中职学校《机械基础》常用机械传动机构.

《机械基础》常用机械传动机构长武县职教中心职教中心尚东军常用机械传动机构本章主要内容：工件加工精度，包括加工尺寸精度和加工表面质量。（位置精度通常由夹具保证）。1.机械加工精度的概念；2.获得加工精度的方法；3.影响加工精度的因素；4.经济精度与经济表面粗糙度。重点：1.影响加工精度的因素；2.获得加工精度的方法。难点：影响加工精度的因素。5.1.1机器与机构1.机器：机器是人造的，各部分具有确定的运动关系，能实现功能转换或作有用机械功的实物组合。（1）机器的共同特征人工实物组合各运动实体具有确定的运动关系能实现功能转换或完成有用机械功（2）机器的分类发动机将非机械能转换为机械能的机器如电动机、汽油机等工作机利用机械能来做有用功的机器如机床等。很多机器是两者的综合。5.1机器和机械传动概述5.1.1机器与机构1.机器2.机构机构是由构件组合而成的。与机器相比，构件具有机器的前两个特征：（1）人工实物组合（构件）；（2）各运动实体（构件）具有确定的运动关系。机械机器与机构的统称。5.1机器和机械传动概述5.1.1机器与机构1.机器2.机构3.构件与零件（1）构件组成机构的组合，构件是运动的最小单元。（2）零件组成构件，也机械加工制造的最小单元。同一构件的零件之间没有相对运动关系。（3）构件的分类固定构件机架运动构件运动构件相对于机架有确定的运动关系。运动构件可分为主动件与从动件。如：内燃机曲柄滑块机构的主动件是活塞，从动件是曲柄。5.1机器和机械传动概述内燃机曲柄滑块机构连杆构件各连杆零件机械----机器----机构----构件----零件5.1.1机器与机构1.机器2.机构3.构件与零件4.机器的组成（按各部分功能分）（1）原动机部分为机器提供动力源，如电动机、空压机、内燃机等，通常是传动的起点。（2）执行部分机器直接完成工作的部分，通常是传动的终端。（3）传动部分将机器中动力部分和工作部分连接在一起的中间环节，以实现距离传递、变速、变向、改变力矩等功能。通常是若干机构：如带传动、齿轮及其它种种机构。（4）操纵部分控制机器正常工作的装置。5.1机器和机械传动概述5.1.2运动副机械原理：研究机构是怎样完成运动和力的传递？运动副：使两构件直接触而以能产生一定相对运动的可动联接，并约束了不需要的某些运动。运动副元素：构件之间接触处的接触形式：点、线、面。运动副类别：按两构件接触形式不同，分为低副、高副。5.1机器和机械传动概述5.1.2运动副5.1机器和机械传动概述5.1.2运动副1.低副两构件之间作面接触的运动副转动副：两构件只能绕某一轴线做相对转动的运动副。移动副：两构件只能作相对直线移动的运动副。螺旋副：两构件只能绕轴线做相对螺旋运动的运动副。低副的特点：低副是面接触，接触面积大，承载力较大；制造比较简单；但摩擦较大，传动效率较低；且不能传递比较复杂的运动。低副应用：常用于铰链机构、滑块机构、螺旋机构等。5.1机器和机械传动概述5.1.2运动副1.高副2.高副两构件之间作点接触或线接触的运动副高副的特点：高副是点或线接触，接触面积小，单位面积承载压力较高，磨损大；制造比较复杂；但摩擦较小，传动效率较高；能传递比较复杂的运动。高副应用：常用于传递比较复杂的齿轮机构、凸轮机构等。5.1机器和机械传动概述5.1.2运动副1.低副2.高副3.低副机构和高副机构两构件之间的可动连接不是低副就是高副机构。机构中，只要有一处是高副连接，整个机构就是高副机构。5.1机器和机械传动概述5.2平面连杆机构5.2.1机构的基本类型机构类型：把不同的构件，按一定的运动副联接起来，就能组成不同的机构。常用机构可分为：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、摩擦传动机构和螺旋传动机构。5.2.2平面连杆机构的含义平面连杆机构由刚性构件用转动副或移动副相互联接而组成的，在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。5.2平面连杆机构5.2.3铰链四杆机构铰链四杆机构平面连杆机构中，用4个转动副（铰链）相联接而成的平面四杆机构。铰链5.2.4铰链四杆机构的组成组成：1个机架、2个连架杆（曲柄或摇杆）、1个连杆。