机械传动常用机构设计课件-精

机械设计基础全套ppt课件

• 新型设计：应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械。
• 继承设计：根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
• 变型设计：为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。
机械设计原则与方法
机械设计原则与方法
可靠性准则
可靠性是指产品在规定的使用条件下，在预期的使用寿命内，完成规定功能的能力。可靠性不仅与产品有关，还与产品的使用有关。
安全性准则
安全性指产品在流通和使用过程中，有关危害人身安全与健康的风险大小。
机械设计原则与方法
理论设计
依靠现有的科学理论和试验数据所进行的设计。它是一种定量设计，凡属重要和大型的结构均应
分析可靠性设计在实际应用中面临的困难，如数据获取、模型验证等，并探讨未来发展趋势，如基于大数据和人工智能的可靠性设计等。
THANKS.
机械设计基础全套ppt 课件
目录
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 传动系统设计 • 轴系零部件设计 • 连接与紧固件设计 • 液压与气压传动系统设计 • 现代设计方法在机械设计中的应用
机械设计概述
01
机械设计定义与分类
• 机械设计的定义：根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
热处理
提高材料力学性能和使用寿命，如淬火、回火、渗碳等。
零件结构设计及优化
结构设计原则
01
满足功能要求，力求简单、紧凑、合理。
优化设计方法

机械原理(全套15PPT课件)

按形状分为盘形、圆柱形、平板型等；按从动件类型分为尖底、滚子、平底等
从动件的常用运动规律
等速运动规律
从动件匀速运动，产生刚性冲击
等加速等减速运动规律
从动件分段匀变速运动，产生柔性冲击
简谐运动规律（余弦加速度运动规律）
从动件按余弦规律加速运动，无冲击
正弦加速度运动规律
从动件按正弦规律加速运动，无冲击
平面四杆机构的设计
按照给定的连杆位置设计四杆机构
按照给定的运动轨迹设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
按照给定的急回特性设计四杆机构
按照给定的传动角设计四杆机构
作图法、解析法
作图法、解析法
05 凸轮机构及其设计
凸轮机构的应用和分类
凸轮机构的应用
自动机械、操纵控制、传动装置等
凸轮机构的分类
重要性
机械原理是机械工程学科的基础，对于理解和分析机械系统的运动、力和能量传递过程具有重要意义。
机械原理的研究对象和内容
研究对象
机械系统，包括机构、传动、控制等方面。
研究内容
机构的结构分析、运动分析、力分析、动力学分析、优化设计等。
机械原理的发展历程和趋势
发展历程
从简单机械到复杂机械系统，从经验设计到基于科学计算的设计。
机械原理(全套15PPT课件)
contents
目录
• 机械原理概述 • 机构的结构分析 • 平面机构的运动分析 • 平面连杆机构及其设计 • 凸轮机构及其设计 • 齿轮机构及其设计
01 机械原理概述
机械原理的定义与重要性
定义
机械原理是研究机械系统中力的传递、转换和效应的基本规律和原理的学科。
具有急回特性、死点位置、压力角和传动角等特性，这些特性对机构的运动性能和动力性能有重要影响。

机械原理8连杆机构设计

要求连杆在两个位置垂直地面且相差180˚
给定的设计条件： 1)几何条件（给定连架杆或连杆的位置） 2)运动条件（给定K） 3)动力条件（给定γmin）设计方法：图解法、解析法、实验法
3. 用解析法设计四杆机构思路：首先建立包含机构的各尺度参数和运动变量在内的解析关系式，然后根据已知的运动变量求解所需的机构尺度参数。
特例：等腰梯形机构－汽车转向机构
C’ B’
B
C
作者：潘存云教授
A
D
CC 电机
作者：潘存云教授
D
蜗轮 BBBA AA
蜗蜗杆杆
风扇座
D
A
作者：潘存云教授
EE
C
B
2.平面四杆机构的演化型式 (1) 改变构件的形状和运动尺寸
作者：潘存云教授
曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构
↓∞ 偏心曲柄滑块机构
s =l sin φ
若∠B1C1D≤90°,则 γ1＝∠B1C1D ∠B2C2D＝arccos[b2+c2-(d+a)2]/2bc
若∠B2C2D>90°, 则 γ2＝180°-∠B2C2D
γmin＝[∠B1C1D, 180°-∠B2C2D]min
注：机构的传动角一般在运动链最终一个从动件上度量。
B2 A
C2γ2 bγ1 c C1
（1）曲柄摇杆机构共有三种基本型式：
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。如雷达天线。
CC作者：潘存云教授 2 33
作者：潘存云教授
3
B1 4 D
A
雷达天线俯仰机构曲柄主动
（2）双曲柄机构特征：两个曲柄
3
2

