机械设计常用机构
机械设计常用机构
一、引言
机械设计是一门综合性很强的学科，它涉及到很多方面的知识，其中
机构设计是一个非常重要的部分。
机构是由两个或两个以上的零件连
接而成，用于传递力和运动。
在机械设计中，常用机构包括平面机构、空间机构、连杆机构等等。
本文将对常用的几种机构进行介绍。
二、平面机构
平面机构是指所有零件均在同一平面内运动的机构。
根据其结构和运
动特点，平面机构可以分为以下几种类型。
1.四连杆机构
四连杆机构是最简单的平面运动副之一，由4个刚性连杆组成。
它有
很多应用场合，如摇臂钳床、活塞式发动机等。
2.曲柄滑块副
曲柄滑块副是由曲柄轴和滑块组成的副件。
它可以将旋转运动转换为
直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常见应用于发电厂、水泵
等设备上。
3.齿轮传动
齿轮传动是利用齿轮之间相互啮合的原理，将动力从一处传递到另一处。
它具有传递力矩大、精度高等优点，常用于汽车、机床等设备上。
三、空间机构
空间机构是指零件在三维空间内运动的机构。
根据其结构和运动特点，空间机构可以分为以下几种类型。
1.球面副
球面副是由两个球体组成的零件，其中一个球体固定不动，另一个球
体则可以在其表面上自由滑动。
它常用于汽车悬挂系统、航天器等领域。
2.万向节
万向节是将两个轴相连接的一种机构，它可以使两个轴在不同方向上
转动，并且具有较大的角度范围。
它常用于汽车转向系统、飞行器等
领域。
3.蜗杆副
蜗杆副是由蜗杆和蜗轮组成的一种机构。
它可以将旋转运动转换为直
线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常用于起重设备、钢铁冶金
设备等领域。
四、连杆机构
连杆机构是由两个或多个连杆连接而成的机构，它可以将旋转运动转
换为直线运动。
根据其结构和运动特点，连杆机构可以分为以下几种
类型。
1.曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构是由曲柄、摇杆和连杆组成的一种机构。
它可以将旋转
运动转换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常用于发电厂、水泵等设备上。
2.双曲面副
双曲面副是由两个双曲面组成的零件，其中一个双曲面固定不动，另
一个双曲面则可以在其表面上自由滑动。
它常用于汽车悬挂系统、航
天器等领域。
3.平行四边形机构
平行四边形机构是由4个连杆组成的一种机构，它可以将旋转运动转
换为直线运动，并且具有较大的力矩传递能力。
常用于起重设备、钢
铁冶金设备等领域。
五、结论
机械设计中常用的机构包括平面机构、空间机构和连杆机构等等。
每
种机构都有其特点和应用场合，在实际设计中需要根据具体情况进行
选择。
在机械设计中，机构设计是一个非常重要的部分，它关系到整
个机械的运行和性能。
因此，在设计过程中需要认真思考，充分考虑各种因素，确保设计出高质量的机构。
机械设计基础第二章--常用机构介绍
4—机架 1，3—连架杆→定轴转动 2—连杆→平面运动 整转副：二构件相对运动为
整周转动。
摆动副：二构件相对运动不 为整周转动。
曲柄：作整周转动的连架杆
摇杆：非整周转动的连架杆
C
2
B
3
1
A
D
4
二、平面四杆机构的常用形式
1、曲柄摇杆机构
（构件4为机架、构件2为机架）
2、双曲柄机构
}全回转副四杆机构
(二)曲柄为最短杆。 ▲铰链四杆机构存在曲柄的条件是：
(一)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其 余两杆长度之和。
(二)机架或连架杆为最短杆。
4、曲柄滑块机构 二、平面四杆机构的内部演化:
