机械传动与常用机构
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。
机械传动概述
补充例题 本传动装置用于带式运输机，工作参数：运输带工作拉力F=5KN， 本传动装置用于带式运输机，工作参数：运输带工作拉力 ， 工作速度=1.6m/s，滚筒直径 工作速度 ，滚筒直径D=500mm，传动效率 ，传动效率η=0.96，在 ， 室内工作（环境最高温度35℃），载荷平稳 连续单向运转， 载荷平稳， 室内工作（环境最高温度 ℃），载荷平稳，连续单向运转， 使用寿命24000小时。本设计拟采用二级圆锥直齿轮减速器， 小时。 使用寿命 小时 本设计拟采用二级圆锥直齿轮减速器， 设计其传动方案。 设计其传动方案。
例一： 例一：
机械传动概论
例二：已知工作机所需功率 传动滚筒效率为0.96，求：电机所需功率。 电机所需功率。 例二：已知工作机所需功率Pw,传动滚筒效率为 传动滚筒效率为 ，
机械传动概论
传动滚筒效率为0.96， 例3：已知工作机所需功率 ＝8KW,传动滚筒效率为 ：已知工作机所需功率Pw＝ 传动滚筒效率为 ， 求：电机所需功率。 电机所需功率。
2 ．带传动等摩擦传动：传动平稳，可过载保护，故一般宜放在转速较高的 带传动等摩擦传动：传动平稳，可过载保护， 运动链初始端 。 3 ．链传动：因传动不均匀，传动中有冲击振动，故不宜放在高速级。 链传动：因传动不均匀，传动中有冲击振动，故不宜放在高速级。
4 ．锥齿轮：一般安排在高速级。 锥齿轮：一般安排在高速级。 5 ．斜齿轮传动：平稳性好于直齿轮传动，相对用于较高速级 斜齿轮传动：平稳性好于直齿轮传动，
2．改变运动规律 ． 实现减速、增速、 实现减速、增速、变速或实现间歇运动
3．传递动力 ． 将原动机的动力以功率或转矩的形式传递给执行构件， 将原动机的动力以功率或转矩的形式传递给执行构件，使执行构件能够完 成预定功能 4．实现远距离的动力和运动的传递 ． 采用带传动、 采用带传动、链传动或轮系传动等均可传递相距较远两轴间的运动 与动力。 与动力。
第九章 机械其他常用机构
图1
图2
放
刀
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ห้องสมุดไป่ตู้
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位
卷
机
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构
机
构
本章小结
1、机械式变速机构的有级变速机构、无级变速机构的类型 和工作原理。 2、机械式换向机构的常用类型和工作原理。 3、棘轮机构、槽轮机构等间歇机构的常见类型和工作原理。
前述棘轮机构，棘轮的转角都是以棘轮的轮齿为单位的，即棘轮转角 的改变都是有级的。
(2)摩擦式棘轮机构
若要无级地改变棘轮的转角，可采用无棘齿的摩擦棘轮机构(图4）， 该机构是摩擦棘轮机构中的一种。摩擦式棘轮机构的使用优点是无 噪声，多用于轻载间歇运动机构。
第三节 间歇机构
二、槽轮机构
1、槽轮机构的工作原理
槽轮机构能把主动轴的等速连续运动转变为从动轴周期性的间歇运动， 槽轮机构常用于转位或分度机构。图1所示为一单圆外啮合槽轮机构，它 由带圆柱销2的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮3和机架等组成。槽轮 机构工作时，拨盘为主动件并以等角速度连续回转，从动槽轮作时转时 停的间歇运动。
当圆销2未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外 凸圆弧卡住，故槽轮静止不动。图1a所示为圆销2刚开始进入槽轮径向 槽的位置。这时锁止弧刚好被松开，随后槽轮受圆销2的驱使而沿反向 转动。当圆销2开始脱出槽轮的径向槽时（图1b），槽轮的另一内凹锁 止弧又被曲柄的外凸圆弧卡住，致使槽轮又静止不动，直到曲柄上的圆 销2进入下一径向槽时，才能重复上述运动。这样拨盘每转一周，槽轮 转过两个角度。