【教学课件】《机械设计与创新》齿轮传动

6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
6.3.1 直齿圆柱齿轮各部分名称和符号
齿数：圆周上均匀分布的轮齿总数，用 z 表示。齿宽：轮齿的轴向长度，用 b 表示。齿顶圆：过所有轮齿顶部的圆，其半径用 ra 表示。齿根圆：过所有齿槽底部的圆，其半径用 rf 表示。齿厚：在半径为 rK 的圆周上，同一轮齿两侧齿廓间的弧长称为该圆上的齿厚，用 sK 表示。齿槽宽：相邻两齿之间的空间称为齿槽。在半径为 rK 的圆周上，相邻两齿反向齿廓间的弧长称为该圆上的齿槽宽，用 eK 表示。内齿轮的齿厚相当于外齿轮的齿槽宽。
6.3.2.1 标准直齿圆柱齿轮的基本参数
(4) 齿顶高系数h *a 和顶隙系数c* 齿轮的齿顶高、齿根高都与模数m成正比。即
ha=ha*m hf=(ha* + c*)m h=(2ha* +c*)m
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
6.3.2.2 标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
标准齿轮是指分度圆上的齿厚s等于齿槽宽e，且齿顶高和齿根高及m、 α、ha* 、c* 均为标准值的齿轮。
6.5.1 渐开线齿轮的切制原理
范成法切制齿轮
范成法是利用一对齿轮（或齿轮与齿条）啮合时，两轮齿廓互为包络线的原理来切制轮齿的加工方法。
6.5.2 渐开线齿轮的根切现象及最少齿数
轮齿的根切现象
用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图所示。这种现象称为根切。
m1 cos α1 = m2 cos α2
由于渐开线齿轮的模数和压力角均为标准值，所以两轮的正确啮合条件为
m1 = m2 = m α1 = α2 = α

机械设计基础第4章齿轮机构

b. 模数的意义 ◆ 模数的量纲 mm m=
p ，确定模数 m 实际上就是确定周节 p ，也就是确
p
定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，周节p越大，齿厚s和齿槽宽e也越大。模数越大，轮齿的抗弯强度越大。
c. 确定模数的依据根据轮齿的抗弯强度选择齿轮的模数
一组齿数相同，模数不同的齿轮。
（3）分度圆压力角(齿形角)
p 0.5p 0.5p ha=m m c
上各点具有相同的
压力角，即为其齿形角，它等于齿轮

F V
分度圆压力角。
b. 与齿顶线平行的任一直线上具有相同的齿距p= p m。
c. 与齿顶线平行且齿厚s等于齿槽宽e的直线称为分度线，
它是计算齿条尺寸的基准线。
三、参数间的关系
表5-5渐开线标准直齿圆柱齿轮几何尺寸公式表名称
式
齿根圆直径
周节齿厚基圆周节中心距
df
p s pb a
P= p m s= p m/2
Pb= p m cosa
a=m(z1 ±z2)/2
注：上面符号用于外齿轮或外啮合传动，下面符号用于内齿轮或内啮合传动。
一对标准齿轮：
1 1 a ( d 2 d 1 ) m ( z 2 z1 ) 2 2 ①m、z决定了分度圆的大小，而齿轮的大小主要
取决于分度圆，因此m、z是决定齿轮大小的主要
参数 * ha ， ②轮齿的尺寸与 m，
c*
有关与z无关

③至于齿形， rb r cos
mz cos ，与m，z， 2
有关
可见，m影响到齿轮的各部分尺寸， ∴又把这种以模数为基础进行尺寸计算的齿轮称m制齿轮。欧美：径节制 P