第二节 凸轮机构
一、凸轮机构的组成与分类： 运动方式：将主动凸轮的连续转动或
移动转换成为从动件的移动或摆动。 分类：1、形状
①盘形凸轮机构——平面凸轮 机构
②移动凸轮机构——平面凸轮 机构
③圆柱凸轮机构——空间凸轮 机构
2、运动形式
按从动件的运动型式：
①尖底从动件：用于 低速；
②滚子从动件：应用 最普遍；
③平底从动件：用于 高速
O
r0
1 2 3
4
5
6 7 8
二、从动件的常用运动规律
从动件的运动规律——从动件在工作过程中， 其位移（角位移）、速度（角速度）和加 速度（角加速度）随时间（或凸轮转角） 变化的规律。
长 几何形状简单——便于加工，成本低。 3、缺点： ①只能近似实现给定的运动规律； ②设计复杂；
③只用于速度较低的场合。
由转动副联接四个构
件而形成的机构，称为铰 链四杆机构，如图所示。 图中固定不动的构件是机 架；与机架相连的构件称 为连架杆；不与机架直接 相连的构件称为连杆。连 架杆中，能作整周回转的 称为曲柄，只能作往复摆 动的称为摇杆。根据两连 架杆中曲柄(或摇杆)的数 目，铰链四杆机构可分为 曲柄摇杆机构、双曲柄机 构和双摇杆机构。
机械设计手册常用机构
机械设计手册常用机构1. 引言机械设计手册是机械工程师设计和制造机械设备时的重要参考资料。
其中，机械设计手册常用机构是机械设计中常见的机构和装置的集合，它们具有普遍的应用性，并且在不同的机械设备中都能发挥重要的作用。
本文将介绍一些机械设计手册中常用的机构，并提供相关的说明和应用示例。
2. 常用机构的分类常用机构根据其结构和功能可以分为多个类别，下面将对其中一些常见的机构进行介绍。
2.1. 转动副转动副是机械设计中最常用的一种机构，它由两个零件组成，通过轴承连接，并且可以相对地绕轴心旋转。
在机械设计手册中，常见的转动副有：•滚动轴承：滚动轴承广泛应用于机械设备中，它由内圈、外圈、滚动体和保持架构成，能够承受径向和轴向载荷，并具有较高的刚度和旋转精度；•滑动轴承：滑动轴承是通过润滑材料形成一层薄膜来支撑轴承和减少摩擦，它具有良好的减震性能和较高的适应性，常用于高速运动和重载设备中。
2.2. 传动副传动副是实现机械传动的一种机构，通过将输入轴的动力传递给输出轴来实现所需的运动和转矩。
在机械设计手册中，常见的传动副有：•齿轮传动：齿轮传动是一种通过齿轮的啮合来传递力和运动的机构，它具有传动比稳定、传动效率高和承载能力强的特点，在机械设计中广泛应用；•带传动：带传动是通过带状材料将动力从一个轴传递给另一个轴的机构，它具有结构简单、传动平稳和减震效果好的特点，常用于低速和轻载的应用场合。
2.3. 连杆机构连杆机构由多个连杆和铰链组成，能够将输入运动转化为不同的输出运动。
在机械设计手册中，常见的连杆机构有：•曲柄连杆机构：曲柄连杆机构是一种将旋转运动转化为往复运动的机构，它由曲柄、连杆和活塞组成，常用于内燃机和汽车发动机中；•增力机构：增力机构通过改变输入和输出杠杆的比例，实现输出力的增大或减小，常用于需要放大力的应用场合。
3. 常用机构的设计与应用常用机构的设计和应用需要考虑多个因素，如运动要求、空间限制、传动效率等。
机械设计常用机构
机械设计常用机构在机械设计中，机构是指由连接在一起的零件和它们之间的相对运动所组成的系统。
机构在机械设计中扮演着非常重要的角色，可以实现不同的功能和动力传递。
下面是一些常用的机构及其应用。
1.转动副：转动副是最简单的机构之一，用于实现两个零件之间的转动运动。
常见的转动副包括轴承、联轴器和齿轮等。
例如，轴承可以在旋转部件之间提供支撑和摩擦减小的功能，联轴器可以将两个轴连接在一起，齿轮可以将动力从一个轴传递到另一个轴。
2.平动副：平动副用于实现两个零件之间的直线运动。
常见的平动副包括直线导轨、滑块和斜块等。