图 2 滑 移 齿 轮 变 向 机 构
第二节 换向机构
3、圆锥齿轮变向机构
图所示为圆锥齿轮变向机构。在图a中，两个端面带有爪形齿的圆锥齿轮 Z2和Z3，空套在水平轴上，这两个圆锥齿轮能与同轴上可滑移的双向爪形离合 器啮合或分离，双向爪形离合器和水平轴用键联接。另一个圆锥齿轮Z1固定在 垂直轴上。当圆锥齿轮Z1旋转时，带动水平轴上两个圆锥齿轮Z2和Z3，这两个 齿轮同时以相反的方向在轴上空转。如果双向离合器向左移动，与左面圆锥齿 轮Z2上的端面爪形齿啮合，那么运动由左面的圆锥齿轮Z2通过双向离合器传给 水平轴；若双向离合器向右移动，与圆锥齿轮Z3端面爪形齿啮合，那么运动将 由圆锥齿轮Z3通过双向离合器传给水平轴，且旋转方向相反。图b所示为滑移 齿轮式变向机构。通过水平轴上的滑移齿轮，使左或右齿轮与主动轮分别啮合， 水平轴可得到转向相反的转动。
传动机构介绍
传动机构介绍传动机构是机械装置中一种常见的组件，用于将动力传输到不同的部件或系统中。
它起着连接和传递动力的作用，使得机械设备能够顺利运行。
在本文中，我们将介绍传动机构的基本概念、分类、工作原理以及应用领域。
一、基本概念传动机构是由两个或多个部件组成的系统，它们通过接触或链接来传输动力。
传动机构可以用来改变动力的速度、方向和扭矩。
其主要组成部分包括齿轮、链条、皮带等。
二、分类根据传动方式的不同，传动机构可以分为以下几种类型：1.齿轮传动：齿轮是传动机构中最常见的元件之一。
它由两个或多个齿轮组成，通过齿轮之间的啮合来传递动力。
齿轮传动可分为直齿轮传动、斜齿轮传动、圆柱齿轮传动等。
2.链传动：链传动是一种使用链条将动力传递到不同部件的机构。
链条由一系列链接件组成，通过链条的滚动来完成动力传递。
链传动广泛应用于自行车、摩托车等交通工具中。
3.皮带传动：皮带传动使用皮带将动力从一个部件传递到另一个部件。
皮带由橡胶、聚酯纤维等材料制成，具有较高的抗拉强度和耐磨性。
皮带传动通常用于汽车发动机、工厂设备等领域。
4.轴传动：轴传动是一种使用轴将动力传递到不同部件的机构。
轴传动主要包括直接轴传动和间接轴传动两种形式。
直接轴传动通过刚性轴将动力传递，而间接轴传动通过联轴器等部件进行动力传递。
三、工作原理传动机构的工作原理主要基于力的平衡和运动学原理。
当动力输入到传动机构时，它会引起传动部件之间的相对运动，并将动力传递到所连接的部件上。
各种传动机构的工作原理略有不同，但都遵循力和运动平衡的基本原理。
齿轮传动是通过齿轮之间的啮合来传递动力的。
当一个齿轮旋转时，它的齿会与另一个齿轮的齿相啮合，使得另一个齿轮也开始旋转。
齿轮传动可以改变旋转的方向和速度，并且能够传递大扭矩。
链传动是通过链条的滚动来传递动力的。
当链条在驱动轮和从动轮之间滚动时，从动轮会开始旋转。
链传动常用于需要变速比较大的场合，例如自行车。
皮带传动是通过皮带的张紧和滚动来传递动力的。
简述曲柄连杆机构的功用。
简述曲柄连杆机构的功用。
曲柄连杆机构是一种常见的机械传动机构，由曲柄、连杆和活塞组成。
它的主要功用是将旋转运动转化为直线运动，常用于内燃机、蒸汽机、压缩机等设备中。
曲柄连杆机构的主要功用有以下几个方面：1. 转换运动方向：曲柄连杆机构可以将旋转运动转换为直线运动，或者将直线运动转换为旋转运动。
例如，在内燃机中，曲柄连杆机构将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车的轮胎转动。
2. 改变运动速度：曲柄连杆机构可以通过改变曲柄的长度和连杆的长度来改变运动速度。
例如，在蒸汽机中，通过改变连杆的长度，可以调节活塞的运动速度，从而控制蒸汽机的输出功率。
3. 改变运动幅度：曲柄连杆机构可以通过改变曲柄的角度和连杆的长度来改变运动幅度。
例如，在压缩机中，通过改变曲柄的角度和连杆的长度，可以调节活塞的运动幅度，从而控制压缩机的排气量。
4. 实现机械传动：曲柄连杆机构可以通过连接不同的机械部件，实现机械传动。
例如，在内燃机中，曲柄连杆机构将活塞的运动传递给连杆，再通过连杆传递给曲轴，从而实现发动机的工作。
