机构原理经典
经典机械机构原理
经典机械机构原理1. 引言机械机构是指由多个零部件组成的机械系统，用于实现特定运动转换的装置。
它们在工程设计和制造中起着至关重要的作用。
本文将介绍一些经典的机械机构原理，包括离心离合器、齿轮传动和曲柄滑块机构。
2. 离心离合器离心离合器是一种常见的机械机构，用于实现两个轴之间的传动。
它主要由一个驱动轴、一个从动轴和一组离合器片组成。
当驱动轴转速较低时，离心力不足以使离合器片分离，从动轴无法传动。
当驱动轴转速增加时，离心力增大，离合器片分离，从动轴开始传动。
离心离合器原理简单，操作可靠，广泛应用于汽车、摩托车等机械设备中。
3. 齿轮传动齿轮传动是一种常见的机械机构，用于将转速和转矩从一个轴传递到另一个轴。
它主要由两个或多个齿轮组成，齿轮之间通过啮合来传递运动和力。
齿轮传动根据齿轮的类型和布局可以分为直齿轮传动、斜齿轮传动和蜗杆传动。
直齿轮传动应用广泛且效率高，而斜齿轮传动和蜗杆传动则适用于转矩传递较大的情况。
齿轮传动的原理基于齿轮啮合时的齿面接触，通过不同大小齿轮的组合来实现不同的转速和转矩传递。
4. 曲柄滑块机构曲柄滑块机构是一种常见的机械机构，用于将旋转运动转换为往复运动。
它由曲柄、连杆和滑块组成。
曲柄滑块机构的运动原理基于曲柄的旋转运动。
当曲柄旋转时，连杆被带动使滑块做往复运动。
这种机构广泛应用于发动机、压力机等设备中。
5. 总结经典机械机构是工程设计和制造中不可或缺的一部分。
离心离合器、齿轮传动和曲柄滑块机构都是基于简单原理实现特定运动转换的机械装置。
它们在各个行业的机械设备中应用广泛，发挥重要作用。
希望通过本文，读者能对经典机械机构的原理有一个初步的了解，并在工程设计和制造中能够灵活运用这些原理。
简单的机械原理
简单的机械原理
机械原理是指机械运动和力学运动的基本规律和原理。
在机械系统中，有许多常见的原理，这些原理包括：
1. 杠杆原理：杠杆原理是指通过杠杆的变换，可以改变力的作用点、作用方向或作用大小。
例如，当一根杠杆左侧施加一个小力时，右侧可以产生较大的力。
2. 轮轴原理：轮轴原理是指通过轮轴的转动运动，可以将力传递到其他地方。
例如，车辆的轮子通过轮轴的转动将引擎的动力传递到地面，使车辆前进。
3. 齿轮原理：齿轮原理是指通过齿轮的啮合，可以改变转速和转矩。
通过齿轮传动可以实现不同的速度比和扭矩转换。
4. 斜面原理：斜面原理是指通过斜面的倾斜角度，可以减小物体上的重力。
斜面可以降低需要施加在物体上的力的大小。
5. 曲柄连杆机构原理：曲柄连杆机构原理是指通过曲柄和连杆的配合，将旋转运动转换为往复直线运动。
这在内燃机中广泛应用，将活塞的往复运动转换为输出动力。
6. 水平平衡原理：水平平衡原理是指在一个平衡系统中，当系统的重心位于支持点的正上方时，系统保持稳定。
这在吊车等工程机械中是非常重要的原理。
以上是一些简单的机械原理，它们在实际生活和工程中都有广泛的应用。
曲柄连杆机构工作原理
曲柄连杆机构工作原理
曲柄连杆机构是一种四连杆机构，由曲柄轴、连杆和活塞组成。
其工作原理如下：
1. 曲柄轴：曲柄轴是曲柄连杆机构的主要部件，其呈圆柱形状，并且有一个偏心安装的曲柄。
2. 连杆：连杆是曲柄连杆机构中的次要部件，将曲柄轴与活塞连接起来。
连杆一端连接在曲柄上，另一端连接在活塞螺距上。
连杆的长度决定了活塞的运动范围。
3. 活塞：活塞是曲柄连杆机构中的移动部件，通常为圆柱形状。
活塞在缸体内进行往复运动，通过曲柄轴和连杆的作用，将直线运动转换为旋转运动。
4. 工作过程：当曲柄轴转动时，曲柄的偏心会推动连杆进行上下运动。
连杆的运动将活塞推向缸体的一侧，从而改变缸体
中的气体或液体压力。
活塞的运动速度和力量取决于曲柄轴
的旋转速度和连杆的长度。
简单的开门机构运动原理
简单的开门机构运动原理
