机械设计基础动画

两构件形成转动副（滚动轴承）
• 如果在构件1、2中间 引入中间元件-----钢球 3，使构件1、2和钢球 3形成滚动，则将滑动 摩擦转变为滚动摩擦， 可以大大减小构件的 磨损，其中保持架4的 作用是将钢球3均匀隔 开，它与钢球3之间仍 然是滑动摩擦。
差动轮系
• 自由度F=2的周转轮系 为差动轮系，差动轮 系通常用于运动的合 成、分解。最典型的 应用是汽车的差速器
连杆机构（曲柄滑块）
• 机构属于带有一个移 动副的四杆机构，两 个连架杆一个为曲柄， 一个为滑块，称为曲 柄滑块机构。
连杆机构应用（起落架）
• 机构为铰链四杆机构， 当飞机要在跑道上滑 行时，放下起落架， 并使机构处于死点位 置。
连杆机构应用（破碎机）
• 机构为曲柄摇杆机构， 摇杆作为压碎石块的 颚板。
图示的液压千斤顶就是一 个最简单的液压传动系统
气动
• 气动是将压缩空气的压力势能 转换成机械能的驱动装置。气 动与液压传动有不少类似之处， 也要有气源设备、执行构件以 及控制、辅助元件等。但是， 气动的工作介质是空气，而空 气是可以压缩的，其密度、压 力、温度以及体积是会发生变 化的，具有较复杂的热力学性 能。 图示为叶片式气马达的工作原 理图。当压缩空气由A孔输入时， 压缩空气在转子上形成对转子 转动中心的转动力矩，使转子 转动，输出机械能；然后，气 体经定子上的孔C排出，剩余残 气由孔B排出，若要改变转向， 只需使压缩空气由孔B进入即可。
连杆机构设（函数发生）
• 参照实现连杆精确位 置问题的求解方法， 可以将连架杆CD作为 参考系----“机架”，此 时，连架杆AB转化为 “连杆”，连杆BC和 机架AD转化为“连架 杆”。 此方法的主要原理是 机械运动相对不变原 理。
连杆机构的应用（搅拌机）
• 机构属于铰链曲柄摇 杆机构，设计时需要 连杆曲线的形状与器 皿的形状一致或相近。
• 在电动机中，由于转子与 电机的固定部分（定子） 之间形成了转动副，则缠 绕在转子上的导线受到的 电磁力对于转动副的转动 中心线形成电磁转矩，使 得转子转动，电动机的输 出运动为转动，这类电动 机称为旋转电动机，简称 旋转电机。
液压驱动装置的工作原理
• 液压传动所用的液体通常 称为工作介质，目前常用 的工作介质有石油基油液 和合成油液。这些油液具 有易于流动，而且几乎是 不可压缩的。根据物理学 中的帕斯卡原理，液体在 受到压力之后，其内部的 压强可以向各个方向传递。
连杆机构（摆动导杆）
• 摆动导杆中注意导杆 为往复摆动
运动简图（鄂式破碎机）
• 鄂式破碎机中包括了 许多零部件，其中有 许多与机构的运动无 关，并且各个构件的 结构形状也与机构的 运动无关。这些与运 动无关的部分在机构 的运动简图中都可以 不反映出来。
运动副（移动、转动）
• 图示为移动副和转动 副，均属于平面运动 副，每一个运动副都 提供了两个运动约束， 它们也因所允许的运 动而得名。 移动副和转动副是工 程中最常见的运动副。
行星轮系（多行星轮）
• 多个行星轮实际上是 利用虚约束来减小每 个行星轮的受力。一 般行星轮应均匀布置， 以满足机构的平衡条 件。
同时，设计时应满足 传动比条件、同心条 件、装配条件和邻接 条件。
槽轮机构
• 当拨盘匀速连续转动 时，通过圆销与槽轮 上的槽接触使槽轮转 动；圆销脱离槽以后， 槽轮便停止运动，此 时圆盘上的锁止弧阻 止槽轮因惯性而运动。
连杆机构（机架取不同构件）
• 根据机械运动相对运 动不变原理，即：取 不同的构件为机架构 件之间的相对运动保 持不变，在机构运动 分析和设计中，可以 通过改变机构的机架 得到新的机构或简化 分析、设计问题。
连杆机构（传动角）
• 连杆机构的传动角为 连杆与机构运动输出 构件之间所夹的锐角， 在机构的运动过程中 一般是会发生变化的。 注意最小传动角发生 时机构的位置。
连杆机构设计（急回）
• 设计的目的是确定机构中 各个构件的杆长 。 画出摇杆两个极限位置的 机构图，可以发现在铰链 点C的极限位置C1和C2已 知的情况下，问题的关键 在于确定固定铰链点A的 位置。 进一步分析可知，点A,、 C1和C2确定了一个圆， 对应弧C1C2的圆周角是 极位夹角。利用点C1和 C2、极位夹角就可以画出 这个圆。铰链点A应当在 此圆上。
运动副（螺旋）
• 螺旋副属于空间运动 副，允许一个独立运 动，为V级副。螺旋副 在工程中有很多应用， 可以实现转动和移动 之间的运动变换。两 个螺旋副可以组成差 动螺旋机构或复式螺 旋机构。
运动副（高副）
• 高副通常是有点、线 接触所形成的运动副。 凸轮机构、齿轮机构 中都有高副。平面高 副可以提供一个运动 约束（即：两构件沿 接触点的法线方向不 能运动）。
连杆机构（曲柄存在）
• 在连杆机构中，与机架相 连接的构件为连架杆，如 果两者之间的运动副为转 动副，而且相对机架可以 转整周（360°），则称 该连架杆为曲柄，否则， 称为摇杆。 对于一个闭链机构，机构 中是否存在曲柄与机构中 各个构件的运动几何尺寸 有关。 图示为曲柄摇杆机构，其 中转动副A、B为周转副， 转动副C、D为摆转副。
凸轮机构（凹槽）
• 图示凸轮机构利用凹 槽实现凸轮与从动件 高副之间的闭合。
凸轮齿轮组合
• 此为凸轮齿轮组合组 合机构，凸轮为圆柱 凸轮，凸轮机构为空 间凸轮机构，凸轮转 动轴线在齿条的移动 平面之中。
连杆机构应用（唧筒）
• 机构是属于带有一个 移动副的四杆机构， 由于滑块为机架，所 以，又称为定块机构。
两构件相成转动副（滚动摩擦）
• 如果在构件1、2中间 引入中间元件，如滚 动轴承，如果再采用 半径小于钢球的半径 的一组钢球代替滚动 轴承的保持架，则构 件1、2以及所有钢球 之间都是滚动摩擦， 磨损将会进一步减小.
