机械设计基础第六章机械常用机构

机械设计基础第六章机械常用机构汇报人：AA2024-01-14目录机械常用机构概述连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇运动机构组合机构与创新设计01机械常用机构概述机构是由两个或两个以上的构件通过活动联接形成的构件系统。机构定义根据机构的结构特征、运动特性等，机构可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆机构等。机构分类机构定义与分类连杆机构由若干刚性构件用低副（转动副、移动副）连接而成的机构。应用广泛，如内燃机、牛头刨床、机械手等。齿轮机构由两个或两个以上的齿轮组成的传动机构。具有传动比准确、效率高、结构紧凑等优点，广泛应用于各种机械设备中，如机床、汽车、船舶等。蜗杆机构由蜗杆和蜗轮组成的交错轴间的传动机构。具有传动比大、结构紧凑、传动平稳等优点，常用于减速装置中，如机床分度头、汽车后桥等。凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。主要用于将连续的旋转运动或往复运动转换为所需的复杂运动，如内燃机配气机构、自动机床进给机构等。常用机构特点及应用机械设计基础是机械设计的基础理论，包括机械设计的基本原理、方法和技术。它为机械设计提供了基本的理论支撑和设计方法。机构是机械设计中的重要组成部分，是实现机械运动和功能的核心部件。机械设计基础为机构设计提供了基本的理论和方法指导，使得机构设计更加科学、合理和高效。同时，机构设计的实践经验和成果也不断丰富和完善了机械设计基础的理论体系。机械设计基础与机构关系02连杆机构连杆机构由两个或两个以上的构件通过运动副连接而成，其中至少有一个构件为连杆。连杆机构通过构件之间的相对运动传递运动和动力，实现预期的机械运动。连杆机构组成及工作原理工作原理组成类型根据构件之间的连接方式和相对运动形式，连杆机构可分为铰链四杆机构、曲柄滑块机构、导杆机构等。特点连杆机构具有结构紧凑、传动平稳、承载能力强等优点，广泛应用于各种机械设备中。连杆机构类型与特点确定机构类型确定机构尺寸分析机构运动特性优化设计连杆机构设计要点01020304根据实际需求选择合适的连杆机构类型。根据设计要求确定各构件的尺寸和连接方式。通过运动学分析，了解机构的运动规律和特性，为后续设计提供依据。在满足基本功能的前提下，对机构进行优化设计，提高机构的性能和使用寿命。03凸轮机构凸轮：一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。从动件：与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动。机架：固定不动的构件，起到支撑和连接的作用。凸轮机构的工作原理是：当凸轮转动时，其轮廓曲线或凹槽会推动从动件按照预定的运动规律进行往复直线运动或摆动。通过改变凸轮的轮廓形状和尺寸，可以实现不同的从动件运动规律，从而满足各种机械传动和控制的需求。凸轮机构组成及工作原理移动凸轮机构凸轮作往复直线移动，从动件通过滚子或滑块与凸轮轮廓线接触。可实现较大的行程和较复杂的运动规律。盘形凸轮机构适用于轻载、低速场合，传动效率高、噪音小。圆柱凸轮机构适用于重载、高速场合，承载能力强、传动平稳。盘形凸轮机构凸轮为盘形，从动件与凸轮轮廓线接触。结构简单、紧凑，易于设计制造，应用广泛。圆柱凸轮机构凸轮为圆柱形，从动件沿凸轮轮廓曲线作往复直线运动。结构紧凑、传动平稳、承载能力强。移动凸轮机构适用于中载、中速场合，可实现较大的行程和较复杂的运动规律。010203040506凸轮机构类型与特点根据工作要求选择合适的从动件运动规律，如等速、等加速、简谐运动等。确定从动件的运动规律根据从动件的运动规律和凸轮的尺寸限制，选择合适的凸轮轮廓曲线，如阿基米德螺旋线、渐开线等。