例如，直线导轨可以提供平稳的直线运动，滑块可以在导轨上滑动，斜块可以将旋转运动转化为直线运动。
3.回转副：回转副用于实现一个零件相对于另一个零件的回转运动。
常见的回转副包括轴承、转轴和连杆等。
例如，轴承可以使一个零件在另一个零件上旋转，转轴可以将动力从一个零件传递到另一个零件，连杆可以将旋转运动转化为回转运动或直线运动。
4.正交副：正交副用于实现两个零件之间的相对平行移动。
常见的正交副包括齿轮、链条和齿条等。
例如，齿轮可以将动力从一个轴传递到另一个轴，并实现平行移动，链条可以在两个轮齿之间传递动力，齿条可以将旋转运动转化为直线运动。
5.万向节副：万向节副用于实现两个轴相互呈角度的任意转动。
常见的万向节副包括万向节和万向轴等。
例如，万向节可以使两个轴相互呈任意角度转动，万向轴可以将动力从一个任意角度的轴传递到另一个任意角度的轴。
除了以上介绍的机构，还有许多其他常用的机构，如滚珠丝杠副、曲柄滑块副、连杆机构等。
这些机构在不同的机械设计中扮演着不同的角色，用于实现各种功能和动力传递。
机械设计师在设计机构时需要考虑诸如结构复杂度、运动精度、可靠性和适应性等因素，并根据具体应用需求选择适合的机构。
机械设计基础第六章 机械常用机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-6 双曲柄机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-7 机车车轮联动机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
3. 双摇杆机构 两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。 如图6-８a所示，双摇杆机构的两摇杆均可作为主动件，当主动摇杆1往复摆动时，
通过连杆2带动从动摇杆往复摆动。如图6-8b所示门式起重机的变幅机构即是双摇杆机 构，当主动摇杆1摆动时，从动摇杆3随之摆动，使连杆2的延长部分上的E点(吊重物
平面连杆机构中，最常见的是四杆机构。下面主要介绍其类型、运动转换及其特 征。
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
如图6-1所示，当平面四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。机 构中固定不动的构件4称为机架，与机架相连的构件1和3称为连架杆，不与机架相连的 构件2称为连杆。连架杆相对于机架能作整周回转的构件(如杆1)称为曲柄，若只能绕机 架摆动的称为摇杆(如杆3)。
图6-3 缝纫机踏板机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
在双曲柄机构中，如两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行 双曲柄机构(图6-6的ABCD)。平行双曲柄机构有两种情况：图6-6a所示为同向双曲柄 机构；图6-6b所示为反向双曲柄机构。
图6-5 惯性筛
图6-4 双曲柄机构运动示意图
第一节 平面连杆机构
连杆机构是由若干构件用转动副或移动副连接而成的机构。在连杆机构中，所有 构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，称为平面连杆机构。
平面连杆机构能够实现多种运动形式的转换，构件间均为面接触的低副，因此运 动副间的压强较小，磨损较慢。由于其两构件接触表面为圆柱面或平面，制造容易， 所以应用广泛。缺点是连接处间隙造成的累积误差比较大，运动准确性稍差。
八种常用机械结构
