。
连杆机构是利用连杆的运动实现力的传递和转换的机械原理机构。
它由杆件和连接件组成，通过杆件的运动来实现力的传递和转换。
在设计连杆机构时，需要考虑连杆的长度、角度等参数，以确保机构的运动平稳和力的传递可靠。
凸轮机构是利用凸轮的运动实现力的传递和运动的机械原理机构。
它由凸轮、从动件和驱动件组成，通过凸轮的运动来驱动从动件的运动。
在设计凸轮机构时，需要考虑凸轮的轮廓、凸轮轴的转动方式等参数，以确保机构的运动轨迹准确和从动件的运动稳定。
除了以上三种常见的机械原理机构，还有许多其他类型的机构，如滑块机构、曲柄机构等。
每种机构都有其特定的设计原理和应用领域，可以根据具体的需求选择合适的机构进行设计和应用。
在机械工程设计中，机械原理机构是非常重要的组成部分，它的设计和选择直接关系到机械设备的性能和使用效果。
因此，对于机械工程师来说，掌握和理解机械原理机构的原理和设计方法是非常重要的。
《机械原理》第七章其他常用机构
槽轮机构应用举例
蜂窝煤成型机模盘转位机构
六角车床刀架转位机构
电影放映机的送片机构
§7-5 不完全齿轮机构
一、 不完全齿轮机构的工作原理和类型
单齿外啮合传动
部分齿外啮合传动
单齿内啮合轮传动
齿轮与齿条传动
圆锥不完全齿轮传动
四、不完全齿轮机构的优、缺点和应用
优点：
（1）结构简单，制造容易，工作可靠； （2）设计灵活，从动轮的运动角范围大，一个周期内实现多 次动、停时间不等的间歇运动；
牛头刨床工作台进给机构
起重止动器
间歇送进
牛头刨床工作台横向进给过程：运动通过齿轮机构、连杆机构 传递给棘轮机构，带动与棘轮固联的丝杠做间歇运动，从而实 现工作台间歇进给运动。
§7-4 槽轮机构
一、 槽轮机构的工作原理和类型
槽轮
典型槽轮机构的组成： 由主动拨盘、从动槽轮和机架等组成。
机架
圆柱销 拨盘
星轮机构
圆柱凸轮式间歇运动机构
三、凸轮式间歇机构的优、缺点和应用
优点：
（1）结构简单，运转可靠，无需专门定位装置；
（2）通过选择合适的运动规律，减小动载荷，适于 高速运转。
缺点：精度要求高，工复杂，安装调整困难。 应用： 常用于需要高速间歇转位的分度装置和要求步进动作 的机械中，例如多工位立式半自动机中工作盘的转 位，某些包装机、拉链嵌齿机的间歇供料传动系统。
外啮合摩擦式棘轮机构 内啮合摩擦式棘轮机构 滚子内啮合摩擦式棘轮机构
外啮合摩擦式棘轮机构
内啮合摩擦式棘轮机构
运动特点：通过摩擦力推动从动轮间歇转动，克服了齿式棘 轮机构噪声大、转角不能无级调节的缺点，但运动准确性差。
二、棘爪自动啮紧棘轮齿根的条件
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二、其它常见机构类型
万向联轴节 非圆齿轮机构 螺旋机构 摩擦传动机构 挠性传动机构
三、广义机构
随着科学技术的发展，在工程当中除了各类机械机构外， 利用液、气、电、磁、声、光、温度等的致动原理而发展起来 了液压、气动、电磁、光电、微位移等各种机构。由于利用了 一些新的工作介质或工作原理，广义机构比传统机构更简便地 实现运动或动力转换，因而获得了日益广泛的应用。这些机构 统称为广义机构。 液压机构 气动机构
（五）星轮机构
星轮机构是由针轮与摆线齿轮组成 的不完全齿轮机构。 主动轮1为不完全针轮，针轮设有 若干个柱销；从动轮2为若干摆线齿和 锁止弧间隔分布的摆线齿轮，称为星轮， 针轮1连续转动1周，星轮实现一个运动 周期的间歇运动。星轮机构的动停比可 方便地由增减主动针轮的柱销数来改变。 星轮机构具有槽轮机构的起动性能，又 兼有齿轮机构等速转位的优点，但星轮 的加工制造较困难。星轮机构多用于转 速不高和载荷较轻的场合。
由若干同类或不同类型的机构组合而成为组合机构，可以 充分发挥各类机构的优点并克服其局限，以实现更为复杂和精 确的运动规律。
电磁传动机构
光电机构 微型机构
第二节 组合机构