选择凸轮的轮廓曲线根据工作要求和制造工艺水平，确定凸轮的尺寸和公差，保证机构的传动精度和使用寿命。确定凸轮的尺寸和公差根据工作条件和要求，选择合适的材料和热处理工艺，提高凸轮的耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性。选择合适的材料和热处理工艺凸轮机构设计要点04齿轮机构齿轮轴轴承箱体齿轮机构组成及工作原理齿轮是齿轮机构的核心部件，具有规定的齿数和模数，通过轮齿的啮合传递运动和动力。轴承用于支撑轴并减少摩擦，提高传动效率。轴用于支撑齿轮并传递扭矩，根据齿轮机构的布局和传动要求，轴可以是固定的或可动的。箱体是齿轮机构的外部支撑结构，用于固定和保护内部零件。圆柱齿轮机构01圆柱齿轮是最常见的齿轮类型，其齿面为圆柱形。根据轮齿的方向，可分为直齿、斜齿和人字齿等。圆柱齿轮机构具有结构紧凑、传动效率高、使用寿命长等特点。圆锥齿轮机构02圆锥齿轮的齿面为圆锥形，用于相交轴之间的传动。圆锥齿轮机构具有传动比稳定、承载能力强等特点，但制造和安装精度要求较高。蜗杆蜗轮机构03蜗杆蜗轮机构由蜗杆和蜗轮组成，用于垂直相交轴之间的传动。蜗杆蜗轮机构具有传动比大、结构紧凑、噪音小等特点，但传动效率相对较低。齿轮机构类型与特点根据传动要求和使用条件选择合适的齿轮类型，如圆柱齿轮、圆锥齿轮或蜗杆蜗轮等。选择合适的齿轮类型确定齿轮参数优化齿轮布局保证制造和安装精度根据传动比、输出速度、扭矩等要求确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。合理布局齿轮的位置和角度，以减小机构的尺寸和重量，提高传动效率。严格控制齿轮的制造和安装精度，确保轮齿的正确啮合和传动的平稳性。齿轮机构设计要点05间歇运动机构组成间歇运动机构由主动件、从动件和停歇件等部分组成，其中主动件连续运动，而从动件则做周期性停歇运动。工作原理间歇运动机构的工作原理是通过主动件的连续运动，驱动从动件做周期性停歇运动。在从动件的停歇期间，主动件和从动件之间不存在相对运动，从而实现间歇运动。间歇运动机构组成及工作原理间歇运动机构类型与特点常见的间歇运动机构类型包括棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构等。类型不同类型的间歇运动机构具有不同的特点。例如，棘轮机构结构简单、制造方便，但传动平稳性较差；槽轮机构传动平稳、噪声小，但制造精度要求较高；不完全齿轮机构结构紧凑、传动比大，但啮合冲击较大；凸轮式间歇机构可实现任意停歇时间和运动规律，但设计制造较复杂。特点间歇运动机构设计要点根据工作要求确定从动件的停歇时间，选择合适的间歇运动机构类型。根据从动件的运动规律要求，设计合理的凸轮轮廓或齿轮齿形。根据工作条件和制造水平，确定合理的制造精度和装配精度要求。对间歇运动机构进行强度校核，确保其在工作过程中具有足够的强度和刚度。停歇时间运动规律精度要求强度校核06组合机构与创新设计组合机构是由两个或两个以上的基本机构组合而成，以实现特定的运动规律和功能要求。通过不同机构之间的组合，可以实现复杂的运动轨迹、特定的力传递和速度变换等功能。组合机构原理组合机构具有结构紧凑、功能多样、运动灵活等特点。通过合理的组合设计，可以实现多种运动规律和功能要求，满足不同的机械系统需求。组合机构特点组合机构原理及特点创新设计思维与方法创新思维创新设计思维是指在机械设计过程中，打破传统思维模式，寻求新的设计理念和方法的思维方式。它强调对问题的深入分析和多角度思考，以寻找独特的设计方案。创新设计方法创新设计方法包括头脑风暴、TRIZ理论、形态分析等多种方法。这些方法可以帮助设计师在设计过程中产生新的想法和解决方案，提高设计的创新性和实用性。工业机器人工业机器人是一种典型的组合机构应用实例。它通过多个关节和连杆的组合，实现复杂的空间运动轨迹和精确的力控制，广泛应用于自动化生产线和智能制造领域。汽车变速器汽车变速器是另