开门机构的运动原理是通过一定的机构装置，将输入的旋转运动转变为线性运动，从而实现门的开关动作。
常见的开门机构有以下几种：
1. 齿轮传动机构：通过齿轮的齿轮啮合，将输入的旋转运动转变为直线运动。
当齿轮转动时，同轴的另一齿轮随之转动，通过齿轮轴与门连接，使门沿轴线方向上下移动，实现开门的动作。
2. 滑块传动机构：通过滑块在导轨上的直线运动，带动门的开关。
滑块与门连接，当滑块在导轨上移动时，使门沿轨道上下移动，实现开门的动作。
3. 电动机传动机构：通过电动机的旋转运动，带动门的开关。
电动机通过轴与门连接，当电动机转动时，轴带动门的上下移动，实现开门的动作。
除了上述机构，还有一些其他的开门机构，例如链条传动机构、曲柄摇杆机构等，它们都通过特定的装置将旋转运动转变为线性运动，从而实现开门的功能。
常见机构的原理及应用
常见机构的原理及应用1. 机构的概念机构是指由多个部件组合而成的系统，其内部部件之间通过力传递并相互作用，从而使得整个系统能够实现特定的功能。
常见机构包括齿轮传动机构、连杆机构等。
2. 齿轮传动机构齿轮传动机构是一种常见的机构，其原理是通过齿轮之间的啮合来传递力和运动。
齿轮传动机构的应用非常广泛，例如在汽车和机械设备中常见的变速箱就是利用齿轮传动机构实现不同速度的转换。
齿轮传动机构的特点和优点包括： - 传动效率高，一般可以达到95%以上； -传动平稳，能够实现连续和平稳的转动； - 传动比可调，可以实现不同速度的转换。
3. 连杆机构连杆机构是一种基于杆件的运动和力传递机构，常见的连杆机构包括曲柄机构和摇杆机构。
连杆机构的原理是通过杆件的连接和运动，实现力的传递和运动的转换。
连杆机构的应用有很多，以下是一些常见的应用领域： - 内燃机：连杆机构被广泛应用于内燃机中，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
- 四轮定位机构：连杆机构被用于汽车悬挂系统，将车轮的上下运动转化为车身的平稳运动。
- 机械臂：连杆机构被用于工业机械臂中，实现多自由度的运动和抓取。
4. 摆线机构摆线机构是一种利用固定模板和追踪者的相对运动来实现特定轨迹的机构。
摆线机构的原理是通过追踪者在固定模板上的运动，实现特定轨迹的输出。
摆线机构的应用包括以下几个方面： - 钟表：摆线机构被应用于钟表中的秒、分、时针，使得针具有规律的运动轨迹。
- 车床加工：摆线机构被应用于车床中，用于控制刀具的运动轨迹，实现零件的加工。
- 自动贴标机：摆线机构被应用于自动贴标机中，将标签自动贴在物品上。
5. 曲轴机构曲轴机构是一种将柱塞的往复运动转化为旋转运动的机构。
曲轴机构的原理是通过曲柄和连杆的结构，将柱塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴机构广泛应用于以下领域： - 内燃机：曲轴机构被用于内燃机中，将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
- 压缩机：曲轴机构被应用于压缩机中，将活塞的往复运动转化为压缩机的旋转运动。
常见机构的原理和应用
常见机构的原理和应用1. 摩擦补偿机构摩擦补偿机构是一种常见的机械装置，用于在运动中减少或消除由于摩擦力产生的系统能量损耗。
它通过引入额外的力或力矩，来对抗运动中的摩擦力，并补偿其对系统的影响。
以下是摩擦补偿机构的原理和应用：•原理：–摩擦补偿机构的原理基于摩擦力的消除或减少。
通常采用的方法包括使用润滑材料、改变接触面积或引入辅助力等。
–摩擦补偿机构通过合理设计和布置，使其在运动或工作过程中产生的摩擦力最小化，并提高系统的效率和性能。
•应用：–摩擦补偿机构广泛应用于各种机械系统中，特别是需要高效率和低摩擦的场景，例如：•汽车发动机和传动系统，用于减少发动机和传动元件之间的摩擦以提高燃油效率。