5. 平衡力量：曲柄连杆机构可以通过调节连杆的长度和曲柄的角度，实现力的平衡。
例如，在内燃机中，曲柄连杆机构可以通过调节连杆的长度和曲柄的角度，使活塞在运动过程中受到的力平衡，从而减少振动和噪音。
6. 实现往复运动：曲柄连杆机构可以将旋转运动转换为往复运动。
例如，在内燃机中，曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，从而实现气缸内燃烧的过程。
总之，曲柄连杆机构是一种重要的机械传动机构，它可以将旋转运动转换为直线运动，改变运动速度和幅度，实现机械传动，平衡力量，实现往复运动等多种功用。
它在各种机械设备中都有广泛的应用，是现代工业生产中不可或缺的一部分。
机械原理其他常用机构
（１）1 2
即主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中 间轴的夹角
（２） M1 M 3 即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。
三、万向联轴节的应用
在汽车中的 应用
在轧钢机 中的应用
在铣床中 的应用
在机床工装中应用
§7-2 螺 旋 机 构
1.螺旋机构及其应用
组成：螺杆、螺母、机架。 运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。
１、棘轮齿形的选择
a
（１）不对称梯形齿
φ
不对称梯形齿强度 较高，已经标准化， 是最常用的一种齿 形
m——模数， z——齿数
a=m, t=πm，h=0.75m
D=mz，Df=D-2h，Φ=15゜～30゜
（2）直线型三角形齿
直线
这种齿形的 齿顶尖锐， 强度较低， 用于小载荷 场合。
（3）圆弧型三角形齿
名称
符号
圆销的回转半径 R
圆销半径
r
槽顶高
H
槽底高
h
锁止弧半径 Rx
锁止弧张角
g
外啮合槽轮机构计算公式
R a sin p z
r1R 6
H a cos p z
h = a -(R +r) 或h =a -(R +r) -(3 ～5)mm
Rx R r e
g
=
2p k
-
2
F 1
=
2
p
(
1 k
+
1 z-
主动轮锁止弧S1与从动 轮的锁止弧S2接触
主动轮连续转动，从动 轮静止不动
两轮轮齿部分相啮合
两轮的运动关系与渐开线 齿轮传动相同
不完全齿轮机构的类型
机械机构分类
机械机构分类
机械机构是由各种机械零件按照一定的连接方式组合而成的系统。
机械机构的分类可以根据其结构、运动特性和用途等多个方面进行。
以下是一些基本的机械机构分类：
按照结构分类：
连杆机构：包括曲柄滑块机构、滑块机构等，其中曲柄滑块机构是最基本的机械机构之一。
齿轮机构：包括齿轮传动、齿条齿轮传动等，常用于实现旋转运动和传递动力。
凸轮机构：利用凸轮的轮廓来控制运动，常用于机床上的自动工作。
摆线机构：使用摆线副实现特定的运动轨迹，用于转换连续运动为间断运动。
并杆机构：多个杆件相互平行或呈并列关系的机构，如平行四边形机构、钳形机构等。
按照运动特性分类：
平动机构：所有零件都只有平动，如曲柄滑块机构。
回转机构：所有零件都只有回转，如齿轮传动。
回转平动机构：部分零件有回转，部分零件有平动，如摆线机构。
按照用途分类：
传动机构：用于传递动力和运动，如齿轮传动、皮带传动。
变速机构：用于改变运动速度，如齿轮箱。
定位机构：用于定位零件的相对位置，如滑块导向机构。
复合机构：由多个基本机构组合而成，实现多种功能，如汽车变速器。
按照运动副的类型分类：
旋转副：实现零件的回转运动。
平移副：实现零件的平动运动。
螺旋副：实现零件的螺旋运动，如螺旋副螺旋。
摆动副：实现零件的摆动运动。
齿轮曲柄滑块机构运动原理
齿轮曲柄滑块机构运动原理一、引言齿轮曲柄滑块机构是机械传动中常用的一种机构，它可以将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
本文将详细介绍齿轮曲柄滑块机构的运动原理。
二、齿轮的基本原理齿轮是一种常用的机械传动元件，它由一个或多个齿轮组成，通过啮合传递力和运动。
