汽车常用机构传动14机械调速与平衡
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14机械传动系统的方案设计
⑷ 再现轨迹的机构
再现轨迹 机构
连杆机构 齿轮—连杆组合机构 凸轮—连杆组合机构 联动凸轮机构
一般而言，除了凸轮机构能实现精确的曲线轨迹之外， 其它机构都只能近似实现预定的曲线轨迹。
C E
BA D
搅拌机构
齿轮—连杆组合机构
联动凸轮机构
凸轮—连杆组合机构
此抓片机构采用了联动凸轮 机构，通过两凸轮的联动作用， 使抓片爪按矩形轨迹运动，从而 达到间歇抓片的目的。
冲制
退回
确定方案时应注意两点 ⑴ 用最简单的方法实现 同一功能。
⑵ 注意光、机、电、流 体等知识的综合运用。
用最简单的方法实现功能举例
图示按摩椅中的按摩轮利用一 个偏心空间凸轮，同时实现三维方 向的按摩作用—径向振动挤压、向 下推拉和横向推拉，构思巧妙，结 构非常简单。
按摩轮 r B
光、机、电、流体等知识的综 合运用举例
传动比不准确、传递功率小、效率低。
⑵ 实现单向间歇转动的机构 槽轮机构 适用于转角固定的转位运动
单向间歇 转动机构
棘轮机构 每次转角小，或转角大小可调的低速场合
不完全齿轮机构 大转角而速度不高的场合
运动平稳、分度、定位准确，
凸轮式间歇运动机构 但制造困难、高精度定位、高
速场合
齿轮--连杆机构 特殊要求的输送机构
执行构件动作的协调配合
● 送料机构将原料送入模孔上方后，冲头进入模孔进行冲压 ● 冲头上移一段距离后，进行下次送料动作
折叠包装机构的两个执行构件
两个构件不能同时位于区 域MAB中，以免干涉。
左右折折边构构件件 包包装装纸纸 右右折折边边构构件件
M
B
333A3
111
饼饼干干
机械设计基础课件 第16章 机械的调速与平衡
平面连杆机构
16.1 机械运转速度波动的调节
16.1.1 周期性速度波动的调节
1．周期性速度波动及其调节原理
周期性速度波动是由于机械系统动能增
减呈周期性变化，造成主轴角速度随之作
周期性波动，如图16.1所示。主轴角速度
从某一数值变回到原值所经式m中a历x： 的时间为一
个运动周期。
、
min
机器作周期运转时的平均角速度可根据
获得机器的稳定运转。 图16.5所示为一常见的柴油机用机械式离心调速器的工作原理图。当工作机
的载荷突然减少时，柴油机转速就会突然升高。由于离心力的作用，调速器两
重球K因离心力增大而飞向上方，带动圆桶N上升，通过连杆机构关小节流阀G
，减小供油量，从而降低速速度。
平面连杆机构
16.2 机械的平衡
16.2.1 机械平衡的目的与类型
转的平稳性要求不一样，表16.1列出了常用机械的速度不均匀系数 的限定范围。
表16.1 常用机械运转速度不均匀系数的许用值
机械的名称 碎石机
冲床、剪床 水泵、鼓风机
0.100.20 0.05 0.15 0.02 0.03
机械的名称 减速器 内燃机
交流发电机
0.015 0.020 0.066 0.125 0.0020.003
16.1 机械运转速度波动的调节
机械系统是在外力（包括驱动力和阻力）的作用下运转的 。如果驱动力所作的功等于阻力所作的功。则机械的主轴将 保持匀速运转。但是，大多数机械系统工作时并不能保证驱 动功与阻力功时时相等。所以，必须对机械系统速度波动进 行调节，使上述影响限制在允许的范围内。
机械系统运转速度波动可以分为周期性速度波动和非周期 性速度波动。
汽车常用机构与传动ppt课件
t1 > t2 V2 > V1
摇杆在回程运动速度较大的这种 运动特性称为急回特性。
4、行程速比系数
摇杆摆回速度V2与摆去速度V1的比值。
K
v2 v1
t1 t2
φ1 φ2
180 180
θ θ
已知K时，
θ 180 K 1 K 1
θ > 0，K > 1，机构具有急回特性。
K越大，急回作用越明显。
θ = 0, K=1, 机构不具有急回特性。
A
D
C
B
飞机起落架
急
基本概念
回 （以曲柄摇杆机构为例）
特
性
具有急回特性 的四杆机构
1、摆角ψ 2、极位夹角θ 3、急回特性 4、行程速比系数
曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构
摆动导杆机构
1、摆角ψ
设曲柄AB为原动件，摇杆CD为从动件。在曲柄回转 一周的过程中，曲柄与连杆BC有两次共线，此时摇杆CD 分别处于左、右两极线位置C1D和C2D的夹角。
（２）滚动螺旋传动机构 摩擦性质为滚动摩擦。滚动螺旋传动是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆 和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚 动体沿螺纹滚道滚动并形成循环
2、当机构中最短构件长度lmin与最长构件长度lmax之和大于或等于其余 两构件l´、l˝之和，即：
lmin lmax l l
则不论取哪一构件为机架，均无曲柄存在，为双摇杆机构。