•制动系统，用于减少制动时的摩擦损失，提高制动效果和使用寿命。
•线性导轨和滚动轴承，用于减少滑动摩擦，提高导轨和轴承的寿命和性能。
2. 弹簧机构弹簧机构是一种常见的力学装置，利用弹力来实现力的储存和释放。
它具有很多种类和形式，根据使用的弹簧类型和结构不同，其原理和应用也有所差异。
以下是弹簧机构的原理和应用：•原理：–弹簧机构的原理基于胡克定律，即弹性体受到力作用时会发生形变，当力消失时能够恢复到原来的形态。
–常见的弹簧类型包括压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧，它们分别利用弹性体的压缩、拉伸和扭转来储存和释放能量。
•应用：–弹簧机构广泛应用于各个领域的机械系统中，常见的应用包括：•悬挂系统，用于减震和减少对车辆或设备的冲击和振动。
•机械钟表，用于提供稳定的振动和控制指针的运动。
•电子摄像机和相机的焦距调节，用于调节镜头的焦距和对焦距离。
3. 偏心机构偏心机构是一种常见的机械装置，通过设置偏心轴心或过程的偏心来实现机构的运动和变形。
它具有简单的结构和多样的运动形式，广泛应用于各种机械系统中。
以下是偏心机构的原理和应用：•原理：–偏心机构通过设置偏心轴心或过程的偏心，改变由驱动部件或外力传递给机构的力和力矩。
–偏心机构的原理基于力偶的产生和转化，通过调整偏心轴心的位置或过程的偏心程度，实现机构的特定运动或变形。
机构的组成原理
3) 确定机构的级别。
例：试确定图示机构的级别 解：1) 计算机构的自由度。F=3n-2pl-ph=3*7-2*10-0=1；以构件1为 原动件。
2) 进行结构分析
E
4
C
″P′ P h P″P′
Md
ω12 0 ρ
r
1
R21
2
结论：转动副自锁条件为—— h ≤ ρ；等号表示条件自锁。
本章结束
4
1
2
3
解：首先计算设计方案草图的自由度
F = 3n-2Pl-Ph=3×4-2×6 =0
即表示如果按此方案设计机构，机构是不能运动的。必须 修改，以达到设计目的。
4
改进措施：
1. 增加一个低副和一个活动构件；
1
2
2. 用一个高副代替低副。
3
改进方案
(1)
(2)
改进方案
(3)
(4)
改进方案
(5)
3
D
2
B
1
A
F
5
J
8
G
6
I
H
7
a)
2
B
1
A
C
3
F
5
G
H
E
4
D
J
8
I
7
b)
3) 确定机构的级别
另：若将该机构的原动件 由构件1改为构件8，则有
E
4
C
3
D
2
B
1
A
F
5
J
8
第十一讲 机构的组成原理及其结构分类
第十一讲 机构的组成原理及其结构分类一、机构的组成原理1、基本机构由一个原动件和一个机架组成的双杆机构，如图2—36所示。
a)原动件作移动 (如直线电机、流体压力作动筒)。
b)原动件作转动 (如电动机)。
2、基本杆组机构具有确定运动的条件为原动件数＝自由度。
现设想将机构中的原动件和机架断开，则原动件与机架构成了基本机构，其F ＝1。
剩下的构件组必有F ＝0。
将构件组继续拆分成最简单F ＝0的构件组（不能再拆），如图2—37所示。
最简单的F ＝0的构件组，称为基本杆组。
举例：将图示八杆机构拆分成基本机构和基本杆组，如图2—38所示。
结论：该机构包含机架、原动件和两个基本杆组推论：任何一个平面机构都可以认为是机架、原动件的基础上，依次添加若干个杆组所形成的。
机构的组成原理：图2—36图2—37图2—38机构＝机架+原动件＋基本杆组二、机构（结构）分类设基本杆组中有n 个构件，则由条件F ＝0有：F ＝3n －2P L －P h ＝0P L ＝3n/2 (低副机构中P h ＝0 )∵ P L 为整数， ∴ n 只能取偶数。
n ＝ 2 4 n>4P L ＝ 3 6n=2的杆组称为Ⅱ级组—应用最广而又最简单的基本杆组。