齿轮的基本原理是利用啮合齿轮间的齿形来实现传递力和运动。
在两个啮合的齿轮中，大齿轮比小齿轮转速慢，但扭矩大；小齿轮比大齿轮转速快，但扭矩小。
因此，在不同大小的齿轮组合中，可以实现不同的速比和扭矩输出。
三、曲柄的基本原理曲柄是一种能够将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动的机构。
它由曲柄连杆机构组成，其中曲柄为旋转部件，连杆为连接曲柄和活塞的机构，活塞为直线运动部件。
曲柄的基本原理是通过曲柄的旋转运动，使连杆产生往复直线运动，从而实现将旋转运动转化为直线运动。
四、滑块的基本原理滑块是一种能够将直线运动转化为旋转运动或者将旋转运动转化为直线运动的机构。
它由滑块和导轨组成，其中滑块为直线运动部件，导轨为限制滑块运动方向的机构。
滑块的基本原理是通过滑块在导轨上的往复直线运动，使其带动与之相连的齿轮或曲柄等旋转部件产生旋转运动，从而实现将直线运动转化为旋转运动。
五、齿轮曲柄滑块机构的组成齿轮曲柄滑块机构由齿轮、曲柄和滑块三个部分组成。
其中齿轮用于传递力和速度输出，曲柄用于将旋转运动转化为直线往复运动，而滑块则用于将直线往复运动再次转化为旋转输出。
六、齿轮曲柄滑块机构的运动原理齿轮曲柄滑块机构的运动原理可以分为以下几个步骤：1. 齿轮传递旋转运动当驱动齿轮开始旋转时，它会通过啮合传递旋转运动给被传动齿轮。
由于不同大小的齿轮组合会产生不同的速比和扭矩输出，因此可以根据需要选择不同大小的齿轮组合来实现所需的输出。
2. 曲柄将旋转运动转化为直线往复运动当被传动齿轮开始旋转时，它会带动与之相连的曲柄一起旋转。
由于曲柄是能够将旋转运动转化为直线往复运动的机构，因此在曲柄旋转时，连杆也会产生往复直线运动。
§14—2常用机构的类型、特点和选用
表14-2列举了摩擦传动和啮合传动机构常用的圆周速 度和减速比范围，以及现已达到的最大传动功率，供选型 时参考。 表14-2
传动机构 平型带 类型 V带 摩擦轮
≤15~25 ≤7~10 150~250
齿轮
≤15~120 ≤4~8(30) 50000
蜗杆
≤15~35 ≤80 550
链
≤15~40 ≤6~10 3250
2、往复摆动：曲柄摇杆、摆动导杆、摆动推杆凸轮机构、 、往复摆动： 组合机构等。 四、实现再现轨迹的机构 四连杆机构：一般只能近似实现预期的轨迹。结构简单、 制造容易。 多杆机构或齿轮—连杆组合机构：能实现预期的轨迹。制 造困难、成本高。 凸轮—连杆组合机构：几乎可完全准确实现任意的轨迹。 制造凸轮成本高。
142常用机构的类型特点和选用在初步拟定出机械传动系统的方案后为了使传动方案逐步具体化必然要涉及到机构类型的选择问题
常用机构的类型、 §14—2 常用机构的类型、特点和选用
在初步拟定出机械传动系统的方案后，为了使传动方 案逐步具体化，必然要涉及到机构类型的选择问题。下面 我们就来对各种常用机构的工作特点、性能和适用场合等 作一简略的归纳、比较。 一、传递回转运动的机构 1、摩擦传动机构：带传动、摩擦轮传动等。 优点： 优点：构造简单、传动平稳、易实现无级变速、有过载保护作用。 缺点： 缺点：传动比不准确、传递功率小、传动效率低等。 2、啮合传动机构：齿轮、蜗杆、链传动等。链传动常用 在对精度要求不高而工作条件恶劣的地方。 3、连杆传动机构：双曲柄机构、平行四边形机构等。用 于有特殊需要的地方。
圆周速度 5~25(30) 5~30 (m/s) 减速比
≤5 ≤8~15 750~1200
最大功率 2000 (KW)
2.1机械传动机构装调(齿轮传动带传动)
二
齿轮传动—齿轮间隙调整
1、圆柱齿轮的间隙调整
（1）偏心套(轴)调整法
如右图所示，将相互啮合的一对齿轮中的一个齿轮 4装在电机输出轴上，并将电机2安装在偏心套1(或偏 心轴)上，通过转动偏心套(偏心轴)的转角，就可调节 两啮合齿轮的中心距，从而消除圆柱齿轮正、反转时 的齿侧间隙。特点是结构简单，但其侧隙不能自动补 偿。
二 带பைடு நூலகம்动