带传动1
• 带传动一般是靠带轮 与带接触面间的摩擦 力所产生的转矩来传 递运动和动力的，要 使带传动能够正常工 作，带必须受有足够 大的张紧力，以使带 与带轮之间有足够大 的摩擦力。连杆机构应用（牛头刨）
• 机构为六杆机构，由 摆动导杆机构和Ⅱ级 杆组组成，由于摆动 导杆机构的极位夹角 不为零，所以，机构 具有急回作用，可以 提高时间利用率和生 产效率。
连杆机构应用（转向架）
• 在一般的汽车中，两 个前轮为转向轮。转 向轮的控制由方向盘 带动一个双摇杆机构 来完成。
电动机的工作原理
范成（有根切）
• 在齿轮的范成法加工 中将可能会出现根切 现象----刀具的顶部切 入被加工齿轮的根部， 从而将齿根部已加工 好的渐开线切掉了一 部分。根切现象的出 现会产生降低齿轮的 齿根强度等一系列对 齿轮传动十分不利的 影响。，
连杆机构（急回作用）
• 当曲柄作单向匀速转动时， 摇杆往、复摆动的平均速 度不同。机构的这个特性 称为机构的急回运动特性。 在工程中，将机构的工作 行程安排在摇杆平均速度 较低的行程，而将机构的 空回行程安排在摇杆平均 速度较高的行程，可以达 到提高生产率的目的。 极位夹角越大，机构的急 回运动特性越明显。极位 夹角为零，机构无急回特 性。
连杆机构应用（冲床）
• 该机构为一个六杆机 构，为转动导杆机构 （属于四杆机构）和 一个二级基本杆组串 联而成。
连杆机构的应用（插床）
• 该机构实际上是由一 个双曲柄机构和一个 二级基本杆组串联而 成的机构。
连杆机构设计（三个位置）
• 设计的基本原理是：在铰链四 杆机构中，动铰链点B、C既是 连杆上的点，同时，又是连架 杆上的点，其轨迹为分别以固 定铰点A和D为圆心，相应连架 杆杆长为半径的圆弧，故称点B 和C为圆点，而点A和D为圆心 点。由此得到作图方法是：作 B1B2 连线的中垂线b12，再作 B2B3 连线的中垂b23，则b12 和b13的交点即为圆心点A的位 置。同样，作C1C2 连线的中 垂线c12和C2C3连线的中垂线 c23，c12和c23的交点即为圆 心点D的位置。
连杆机构（连杆曲线）
• 一般连杆机构连杆上 的点的轨迹（简称连 杆曲线）是比较复杂 的，有的连杆曲线像 逗号，有的像“８” 字，有的像香蕉。 图示机构利用连杆曲 线实现了机构输出运 动的间歇运动。
连杆机构的应用（炉门）
• 机构为铰链四杆机构。 用连杆作为炉门，设 计时，要求炉门实现 平面一般运动。
棘轮机构
• 摇杆往复摆动，使棘 爪推动棘轮逆时针方 向间歇运动，并靠止 动爪防止棘轮反转， 弹簧用来保证止动爪 能够正常工作。
不完全齿轮机构
• 当主动轮的齿与从动 轮的齿啮合时将推动 从动轮转动，而当主 动轮齿与从动轮齿脱 离啮合时，从动轮将 停止转动。两轮轮缘 备有锁止弧，可以防 止从动轮的游动，起 到定位作用。
连杆机构的应用（洗衣机）
• 机构是一个六杆机构。 由一个曲柄摇杆机构 和一个Ⅱ级杆组组成。 输出洗衣机缸体的往 复摆动。
连杆机构应用（椭圆仪）
• 属于带有两个移动副 的四杆机构，两个连 架杆均为滑块。可以 证明连杆中点的轨迹 为圆，而其他点的轨 迹均为椭圆。
连杆机构（曲柄摇杆）
• 机构属于铰链四杆机 构，两个连架杆一个 为曲柄，一个为摇杆， 称为曲柄摇杆机构。
凸轮机构（平底直动）
• 平底从动件凸轮机构 中，通常从动件的平 底与其运动的导路方 向成直角，凸轮机构 的压力角为90，所以， 机构的受力状况比较 好。在凸轮机构的基 本尺寸设计中，凸轮 的基圆半径的选择只 要保证不会出现失真 现象就可以了。
凸轮机构（等宽）
• 图示凸轮机构利用凸 轮廓线任意两条平行 切线的距离保持不变 来实现凸轮与从动件 高副之间的闭合。 缺点是凸轮廓线的设 计必须满足廓线任意 两条平行切线距离不 变的条件。
连杆机构的应用（油泵）
• 机构是由四个相同的 双曲柄机构组成的。 利用翼板与泵体内壁 之间容积的变化实现 泵的功能。
凸轮机构（主回）