共有5种类型，典型Ⅱ级组如图2—39所示。
n=4（P L ＝6）的杆组称为Ⅲ级组，如图2—40所示。
结构特点：其中一个构件有三个运动副。
IV 级组：有两个三副杆，且4个构件构成四边形结构，如图2—41所示。
内端副—杆组内部相联。
外端副—与组外构件相联。
机构的级别：机构按所含最高杆组级别命名，如Ⅱ级机构，Ⅲ级机构等。
注意：1、杆组的各个外端副不可以同时加在同一个构件上，否则将成为刚体。
如图2—42。
2、机构的级别与原动件的选择有关，如图2—43。
图2—39图2—40图2—41图2—43图2—42。
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飞轮
该机构为一对心曲柄滑块机构的应用形式，滑块为 主动件，由于飞轮的惯性，使机构冲过了两个死点 位置。
机构原理经典
偏心轮
该机构本质上是曲柄滑块机构，偏心轮的回转中心A到 它的几何中心B之间的距离叫偏心距，即曲柄长度。这 种机构常用于冲床、剪床及润滑油泵中。
机构原理经典
滚子对心移动从动件盘形凸轮机构
机构原理经典
螺杆传动1
螺杆转动,螺母移动.这种机构占据空间小，用于长行程螺杆, 但螺杆两端的轴在和螺母防转机构使其结构较复杂。
机构原理经典
偏置曲柄滑块机构
因导路的中线不通过曲柄的回转中心 而得名。偏心距为e,c1.c2为滑块的两极 限位置， 角为极位夹角，该机构具有急 回特性。
机构原理经典
摆动导杆机构
该机构具有急回运动性质，且其传动角始 终为90度，具有最好的传力性能，常用于 牛头刨床、插床和送料装置中。
机构原理经典
定块机构
机构中凸轮匀速旋转，带动从动件往复移动，滚子接触,摩擦阻力小， 不易摩擦，承载能力较大，但运动规律有局限性，滚子轴处有间隙， 不宜高速。
机构原理经典
平底移动从动件盘形凸轮机构
机构中凸轮匀速旋转，带动从动件往复移动，压力角始终为零度，传力特性好， 结构紧凑，润滑性能好，摩擦阻力较小，适用于高速， 但凸轮轮廓不允许呈下 凹，因此实现准确的运动规律受到限制。
机构原理经典
移动凸轮
当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，即成为移动凸轮，一般作往 复移动，多用于靠模仿形机械中 。
机构原理经典
形锁合凸轮
为保证凸轮机构能正常工作，必须保持凸轮轮廓与从动件相接触， 该机构是靠凸轮与从动件的特殊几何结构来保持两者的接触。
机构原理经典
滚子摆动从动件盘形凸轮机构
机构中凸轮匀速旋转，带动从动件往复摆动，滚子接 触，摩擦阻力小，不易摩擦，承载能力较大，但运动 规律有局限性，滚子轴处有间隙，不宜高速。
机构原理经典
搅拌机
该机构是一曲柄机构原理经典
夹具机构
当工件被夹紧后，BCD成一直线，机构处于死点位置，即使工 件的反力很大，夹具也不会自动松脱，该例为利用死点位置的 自锁特性来实现工作要求的。
机构原理经典
K=1的曲柄摇杆机构
从动件摇杆处于两极限位置时，对应主动件曲柄位置AB1、 AB2共线，即极位夹角θ=0，K=1，机构没有急回特性。
曲柄摇杆机构
曲柄AB为原动件作匀速转动，当它由AB1转到AB2位置时，转角 φ1=180°+θ，摇杆由右极限位置C1D摆到左极限位置C2D摆角为ψ，当 曲柄从AB2转到AB1φ2=180°-θ，摇杆由位置C2D返回C1D，其摆角仍 为ψ,因为 φ1>φ2 ，对应时间t1>t2,因此摇杆从C2D转到C1D较快，即具 有急回特性，其中θ为摇杆处于两极限位置时曲柄两个位置之间所夹的锐 角，称为极位夹角。
机构原理经典
插齿机
该机构由两个四杆机构组成，粉红色的杆、红色杆、绿色杆、机架组成曲柄摇杆机 构，绿色杆、橙色杆、黄色杆、机架组成摇杆滑块机构，当粉红色的曲柄匀速回转 时，绿色杆作变速摆动，通过橙色的连杆使黄色的滑块向下切削时作近似匀速运动， 往上则因曲柄摇杆机构的急回运动性质使插齿刀快速退回。