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。

《机械设计基础》(贾磊)课件第8章带传动

:::::《机械设计基础》:::::
8.2.2 V带轮的材料、结构及轮槽尺寸
V带轮的结构尺寸可以查设计手册，也可以按下面的经验公式确定。 d1＝（1.8～2）d，D0＝0.5（D1＋d1）
d0＝（0.2～0.3）（D1－d1），C΄＝（1/7－1/4B）S h2＝0.8h1，b1＝0.4h1，b2＝0.8b1，f＝0.2h1，f1＝0.2h2
在带传动中，起传递作用的拉力是紧边与松边的拉力之差，称为有效拉力，用F表示。其表达式为
F＝F1－F2 有效拉力的值等于带与带轮之间接触面上摩擦力的总和，于是可得带传动所传递的功率为
P Fv 1000
:::::《机械设计基础》:::::
8.3.1 带传动的工作情况分析
带传动的紧边拉力与松边拉力的关系可以用欧拉公式表示为
L＝（1.5～2）d（当B＜1.5d时，L＝B）
:::::《机械设计基础》:::::
8.2.2 V带轮的材料、结构及轮槽尺寸
3．V带轮的轮槽尺寸
V带轮轮槽的横截面及其各部分尺寸如表8-4所示。
注意： V带两侧间的夹角（楔角）为40°，但V带弯曲时，V带的下部会膨胀
，使得弯曲的V带的楔角小于槽轮的轮槽角。为了使皮带与槽轮侧面保持接触良好，应使轮槽角小于楔角，国标规定V带轮的轮槽角为32°、34°、 36°、38°。
在工程实际中，带的实际工作条件与上述特定条件不同，所以应对P0 加以修正。因此，实际工作条件下单根V带的基本额定功率[P0]为
[P0]＝（P0＋ΔP0）KαKL
:::::《机械设计基础》:::::
8.3.2 V带的设计计算
2．带传动的设计步骤与参数的选择
（1）确定计算功率
计算功率是指根据传递的额定功率，并考虑载荷性质以及每天工作运转时间的长短等因素的影响而确定的，即

机械原理课程设计ppt课件

几点要求
每班同一题目的同学ห้องสมุดไป่ตู้成一个小组（一般为学号加减7）
每组选出组长一名，负责协调、组织本组成员的设计（定题后报给老师）
答辩前每组自报每个组员的自评成绩（由高到低排序，由本组成员讨论、综合贡献大小而定）
答辩时按组逐一进行充分发挥团结协作、群策群力的精神
答辩时完成的工作
按照运动特性选型（6）运动的合成与分解用顶吸法吸走顶部一张料板执行系统的运动规律设计
总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯齿轮机构的模数、齿数、中心距等
凸轮连杆组合工件固定不动，刀具绕被加工孔的中心线转动，进给运动是刀具的径向、纵向运动。
该鞋钉分为钉头、钉杆、钉尖三部分，钉杆成四方锥形 2、构思出完成加压执行机构总体功能的功能-技术矩阵图。
齿轮连杆组合工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。
运动位移或速度缩小功能：减小位移量（或速度），以实现增力要求
按照动作功能分解选型
精锻机主机构设计（3）
2、构思出完成加压执行机构总体功能的功能-技术矩阵图。
平压模切执行机构提示自动送料板装置实现的原理有：已按学号分发(共7组题目）总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯压紧、挤方：由冲头3在前三次送料后的停歇时间内将钉杆挤压成方锥，在其余工作循环中冲头3保持与钉杆接触，起压紧作用。 2 机械系统设计的一般原则带传动（含同步带）和链传动将料板从底部推出，然后用夹板抽走 2、机械运动方案设计的过程和内容运转速度、行程可调性、运动精度等工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。试构思该执行机构的若干方案。的布置要有利于系统的能量协调和效率的提高总功能：当加压执行构件（冲头）上下运动时，能锻出较高精度的毛坯直角坐标式运动循环图编程、建模分析检验机构加工内孔机床的运动规律设计：齿轮机构的模数、齿数、中心距等工件和刀具均不转动，只让刀具作直线运动。机构上机分析检验过程；