四、平面四杆机构的演化（滑块四杆机构）；
1.演化方式（一个转动副转化为移动副）
2.类型
对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构
v
h 2 0
sin
0
a
2 h 2 0
【可编辑全文】常用机构机械传动-ppt课件
一般可先初选曲柄 长度和曲柄固定铰链与 已知轨迹的相对位置， 然后在连杆平面上选取 若干点（如图中M、C、 C’、C”等）。当令M点
沿已知轨迹运动时，连杆平面上的其余各点便 画出不同轨迹。找出轨迹最接近圆弧的点（如 图中C点）作为连杆上的另一个活动铰链，则可 得到能满足要求的铰链四杆机构。
若在连杆平面上找不出轨迹最接近圆弧的 点，应改变初选参数重新演试，直到得出满意 的解为止。
飞机起落架、钻夹具等 “死点”位置的过渡：
依靠飞轮的惯性（如内燃机、 缝纫机等）、两组机构错开
“死点”位置的过渡 “死点”位置的应用
2-1-2.实用示例 颚式碎石机
曲柄AB带动连杆BC和摇杆CD运动,固连在摇 杆上的动颚将矿石压碎。
锁紧夹具
利用连杆2和连架杆3成一线，形成机构死点， 来锁紧工件5。
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 ；
ABCD组成的双摇杆机构的运动可以使悬吊 在E出的物体做平移运动。
上料机械手 通过连杆的上下运动，实现加紧与松开的动作。
手动抽水机中的定块机构
3为固定的机架（定块），通过手柄（1）的转 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的作用 下做往复运动。
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述
沿已知轨迹运动时，连杆平面上的其余各点便 画出不同轨迹。找出轨迹最接近圆弧的点（如 图中C点）作为连杆上的另一个活动铰链，则可 得到能满足要求的铰链四杆机构。
若在连杆平面上找不出轨迹最接近圆弧的 点，应改变初选参数重新演试，直到得出满意 的解为止。
飞机起落架、钻夹具等 “死点”位置的过渡：
依靠飞轮的惯性（如内燃机、 缝纫机等）、两组机构错开
“死点”位置的过渡 “死点”位置的应用
2-1-2.实用示例 颚式碎石机
曲柄AB带动连杆BC和摇杆CD运动,固连在摇 杆上的动颚将矿石压碎。
锁紧夹具
利用连杆2和连架杆3成一线，形成机构死点， 来锁紧工件5。
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 ；
ABCD组成的双摇杆机构的运动可以使悬吊 在E出的物体做平移运动。
上料机械手 通过连杆的上下运动，实现加紧与松开的动作。
手动抽水机中的定块机构
3为固定的机架（定块），通过手柄（1）的转 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的作用 下做往复运动。
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述
机械设计基础调速和平衡
路漫漫其悠远
机械设计基础调速和平衡
这类不平衡问题不再是平面汇交力系问题，而是空间力 系，因此，单靠在某一回转面内加一平衡质量的静平衡方法 并不能消除这类回转件转动时的不平衡。
如下图，不平衡质量m1和m2分布于相距l 的两回转面，且 m1=m2，r1=r2 不平衡质量呈对称分布，该回转件的质心C 落 在回转轴上，且 m1r1+m2r2=0，显然满足静平衡的条件。
机械运动中，运动构件的惯性力引起机械各运动
副中的动压力，造成运动副中附加摩擦力和构件
的附加应力。为了避免构件惯性力，必须合理的
分配各构件的质量，使得惯性力得以平衡。
路漫漫其悠远
机械设计基础调速和平衡
8.1 机械速度波动的调节 8.2 转子的平衡 8.3 转子平衡的实验
路漫漫其悠远
机械设计基础调速和平衡
其偏心质量就会产生离心惯性力。
关于惯性力：
惯性力的方向总是指向远离轴心的方向．它的大小等于物体的质量m与非惯性系相对
于惯性系的加速度大小a的乘积．
如果在以角速度 ω 转动的参考系中，质点到转轴的距离为 r，则
路漫漫其悠远
机械设计基础调速和平衡
静平衡具体设计
若构件，各偏心质量近似均在一个平面内，其所产生的离心惯性力分别为：
路漫漫其悠远
机械设计基础调速和平衡
当回转件转动时，在包括m1，m2 和回转轴的平面内存在一个
由离心力F1和F2 组成的力偶，其方向随着回转件的转动而发 生周期变化，因此该回转件处于不平衡状态。
路漫漫其悠远
机械设计基础调速和平衡
动平衡条件：各质量产生的离心力的合力以及合力偶矩都 等于零，即回转件上各个质量的离心力的 向量和等于零，并且离心力所引起的力偶 矩的向量和也等于零。
第15章机械的调速与平衡PPT课件
Wmax Emax Emin Emax Wab Wbc Wcd S2 S3 S4 M
将W max代入式可求出飞轮转动惯量J 。
.