八种常用机械结构一、简单机构简单机构是机械工程中最基本的机构之一，它由两个或多个刚性零件通过铰链连接而成。
常见的简单机构有杠杆、曲柄连杆机构和齿轮传动机构。
杠杆是一种由固定支点连接的刚性杆件组成的机构，它可以用来放大力量或改变力的方向。
常见的杠杆有一级杠杆、二级杠杆和三级杠杆，它们的力量放大倍数依次递增。
杠杆在物理学中有着广泛的应用，比如撬动重物、刷牙时使用的牙刷等。
曲柄连杆机构是由一个曲柄和一个连杆构成的机构，它可以将旋转运动转换为往复运动。
曲柄连杆机构被广泛应用于内燃机、蒸汽机等发动机中，将活塞的往复运动转换为输出轴的旋转运动。
齿轮传动机构是利用齿轮之间的啮合传递动力和运动的机构。
它有许多种形式，如齿轮副、链轮副等。
齿轮传动机构具有传动效率高、传递功率大、传动稳定等优点，广泛应用于各种机械设备中。
二、滑块机构滑块机构是由滑块和导轨组成的机构，它可以将旋转运动转换为往复运动或直线运动。
滑块机构常用于各种工具和机械设备中，如冲床、拉床等。
滑块机构的运动规律可以通过几何分析和运动学计算来确定，为机械设计提供了重要的理论依据。
三、减速机构减速机构是一种将高速运动转换为低速运动的机构，常用于各种机械设备中。
减速机构的主要作用是减小输出轴的转速，增加输出轴的扭矩。
常见的减速机构有齿轮减速机、带传动减速机等。
齿轮减速机是利用齿轮的啮合传递动力和运动的机构，通过改变齿轮的大小和齿数比例来实现减速。
齿轮减速机具有结构简单、传动效率高、传递功率大等优点，在工业生产中得到广泛应用。
带传动减速机是利用带传动的原理来实现减速的机构，通过改变带轮的直径比例来改变传动比，从而实现减速。
带传动减速机具有传动平稳、噪音小、维护方便等优点，广泛应用于各种机械设备中。
四、连杆机构连杆机构是由连杆和铰链组成的机构，它可以将旋转运动转换为往复运动或直线运动。
连杆机构被广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机、机床等。
连杆机构的运动规律可以通过几何分析和运动学计算来确定，为机械设计提供了重要的理论依据。
机械设计常用机构
相互转动来实现运动和 柱齿轮的轮齿在轴线上
动力的传递。
倾斜排列，锥齿圆柱齿
轮的轮齿在一个锥面上
排列。
在圆锥齿轮机构中，两 个圆锥齿轮的轮齿在一 个锥面上排列，通过啮 合实现相交轴之间的运 动和动力传递。
在蜗轮蜗杆机构中，蜗 在平面齿轮机构中，直
杆的轮齿在蜗杆面上呈 齿平面齿轮的轮齿在一
螺旋状排列，蜗轮的轮 个平面上垂直排列，斜
用于传递垂直轴之间的运动和动 力，其传动比大、结构紧凑。
平面齿轮机构
用于传递两个平面之间的运动和 动力，其传动形式包括直齿、斜
齿和曲齿等。
齿轮机构的工作原理
01
02
03
04
05
齿轮机构的工作原理基 在圆柱齿轮机构中，直
于齿轮之间的啮合关系， 齿圆柱齿轮的轮齿在轴
通过一对或多个齿轮的 线上垂直排列，斜齿圆
圆锥凸轮机构
凸轮呈圆锥状，常用于需要较小接触面积的场 合。
凸轮机构的工作原理
01
凸轮机构通过凸轮的转动，使从动件产生预期 的运动规律。
02
凸轮的形状决定了从动件的运动轨迹，从而实 现各种复杂的运动要求。
03
当凸轮转动时，从动件在垂直于凸轮轴线的平 面内作往复运动。
凸轮机构的应用
自动化生产线
用于传递和改变运动轨 迹，实现自动化生产。
棘轮机构的工作原理
01
当主动件顺时针转动时 ，棘爪便随主动件一起 顺时针转动，并推动棘
轮逆时针转动。
02
当主动件逆时针转动时 ，棘爪便被压下，无法 与棘轮齿啮合，因此棘
轮不会转动。
03
棘轮机构的运动方向取 决于主动件的转动方向
。
棘轮机构的应用
机械设计常用机构
机械设计常用机构机械设计是一门综合性的学科，涉及到各种各样的机构和装置。
