常用机构(机械传动)复习进程
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。
常用机构机械传动
齿轮机构旳分类 1.平面齿轮机构 — 用于传递两平行轴之间旳运
动和动力。 * 根据轮齿旳排列位置可分为：内齿轮、外齿轮和 齿条；
* 根据轮齿旳方向可分为：直齿轮、斜齿轮和人字齿 轮。
ABCD构成旳双摇杆机构旳运动能够使悬吊 在E出旳物体做平移运动。
上料机械手 经过连杆旳上下运动，实现加紧与松开旳动作。
手动抽水机中旳定块机构
3为固定旳机架（定块），经过手柄（1）旳转 动使移动导杆（4）往复运动，实现抽水功能。
牛头刨床摆动机构
曲柄BC转动，带动AD摆动，EF在AD旳作用 下做往复运动。
其他常用连杆机构应用
更多 动画
2-1-3.连杆机构设计 连杆机构设计旳基本问题:
(1) 实现预定旳运动规律； (2) 实现预定旳连杆位置（刚体导引问题） ； 1. (3)实现预定旳轨迹。 连杆机构设计旳基本措施： (1) 图解法，直观、概念清楚、简朴易行，精度低； (2) 解析法，精度高、计算量大； (3) 试验法，用于运动要求较复杂旳设计或初步
件工作行程旳平均速度不大于回程旳平均速度，则 称该机构具有急回特征。 Ө(极位夹角):是摇杆处于两 极限位置线所夹旳锐角 K为行程速度变化系数,即空 回行程和工作行程平均速度 旳比值:
K V2 C1C2 t2 t1 180 V1 C1C2 t1 t2 180
或
180 K 1
K 1
独立运动。一种自由构件在空间具有6个自由度。 约束：指经过运动副联接旳两构件之间旳某些
相对独立运动所受到旳限制。 根据运动副对被联接旳两构件相对运动约束旳
《机械常识》课件-第五章 常用机构
机构。它们一般是通过改变铰链四杆机构某些
构件的形状、相对长度或选择不同构件作为机
架等方式演化而来的。
1．曲柄滑块机构
具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构称为曲
柄滑块机构。曲柄滑块机构由曲柄、滑块、连杆和机
架组成。曲柄做旋转运动，滑块做往复直线运动。
在做功行程中，
活塞3承受燃气压力
在气缸内做直线运
往复直线运动或往返摆动。
（3）圆柱凸轮机构
圆柱凸轮为一个有沟槽的圆柱体，它绕
中心轴做旋转运动。从动件在平行于凸轮轴
线的平面内做直线移动或摆动。
（4）端面圆柱凸轮机构
端面圆柱凸轮是一
端带有曲面的圆柱体，
它绕中心轴做旋转运动。
从动件在平行于凸轮轴
线的平面内移动或摆动。
2.从动件的端部形状
（1）尖端从动件
1．齿式棘轮机构的组成和工作原理
当主动件做连续往复
摆动时，棘轮做单向间歇
运动。
2．齿式棘轮机构的类型
齿式棘轮机构是通过装于定轴摆动
摇杆上的棘爪推动棘轮做一定角度间歇
转动的机构。齿式棘轮机构有外啮合式
和内啮合式两种。
（1）外啮合齿式棘轮机构
1）单动式棘轮机构
有一个驱动棘爪，只
有当摇杆朝着某一方向摆
动时才能推动棘轮转动，
而反向摆动则无法推动棘
轮转动。
2）双动式棘轮机构
有两个驱动棘爪，
当主动件做往复摆动时，
两个棘爪交替带动棘轮
朝着同一方向做间歇运
动。
3）可变向棘轮机构
棘爪可 绕销轴 翻转 ，
棘爪爪端外形两边对称，
棘轮的齿形制成矩形。使
用时，如果将棘爪翻转，
则棘轮反向转动。
机构与机械传动知识点总结
机构与机械传动知识点总结一、机构概念及分类机构是实现某种特定运动要求或传递动力、转动力的元件组成系统。
机构可分为平面机构和空间机构。
平面机构是由相互连接的刚性物体组成，构成一个平面框架，用于改变平面内一个物体的运动状态。
而空间机构则是由连接的刚性物体组成，构成三维空间中的框架，用以改变空间内一个物体的运动状态。
二、机构运动分析机构的运动分析是研究机构元件在作相对运动时，这些相对运动的大小、方向和速度的关系，进而确定各个链件上的参数和点上的运动规律。
机构运动分析中的关键问题是构件的相对位置和来定向关系、原动件与从动件之间传递运动参数的关系。
1. 机构的图解图分析机构的图解是利用逐点图解的方法，把机构的各种运动传动关系用图形方式表示出来的过程。
2. 机构的位置分析机构的位置分析是指确定机构有且仅有一个稳定的工作姿态。
位置分析的关键是将机构元件的相对位置用运动参数表示出来。
3. 机构的速度分析速度分析是指确定机构各个部件的运动速度。
速度分析时，可以将链速度与各凸轮器件上点的速度分解为切矢方向和截矢方向上的速度。
4. 机构的加速度分析机构加速度分析侧重于确定机构各个部件的加速度。
在加速度分析中，最重要的是识别相对位移函数的二阶导数以确定加速度。
三、机械传动概念及分类机械传动是指通过机械装置来传递或转换动力和运动的过程。
根据传递的力的特性和运动轴线位置的方向，机械传动可分为顺合传动和交叉传动。
顺合传动是指输入轴和输出轴的方向一致，而交叉传动则是指输入和输出轴的方向不一致。
四、机械传动的组成部分1. 传动机构传动机构是指通过传动装置来实现力的传递和转换的系统。
传动机构的主要组成元件包括齿轮、链条、带传动等。
2. 联接件联接件是机械传动系统中用于连接传动机构的部件，包括轴、螺纹副、销轴、键等。