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机构原理经典
翻台机构
本机构为翻台震实式造型机的翻台机构， 是双摇杆机构，当造型完毕后，可将翻台 F翻转180°，转到起模工作台的上面，以 备起摸。
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对心曲柄滑块机构
因导路的中线通过曲柄的回转中心而得名。该机构能把回转运动转换为往 复直线运动或作相反的转变，广泛应用于蒸汽机、内燃机、空压机以及各 种冲压机器中。
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正弦机构
该机构是具有2个移动副的四杆机构，因从动件的位移与原 动曲柄的转角的正弦成正比而得名，常用于缝纫机下针机构 和其他计算装置中。
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椭圆规
动杆联接两回转副，固定导杆联接两移动副，导杆呈 十字形，动杆上各点轨迹为长短径不同的椭圆。
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曲柄压力机
该机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构组成，其中CD杆是两机构的共用 件，该机构的特点是原动件在用力不太大的情况下，可产生很大的压力， 实现增力作用，常用于行程要求不大而压力要求很大的冲压、剪切等机 械中。
牛头刨主机构
这是一个六杆机构，曲柄整周匀速转动，带 动刨刀往复移动,该机构利用摆动导杆机构的 急回特性使刨刀快速退回，以提高工作效率。
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插床导杆机构
利用摆动导杆机构的急回特性使插刀快速退回，以提高工作效率。
机构原理经典
双滑块机构
该机构由曲柄滑块机构和摇杆滑块机构组成，曲柄绕A点匀速整周旋 转，带动两滑块往复移动。
该机构是通过将曲柄滑块机构中的滑 块固定而演化得出，它可把主动件的 回转或摆动转化为导杆相对于滑块的 往复移动。
机构原理经典
摇块机构
该机构是通过将曲柄滑块机构中的连杆固定而演化得出， 它可把主动件的匀速回转运动转化为导杆相对于滑块的往复 移动并随滑块摆动的形式。
机构原理经典
转动导杆机构
该机构是通过将曲柄滑块机构中的曲柄固定演 化而成，它可将主动件的匀速回转转化为导杆 的非匀速摆动，且具有急回特性。
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平行双曲柄机构
当机构处于AB1C1D和AB2C2D时，机构的传动角γ=0，即为死点位置， 若在此位置由于偶然外力的影响，则可能使曲柄转向不定，出现误动作。 当原动件曲柄作匀速回转，从动曲柄也以相同角速度匀速同向回转，连 杆作平移运动。
机构原理经典
平行机构
该机构为机车驱动轮联动机构，是利用平行曲柄来消除机构死点位 置的运动不确定状态的。
机构原理经典
双摇杆机构
摇杆AB为原动件，通过连杆BC带动从动件CD也 作往复摆动，虚线AB1、AB2为摇杆AB的两极限 位置，也是当摇杆AB为原动件时，机构的两死点 位置。
机构原理经典
双曲柄机构
当曲柄AB为原动件作匀速回转时，曲柄CD跟随作周期性的匀速圆周回转， 当曲柄从位置AB1转过φ1角到位置AB2时，从动件CD转过180°，当曲柄从 位置AB2转过φ2角到位置AB1时，从动件CD转过180°，因为φ1>φ2 ，即 t1>t2,从动曲柄的角速度不是常数，而是作变角速度回转。