在机械设计中，机构是非常重要的一部分，它负责传递和转换力、运动和能量，从而实现机械装置的各项功能。
在机械设计中，常用的机构有很多种。
这些机构可以根据其功能、结构和运动特性进行分类和归纳。
下面，我将对一些常用的机构进行介绍。
一、连杆机构连杆机构是机械设计中最基本也是最常用的一种机构。
它由杆件和关节组成，通过杆件的连接和关节的运动，实现力和运动的传递。
连杆机构广泛应用于各种机械装置中，如汽车发动机的连杆机构、拉杆机构等。
二、齿轮机构齿轮机构是一种通过齿轮的相互啮合来传递运动和力的机构。
齿轮机构具有传动比恒定、传递力矩大、传递效率高等特点，广泛应用于各种传动装置中，如汽车变速器、机床传动等。
三、减速机构减速机构主要通过齿轮、皮带等传动元件将输入的高速运动转换为输出的低速运动。
减速机构在机械设计中非常常见，用于满足不同场合的运动速度要求。
四、滑块机构滑块机构是一种通过滑块在导轨上做直线运动来实现运动转换和力传递的机构。
滑块机构广泛应用于各种机械装置中，如工具机的进给机构、压力机的传动机构等。
五、摆线机构摆线机构是一种通过连杆和摆线来实现直线运动的机构。
它通过摆线的特殊形状和连杆的运动，将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于各种机械装置中，如剪切机的摆线滑块机构、织机上纬缸的摆线机构等。
六、万向节机构万向节机构是一种通过球面和容器来实现输动与变动传动的机构。
它具有结构简单、运动灵活等优点，广泛应用于汽车、船舶和航空等领域。
以上介绍的只是机械设计中的一小部分常用机构，还有很多其他的机构在实际设计中也扮演着重要的角色。
在进行机械设计时，我们需要根据具体的应用要求和设计目标选择合适的机构，合理地组合和运用这些机构，以实现设计的目的。
总结起来，机械设计中常用的机构有连杆机构、齿轮机构、减速机构、滑块机构、摆线机构和万向节机构等。
这些机构在机械装置中起着重要的作用，通过它们的运动和力传递，实现了各种功能和要求。
工业设计机械基础第7章常用机构
M
B 3 O3
n = 3, Pl =4, Ph =0 F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
与实际相符
n = 3, Pl=4, Ph =0
F = 3×3 - 2×4 – 0 = 1
2）两构件形成多个具有相同作用的运动副。 (1)两构件组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，只有一个 移动副起约束作用，其余为虚约束。
2
1
◆处理方法：计算中只计入一处高副。
F=3n-2Pl-Ph=3x2-2x2-1=1
3、机构中对运动不起独立作用的对称部分，将产生虚约束。
◆处理方法：计算中应将对称部分除去不计。
图7-11 运动简图中构件的表示方法 a）二运动副构件示例 b）三运动副构件示例
常用机构运动简图 国标GB/T 4460-1984 给出了典型机构的运动简图， 表7-1为摘自该国标的部分常用机构的运动简图。
2.转动副 构件组成转动副时，如下图表示。 图垂直于回转轴线用图a表示； 图不垂直于回转轴线时用图b表示。 表示转动副的圆圈，圆心须与回转轴线重合。 一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内 画上斜线。
F=3n-2Pl-Ph=3x3-2x4-0=1
◆处理方法：计算中只计入一 个移动副。
F=3n-2Pl-Ph=3x1-2x1=1
(2) 两构件组成多个转动副，且轴线重合，只有一个转动副起 约束作用，其余为约束。
◆处理方法：计算中只计入一个转动副。
(3)两构件组成多处接触点公法线重合的高副，只考虑一处高副。
图7-5 液体搅拌机 1—机架 2—曲柄 3—连杆 4—摇杆