3. 动力元件动力元件是指机械传动系统中用来提供动力的元件，包括电动机、内燃机等。
4. 传动环境传动环境是指机械传动系统工作的环境条件，包括传动系统的温度、湿度、气压等。
机械基础复习提纲
机械基础复习提纲第一章总论一、名词解释1．机构、机器、机械、构件、零件的含义。
2．运动副的含义、分类、判别。
3．平面机构自由度的含义、计算公式。
4．如果机构自由度F > 原动件数，将会怎样？如果机构自由度F < 原动件数，将会怎样？如果机构自由度F =0，将会怎样？5.平面机构自由度计算，注意复合铰链、局部自由度和虚约束等情况，不要误判、遗漏杆件及高副等。
例如右图所示机构、习题1-7e所示机构。
第三章常用机构§3-1 平面连杆机构一、铰链四杆机构及其应用1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构3．双摇杆机构二、平面四杆机构的的演化1．曲柄滑块机构2．导杆机构——分转动导杆、摆动导杆3．摇块机构4．定块机构平面四杆机构的的演化三、平面四杆机构的主要特性1. 曲柄存在的条件：（1）在曲柄摇杆机构中，曲柄最短；（2）最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和。
根据这一条件及取不同构件作为机架时，可以得到不同的铰链四杆机构。
（1）最短杆与最长杆之和大于于或等于其余两杆之和，不存在曲柄，为摇杆机构。
（2）最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，存在三种情况：①以最短杆的邻杆为机架，则为曲柄摇杆机构，曲柄为最短杆；②以最短杆为机架，则为双曲柄机构；③以最短杆的对边杆为机架，则为双摇杆机构。
2．急会特性和行程速度变化系数1）急回特性——从动件的回程平均速度大于工作行程平均速度，以缩短非生产时间，提高生产效率。
2）行程速度变化系数——从动件回程平均速度与工作行程平均速度之比。
用K 表示：3. 压力角与传动角压力角α——作用在从动件C 点上力F 与该点绝对速度 之间的夹角。
传动角γ——γ=90º-α。
4． 死点在曲柄摇杆机构中，若摇杆为主动件，曲柄为从动件，当摇杆处在两个极限位置时，连杆线与曲柄线重合，连杆推动曲柄的力通过曲柄转动中心，无法形成力矩，不能推动曲柄旋转。
§3-2 凸轮机构凸轮机构——将原动件的连续转动或移动，转化为从动件的任意预定运动规律的连续或间歇的往复移动、摆动或复杂平面运动。
机械设计基础常用机构辅导
常用机构辅导一一、常用机构概述机构由构件组合而成，但并非任意的构件组合都能成为机构，只有组成机构的各构件之间具有确定的相对运动，才能使机构按设计要求完成有规律的运动。
因此，学会识别机构以及掌握如何组合构件来满足机构具有确定运动的条件，是机构分析与设计的基础。
机构的运动简图是机械设计的工程语言，能够简明准确地表达出机构的实质内容，即运动的传递路线、各构件的运动形式以及构件之间的连接关系等。
因此，机构运动简图作为一种工具，应较熟练地加以掌握。
(一)机构的组成和运动副1．机构的组成机构由若干构件联接组合而成，根据运动传递路线和构件的运动状况，构件可分为三类：（1）机架机构中的固定构件或相对固定构件称为机架。
每个机构中均应有一个构件作为机架。
（2）原动件机构中作独立运动的构件称为原动件。
原动件是机构中输入运动的构件，故也称主动件。
每个机构都应至少有一个原动件。
在机构运动简图中，要求用箭头标明原动件的运动方向。
（3）从动件机构中除了机架和原动件以外的所有构件均称为从动件。
2．运动副概念两个构件直接接触而形成的可动联接称为运动副。
这个概念包含三层意思：（1）两个构件运动副中之“副”是成对的意思，一个构件谈不上运动副，由两个构件构成一个运动副，两个以上的构件则可构成多个运动副。
（2）直接接触两个构件只有直接接触才能构成运动副。
直接接触使构件的某些独立运动受到限制（或约束），构件的自由度减少，从而体现出运动副的作用。
一旦构件脱离接触而失去约束，它们所构成的运动副即不复存在。
（3）可动联接两个构件之间要能存在一定形式的相对运动，形成一种可动的联接。
显然，若两构件之间具有无相对运动的静联接，则二者固结为一个构件，它们之间不存在运动副。
在平面机构中，按构件的接触性质运动副可分为高副和低副两类，它们所约束的自由度数目和内容是不同的。
（二）平面机构的运动简图机构运动简图是表示机构组成和各构件相对运动关系的简明图形。
在机构运动简图中，不考虑机构外形和运动副的具体结构，仅用简单线条和符号表示构件和运动副，突出表达机构的运动关系。
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。
第六章 常用机构(汽车机械基础教案)
2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构.双曲柄机构 中,通常主动曲柄作匀速转动,从动曲柄作同向变速转动.如图6-4所 示的惯性筛机构,当曲柄AB作匀速转动时,曲柄CD作变速转动,通过构 件CF使筛子产生变速直线运动,筛子内的物料因惯性而来回抖动,从而 达到筛选的目的.