按传动原理带传动可分为： （1）摩擦带传动： 靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等。 （2）啮合带传动： 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带 传动。
摩擦型带传动
啮合型带传动
二 带传动
1.带传动分类及特点 按传动原理带传动可分为： （1）摩擦带传动： 靠传动带与带轮间的摩擦力实现传动，如V带传动、平带传动等。 （2）啮合带传动： 靠带内侧凸齿与带轮外缘上的齿槽相啮合实现传动，如同步带 传动。
图2-3 锥度齿轮消除间隙结构 1、2-小齿轮 3-垫片
二
齿轮传动—齿轮间隙调整
（3）双片薄齿轮错齿调整法
将其中一个做成宽齿轮，另一个 用两片薄齿轮组成。采取措施使一个 薄齿轮的左齿侧和另一个薄齿轮的右 齿侧分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右 两侧，以消除齿侧间隙，反向时不会 出现.死区。
34 56 7
二 带传动
多楔带:多楔带是平带基体上有若干纵向楔形凸起, 它兼有平带和V带的优点且弥补 其不足, 多用于结构紧凑的大功率传动中。
二 带传动
圆形带：圆形带的截面形状为圆形。 仅用于如缝纫机、 仪器等低 速小功率的传动。 同步带：同步齿形带即为啮合型传动带。 同步带内周有一定形状 的齿。
摩擦型带传动
啮合型带传动
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第四章 机械传动与常用机构
4-1.试比较说明链传动与带传动的特点。
答：带传动：
优点：具有弹性和挠性，噪声小；可用于两轴中心距较大的传动；能防止机器其
他部件的破坏；结构简单，便于维修。
缺点：有滑动现象，不能保证准确的传动比；传动效率低。
链传动：
优点：摩擦损耗小，效率高，结构紧凑，能保证准确的平均传动比。
缺点：只能在中、低速下工作，瞬时传动比不均匀，有冲击噪声。
4-2.齿轮传动有什么特点？
答：优点：适用范围广，效率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠性较高，
可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。
缺点:成本高；不适宜远距离两轴之间的传动。
4-3.简述齿轮传动的主要类型？
答：两轴线相互平行的圆柱轴线齿轮传动，两轴线相交的圆锥齿轮传动，两轴线
交错在空间既不平行也不相交的螺旋齿轮传动。
4-4.轮齿的主要失效形式有哪几种？
答：（1）轮齿折断 （2）齿面磨损 （3）齿面点蚀 （4）齿面交合
4-5.涡轮传动有哪些特点？
答：（1）传动比大，且准确
（2）传动平稳，无噪声
（3）可以实现自锁
（4）传动效率比较低
（5）有较严重的摩擦磨损，引起发热，使润滑情况恶化。
4-6.连杆结构有哪些优缺点？
答：
优点: 1）能够实现多种运动形式的转换，如它可以将原动件的转动转变为
从动件的转动、往复移动或摆动。反之也可将往复移动或摆动转变为连续地转动。
2）平面连杆机构的连杆作平面运动，其上各点的运动轨迹曲线有多种多样，利
用这些轨迹曲线可实现生产中多种工作要求。
3）平面连杆机构中，各运动副均为面接触，传动时受到单位面积上的压力较小，
且有利于润滑，所以磨损较轻，寿命较长。另外由于接触面多为圆柱面或平面，
制造比较简单，易获得较高的精度。
缺点:
1）难以实现任意的运动规律。
2）惯性力难平衡(构件作往复运动和平面运动),易产生动载荷。
3）积累误差(低副间存在间隙),效率低。
4-7.凸轮机构有哪些优缺点？
答：优点：通过设计凸轮轮廓线，可以很容易实现几乎任意要求的从动件的运动
规律。
缺点：凸轮廓线与从动件之间是点和线接触的高副，易于磨损。
4-8.试述棘轮机构的特点和应用场合。
答：结构简单，制作容易，便于实现调节，但精度低，工作时噪声和冲击大，磨
损快。因此，该机构多用于运动速度和精度不高，传递动力不大的分度、计数、
供料和制动等场合。
4-9.槽轮机构有哪几种基本形式？
答：槽轮机构有外啮合槽轮和内啮合槽轮两种基本形式。