⑶从动件 机构中由原动件驱动的其他构件。 若从动件直接实现机构的功能，称为执行件；若从动件把运动输出本 机构，称为输出构件。 图7-5中连杆3、摇杆4都是从动件。
机械工程基础第三章 常用机构
第三章 常用机构
一、平面运动副及其分类 机构是由若干个构件组合而成的。每个构件都以一定的方 式与其它构件相互联接，这种联接不同于铆接和焊接等刚性 联接，它能使相互联接的两构件之间存在一定的相对运动。 这种使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为 运动副。例如在内燃机中，活塞与缸体间的联接、连杆与曲 轴间的联接、凸轮与顶杆间的联接以及轮齿与轮齿间的联接 都构成运动副。 运动副中构件与构件的接触形式不外乎点、线、面三种。 例如凸轮与顶杆之间、轮齿与轮齿之间的联接为点接触或线 接触；连杆与曲轴之间、活塞与缸体之间的接触则为面接触。 我们把两构件之间构成点或线接触的运动副称为高副，把两 构件之间构成面接触的运动副称为低副。 运动副除根据成副两构件的接触情况进行分类外，通常还 可根据两构件之间的相对运动是平面运动还是空间运动，把 运动副分为平面运动副和空间运动副两类。由于常用机构多 为平面机构，所以本书重点讨论平面机构及其运动副的有关 问题。
参与组成三个转动副的构件的表示方法如图3-8所 示。当三个转动副中心不在一条直线上时，可用三 条直线连接三个转动副中心组成的三角形表示（图 3-8a、b）。为了说明是同一构件参与组成三个转动 副，在每两条直线相交的部位涂以焊接记号或在三 角形中间画上剖面线。如三个转动副的中心处在一 条直线上，可用图3-8c表示。
动副按照它们在构件上的位置用符号表示出来，再用简单的 线条把它们联成一体即可。
第三章 常用机构
参与组成两个运动副的构件的表示方法如图3-7 所示。当按一定比例绘制机构运动简图时，表示转 动副的圆圈，其圆心必须与相对回转轴线重合；表 示移动副的滑块、导杆或导槽时，其导路必须与相 对移动方向一致；表示平面高副的曲线，其曲率中 心的位置必须与构件实际轮廓相符。
机械设计基础常用机构概述
挤压机应用
连杆机构通过将旋转运动转换为直线运动，使挤压 机能够实现精确的挤出操作。
齿轮传动机构
齿轮传动机构是一种基于齿轮间的啮合传递动力的机构。它具有高效率、传动效果稳定和可靠性高的特点，广 泛应用于各种机械装置中。
平行轴齿轮传动
汽车悬挂系统
摇杆机构在汽车悬挂系统中用于实现悬挂装置的运动，提供舒适的驾驶体验。
连杆机构
摇杆机构在连杆机构中用于改变连杆的位置、方向和幅度，实现复杂的运动形式。
家用电器中的应用
带传动机构在洗衣机等家电中常用于传递动力和控 制旋转运动。
小型机械装置中的应用
带传动机构常用于小型机械装置，如打印机和食品 加工机。
链传动机构
链传动机构是一种使用链条传递动力的机构。它具有高负载能力、运动平稳和工作寿命长的特点，广泛 应用于自行车、摩托车和工业机械中。
1
自行车链传动机械设计基础常 Nhomakorabea机构概 述
在机械设计中，常用机构是那些用于转换和传递动力、运动和力矩的基本组 合。了解这些机构有助于提高机械设计的效率和创造力。
连杆机构
连杆机构是一种由连接在一起的杆件组成的机构，常用于将旋转运动转换为直线运动或反之。它在众多设备和 机器中广泛应用，例如发动机和挤压机。+
发动机应用
1 递进凸轮机构
递进凸轮机构通过凸轮的特定形状和从动件 的结构，实现复杂的运动规律，常用于自动 化生产线。
2 滑块凸轮机构
滑块凸轮机构通过凸轮轮廓的特点，使滑块 产生直线运动，常用于发动机的气门控制系 统。
曲柄连杆机构和凸轮机构的结合
曲柄连杆机构和凸轮机构的结合可以实现复杂的运动和动作规律，常用于内燃机、发动机和机床等装置中。