在双曲柄机构中, 若相对的两杆长度分别 相等,则称为平行四边 形机构.它有如图6-5a 所示的正平行双曲柄机 构和如图6-5b所示的反 平行双曲柄机构两种形 式.前者的运动特点是 两曲柄的转向相同且角 速度相等,连杆作平动; 后者的运动特点是两曲 柄的转向相反且角速度 不等.
7,利用超越性设计的超越离合器是一种————棘轮机构. A,单向驱动 B,双向驱动
第四节 螺旋机构
螺旋机构由螺杆,螺母和机架组成(一般把螺杆和螺母之一作成机 架),其主要功用是将旋转运动变换为直线运动,并同时传递运动和动力, 是机械设备和仪器仪表中广泛应用的一种传动机构. 按用途和受力情况,螺旋机构又可分为传递运动,动力和用于调整等 三种类型;按螺旋副的摩擦性质,螺旋机构可分为滑动螺旋机构,滚动螺 旋机构和静压螺旋机构三种类型. 螺旋机构具有结构简单,工作连续平 稳,传动比大,承载能力强,传递运动准确,易实现自锁等优点,故应用 广泛. 螺旋机构的缺点是摩擦损耗大,传动效率低.随着滚珠螺纹的出现, 缺点已得到很大的改善.
三,平面四杆机构的特性参数* 平面四杆机构的特性参数*
1.铰链四杆机构存在曲柄的条件 有无曲柄的存在必须满足以下两个条件: 1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和. 2)最短杆为机架或连架杆. 根据以上条件,我们可得进行铰链四杆机构基本类型的判别,方法 如下: 1)当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时: ①若最短杆为连架杆,则机构为曲柄摇杆机构; ②若最短杆为机架,则机构为双曲柄机构; ③若最短杆为连杆,则机构为双摇杆机构. 2)当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,则不论 取何杆为机架,机构均为双摇杆机构.
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机构运动简图：根据机构的运动尺寸, 按一定 的比例定出各运动副的位置, 并用国标规定的简单 线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构运 动关系的简明图形。
机构的示意图：指为了表明机构结构状况, 不 要求严格地按比例而绘制的简图。
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
常用传动机构简图
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。
常用机构(机械传动)
常用的构件
构件名称
构件的作用和要求
机架（参考构 件）
输入（主动） 件
从动件
输出件
机构中视为不动的构件，用于支承和作为研究其他构件运动的 参考坐标 机构中运动规律为给定或已知的一个或几个构件
其运动规律取决于机构型式、机构运动尺寸或参数以及主动件 运动规律的构件；除主动件以外的所有可动构件均可视为从动 件
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Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ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。
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=Fcosγ
γ↑ 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
分类:
平面连杆机构 空间连杆机构
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。
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:
K V 2 C1C 2 t2
V1
C1C 2 t1
t1 t2
180 180
或
180 K 1
K 1
只要极位夹角θ ≠ 0 ， 就有 K>1 ；
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
移动导杆机构
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。
机构中具有期望运动规律或运动要求的从动件
传动件
在主动件和从动件间传递运动和动力的所有构件
导引件
在机构中具有给定位置或轨迹要求的所有构件
原动件
由外界输入驱动力或驱动力矩的构件
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。
Ⅴ级副
Ⅲ级副
转动副 Ⅴ级副
球面副 Ⅴ级副
移动副
螺旋副
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。
θ越大，K值越大，机构的急回性质越明显。
平面机构具有急回特性的条件: (1)原动件等角速整周转动； (2)输出件具有正、反行程的往复运动； (3)极位夹角Ө>0。
二.机械设计常用机构
2-1.连杆机构 2-2.齿轮机构 2-3.齿轮系机构 2-4.凸轮机构 2-5.其它机构
2-1.连杆机构 2-1-1.概述
连杆机构：由低副（转动副、移动副、球面 副、球销副、圆柱副及螺旋副等）将若干构件连 接而成的，故又称为低副机构。
常见应用：折叠伞、公共汽车开关门、折叠 椅、开窗户支撑、内燃机、牛头刨床、机械手爪 等。
雷达天线俯仰机构
构 特征：两个曲柄 作用：将等速回转转变为等速或变速回转。
机车车轮联动机构
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。
起重机
汽车换向机构
其它平面连杆机构
曲柄滑块机构
转动导杆机构
曲柄摇块机构
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。