21
飞轮主要尺寸的确定
求出飞轮转动惯量J之后，还要确 定它的直径、宽度、轮缘厚度等有关
尺寸。
图15-6所示为带有轮辐的飞轮。这种飞 轮的轮毂和轮辐的质量很小，回转半
.
9
– 非周期性速度波动不能 依靠飞轮来迸行调节。 只能采用特殊的装置— —调速器，使驱动力作 的功和阻力作的功趋于 平衡，以使机械重新恢 复稳定运转。
– 图15-2所示为机械式离心 调速器的工作原理图。
–现代机械上已改用电子器 件实现自动控制。
.
图15-2 离心调速器
10
§15-2 飞轮设计的近似方法
图中最高点d和最低点a就是最大动能和最小动能处对应于maxaadd二位置动能之差即二位置动能之差即这两点之间各矢量线段的矢量和的这两点之间各矢量线段的矢量和的绝对值也是这两点之间绝对值也是这两点之间mm和和mm两曲线间所包围的各块面积两曲线间所包围的各块面积代数和的绝对值就是其最大盈亏代数和的绝对值就是其最大盈亏功功aamaxmaxcdbcabmaxminmaxmaxmax代入式可求出飞轮转动惯量j22飞轮主要尺寸的确定求出飞轮转动惯量j之后还要确定它的直径宽度轮缘厚度等有关尺寸
来表示，其定义为角速度波动的幅值(ωmax－ωmin)与平
均角速度m 之比，即
max min m
(7 3)
– 若巳知m和δ，则可得
max
m
1
2
(7 4)
min
m
1
2
(7 5)
由上式可知，越小，主轴越接近匀速转动，机械运转就愈
将W max代入式可求出飞轮转动惯量J 。
.
21
飞轮主要尺寸的确定
求出飞轮转动惯量J之后，还要确 定它的直径、宽度、轮缘厚度等有关
尺寸。
图15-6所示为带有轮辐的飞轮。这种飞 轮的轮毂和轮辐的质量很小，回转半
.
9
– 非周期性速度波动不能 依靠飞轮来迸行调节。 只能采用特殊的装置— —调速器，使驱动力作 的功和阻力作的功趋于 平衡，以使机械重新恢 复稳定运转。
– 图15-2所示为机械式离心 调速器的工作原理图。
–现代机械上已改用电子器 件实现自动控制。
.
图15-2 离心调速器
10
§15-2 飞轮设计的近似方法
图中最高点d和最低点a就是最大动能和最小动能处对应于maxaadd二位置动能之差即二位置动能之差即这两点之间各矢量线段的矢量和的这两点之间各矢量线段的矢量和的绝对值也是这两点之间绝对值也是这两点之间mm和和mm两曲线间所包围的各块面积两曲线间所包围的各块面积代数和的绝对值就是其最大盈亏代数和的绝对值就是其最大盈亏功功aamaxmaxcdbcabmaxminmaxmaxmax代入式可求出飞轮转动惯量j22飞轮主要尺寸的确定求出飞轮转动惯量j之后还要确定它的直径宽度轮缘厚度等有关尺寸
来表示，其定义为角速度波动的幅值(ωmax－ωmin)与平
均角速度m 之比，即
max min m
(7 3)
– 若巳知m和δ，则可得
max
m
1
2
(7 4)
min
m
1
2
(7 5)
由上式可知，越小，主轴越接近匀速转动，机械运转就愈