《机械设计基础》第六章齿轮传动

由渐开线特性可知，线段B2K等于基圆齿距pb，比值B1B2/pb称为重合度，用 ε表示。于是连续传动条件是：ε≥1 ε越大，表示同时啮合的轮齿对数越多，齿轮传动越平稳。
§6-6 齿轮的材料与制造
一、齿轮材料及热处理
齿轮材料的基本要求：齿面硬度高、齿芯韧性好。常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。一般采用锻件和轧制钢材。当齿轮较大（直径大于400～600mm）而轮坯不易锻造时，可采用铸钢；低速传动可采用灰铸铁；球墨铸铁有时可代替铸钢，非金属材料的弹性模量小，且能减轻动载和降低噪声，适用于高速轻载、精度要求不高的场合，常用的有夹木胶布、尼龙、工程塑料等。见表6－3。齿轮常用的热处理方法有：表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮。调质和正火处理后的齿面硬度较低（HB ≤350），为软齿面；其他三种（HB>350）为硬齿面。软齿面的工艺过程较简单，适用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，受载次数较多，故选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20～50HB。硬齿面齿轮的承载能力较高，但生产成本高。当大小齿轮都是硬齿面，小齿轮的硬度可与大齿轮相等。
上式表明：一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心线O1O2被啮合齿廓接触点公法线所分割的两线段成反比。这一定律为齿廓啮合的基本定律。
欲使两齿轮瞬时角速度比恒定不变，必须使C点为连心线上的固定点。凡能满足上述要求的一对齿廓称为共轭齿廓。机械中常用的齿廓曲线有渐开线、圆弧和摆线等，过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。一对齿轮的啮合传动可以看作其中应用最广泛的是渐开线齿廓。一对节圆作纯滚动。一对外啮合齿轮的中心距等于其节圆半径之和。
n1 1 r2 rb 2 i12 n2 2 r1 rb1

机械设计基础-5.9螺旋传动

第九节螺旋传动一、螺旋传动的类型和应用螺旋传动是用螺杆和螺母传递运动和动力的机械传动，主要用于把旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力。

按相对运动关系，螺旋传动常用的运动形式有以下三种：1、螺杆原位转动、螺母移动，多用于机床进给机构；2、螺母固定、螺杆转动和移动，多用于螺旋压力机构中；3、螺母原位转动、螺杆移动，用于升降装置。

图a 螺杆转动，螺母移动图b 螺母固定，螺杆转、移动图c 螺母转动，螺杆移动按用途不同分为⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧→冰箱的地脚螺旋。

：电之间的相对位置。

例如—用于调整并固定零件—调整螺旋：。

千斤顶、螺旋压力机等得大的轴向力。

例如：，获用螺旋斜面的增力原理—主要以增力为主，利—传力螺旋：作台等进给机构。

刀架、工的直线运动。

例如：机床度，回转的运动精通常要求具有较高—主要用来传递运动，—传导螺旋：1、传动螺旋它以传递动力为主，要求用较小的转矩产生较大的轴向推力。

一般为间歇工作，工作速度不高，而且通常要求自锁，如千斤顶(图c)，搬动手柄对螺杆加一个转矩，则螺杆旋转并产生很大轴向力推力以举起重物。

左右螺旋提升机构也是一个主要的应用。

2、传导螺旋它以传递运动为主，常要求具有高的运动精度。

一般在较长时间内连续工作，工作速度也较高。

例如用于机床进给机构的传导螺旋，螺杆旋转，推动螺母连同滑板和刀架作直线运动。

机床进给螺旋带传动用调整螺旋 3、调整螺旋它用以调整并固定零件或部件之间的相对位置。

一般不在工作载荷作用下转动，要求能自锁，有时也要求有很高的精度。

例如用于带传动张紧的调整螺旋。

在调整带的张紧力时，先松开螺栓，旋转调整螺旋，把滑轨上的电动机推到所需的位置，然后再将螺栓拧紧。

按摩擦性质不同分⎪⎩⎪⎨⎧↑↑↓。

润滑。

的高压油实现液体静压静压螺旋：靠外界输入便。

，但结构复杂，加工不滚动螺旋：，但摩擦大加工方便，利于自。

锁滑动螺旋：结构简单，ηηη滑动螺旋滑动螺旋结构简单，便于制造，易于自锁，应用范围较广。