随着科学技术的进步和工业生产的发展，对生产过程的机械 化和自动化程度的要求愈来愈高，单一的基本机构越来越难以满 足自动机、自动生产线的复杂多样的运动要求，这时可将多个基 本机构按一定的方式组合起来，形成组合机构。
一、机构的组合方式
二、常见组合机构类型
电影放映机送片机构
六角车床刀架转位机构
磨床分度装置
自动传送链装置
（三）不完全齿轮机构
（1）不完全齿轮机构的组成及工作原理 不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演变而来 主动轮1轮齿并没有布满整个圆周， 而只有1个或几个轮齿，其余部分为外凸 锁止弧。其从动轮2可以是普通齿轮，也 可由数个轮齿和内凹锁止弧相间布置。 主动轮1连续转动，当轮齿相啮合时，带 动从动轮2转动；当轮齿退出啮合时，锁 止弧锁止定位，从而实现从动轮的间歇 运动。
机械原理与设计
（上册）
第七章 其它常用机构及组合机构
第一节 其它常用机构 第二节 组合机构
第一节 其它常用机构
一、间歇运动机构
将原动件的连续运动转换成输出构件周期性间歇运动的机构 通称为间歇运动机构。
（一）棘轮机构 （1）棘轮机构的组成及工作原理 棘轮机构主要有棘轮、主动棘爪、 止回棘爪和机架组成。 当主动摇杆1顺时针反向摆动时，止 回棘爪5阻止棘轮3的反向转动，主动棘 爪将沿棘轮3的齿背滑动。当摇杆1及主 动棘爪4回到原位，再次逆时针摆动，重 复以上动作，从而将主动件的往复摆动 变换为棘轮的单向间歇转动。
牛头刨床
电影机抓片轮分度头
2）转位分度
手枪转盘分度机构
卷扬机制动机构
3）制动
4）超越离合 5）计数
自行车飞轮
滚子楔紧式超越离合器
香皂自动装箱机计数装置
（二）槽轮机构
（1）槽轮机构的组成及工作原理
槽轮机构主要由带有圆柱销的 主动拨盘1、具有径向槽的从动槽 轮2和机架组成。
当主动拨盘连续转动时，圆 柱销进入径向槽并推动槽轮运动； 当圆柱销从径向槽脱出后，槽轮 因其内凹锁止弧β被主动拨盘上的 外凸锁止弧α锁住而静止。当主动 拨盘继续转动，锁止弧松开，圆 柱销再次进入径向槽推动槽轮运 动，如此往复，使槽轮获得间歇 运动。
外啮式棘轮机构
（2）棘轮机构的类型 按结构分： • 轮齿式 •摩擦式
按啮合方式分： • 外啮合 • 内啮合 • 端面式
按运动形式分： • 单动式 • 双动式 • 双向式
（3）棘轮机构的应用 棘轮机构的运动形式多样，在工程中应用非常广泛。但无论 轮齿式还是摩擦式棘轮机构，一般情况下，并不适用于高速或运 动精度要求很高的场合。棘轮机构的主要应用有： 1）间歇进给
外槽轮机构
（2）槽轮机构的类型、特点及应用 平面槽轮机构
外槽轮机构
内槽轮机构
空间槽轮机构
用于传递相交两轴间的运动。主动拨盘、圆销的回转轴线 均汇交于半球形槽轮的球心。
槽轮机构结构简单，制造容易，工作可靠，分度准确，机 械效率高，可以正反向运动。但在启动和停止时加速度变化大， 存在冲击，且动程不可调节，槽数不宜过多，故常用于转角较 大，转速不高的自动机械、轻工机械及仪器仪表中。
（2）不完全齿轮机构的类型及特性
外啮合
内啮合
不完全齿轮齿条
不完全锥齿轮机构
（3）不完全齿轮机构的特点及应用
不完全齿轮机构结构简单，设计灵活，但进入和退出啮合 时存在冲击，故不适于高速。不完全齿轮机构常用于多工位、 多工序的自动机械或生产线的间歇转位、进给机构或计数装置 中。
蜂窝煤饼压制机
（四）凸轮式间歇运动机构
（1）凸轮式间歇运动机构的组成及工作原理
凸轮式间歇运பைடு நூலகம்机构一般由主动凸轮、从动转盘和机架 组成。
（2）凸轮式间歇运动机构的类型及特点
圆柱凸轮式间歇运动机构
蜗杆凸轮间歇运动机构
共轭盘形分度凸轮机构
（3）凸轮式间歇运动机构的应用 凸轮式间歇运动机构均具有传动平稳，动力特性好，转位 精确，且不需要专门的定位装置的优点，因而日益广泛应用于 轻工机械、冲压机械等的高速、高精度的转位分度机构、步进 机构和间歇进给机构中。