机架：相对固定不动的构件。连杆：不与机架相连的杆。连架杆：用铰链与机架相连的2根杆件。曲柄：能绕铰链轴线做整周连续旋转的连架杆。摇杆：只能绕铰链轴线在一定角度摆动的连架杆。5.2平面连杆机构铰链四杆机构的类型：根据连架杆的不同分为。5.2平面连杆机构曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构铰链四杆机构一个曲柄二个曲柄无曲柄5.2.5曲柄摇杆机构及其运动特性1.曲柄摇杆机构两个连架杆中，具有一个曲柄和一摇杆的铰链四杆机构。示例运动分析：鄂式破碎机的曲柄连杆机构：主动件，曲柄。缝纫机踏板机构：主动件，摇杆（踏板）。5.2平面连杆机构5.2.5曲柄摇杆机构及其运动特性1.曲柄摇杆机构2.曲柄摇杆机构的运动特性（1）急回运动特性主动件曲柄作匀速转动时，从动件摇杆往返摆动一次速度不相等。急回特性系数K可以计算，K值越大，急回特性越明显。急回特性的应用从动件摇杆往返一次速度不等，慢速用在工作行程，承受工作载荷，快速用在空行程，节省时间。5.2平面连杆机构5.2.5曲柄摇杆机构及其运动特性1.曲柄摇杆机构2.曲柄摇杆机构的运动特性（1）急回运动特性（2）死点位置曲柄摇杆机构中，若以摇杆作主动件，曲柄为从动件时，每次在连杆与曲柄共线的位置时，连杆不能带动曲柄转动。死点位置有两个。例：推石磨解决死点的办法用惯性（飞轮）或多组错列。应用：夹紧机构、飞机起落架5.2平面连杆机构5.2.6双曲柄机构及其运动特性双曲柄机构两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。示例运动分析：公交车车门启闭机构火车头车轮5.2平面连杆机构5.2.6曲柄摇杆机构及其运动特性1.不等长双曲柄机构主动曲柄匀速转动，带动另一曲柄转动。急回特性：当主动曲柄匀速转动时，另一曲柄的转动在一周之内速度不相等。5.2平面连杆机构振动筛5.2.6曲柄摇杆机构及其运动特性1.不等长双曲柄机构5.2平面连杆机构2.平行双曲柄机构两曲柄等长且平行，主、从曲柄转速相等。运动不确定：多组错列5.2.6曲柄摇杆机构及其运动特性1.不等长双曲柄机构2.平行双曲柄机构5.2平面连杆机构3.反向双曲柄机构两曲柄等长但不平行，主、从曲柄转速相等。运动不确定5.2.7双摇杆机构及其运动特性双摇杆机构两个连架杆中，没有曲柄，只能来回摆动的的铰链四杆机构。5.2平面连杆机构5.2.8铰链四杆机构各基本形式的形成条件前述：铰链四杆机构有三种形式，根本区别是两个连架杆中曲柄的数量。机构在什么情况下能组成这三种形式呢？5.2平面连杆机构一个曲柄二个曲柄无曲柄1.铰链四杆机构中的曲柄存在条件（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。即：“短+长≤其余两杆长之和”（2）连架杆与机架中必有一个是最短杆。上述两个条件必须同时满足，否则机构中无曲柄存在（只能是双摇杆机构）。5.2.8铰链四杆机构各基本形式的形成条件5.2平面连杆机构2.铰链四杆机构3种基本类型的判别方法根据曲柄存在的条件，推论出铰链四杆机构3种基本类型的判别方法。（1）在“短+长≤其余两杆长之和”满足的前提下：以最短杆为机架，则该机构为双曲柄机构；以最短杆的相邻杆（有两根）为机架，则该机构为曲柄摇杆机构；以最短杆的相对杆为机架，则该机构为双摇杆机构。（2）若“短+长≤其余两杆长之和”不满足：则无论以何杆为机架，都只能是双摇杆机构。一个曲柄曲柄摇杆机构二个曲柄双曲柄机构无曲柄双摇杆机械5.2.8铰链四杆机构各基本形式的形成条件5.2平面连杆机构课堂练习：（1）判别右图中三个机构属于何种类型？（2）右图所示铰链四杆机构是_____。Ａ.曲柄摇杆机构；Ｂ.双曲柄机构；Ｃ.双摇杆机构。2.铰链四杆机构3种基本类型的判别方法（3）在右图所示铰链四杆机构中，以_____杆或_____杆为机架，可以得到曲柄摇杆机构；若以AB杆为机架，会得到__________机构；要想得到双摇杆机构，则应以_____杆为机架。课堂作业：教材P.157，第2，3题。5.2.9其它常见的连杆机构铰链四杆机构的演化改变铰链四杆机构的某些结构，可以演化为其它常见的连杆机构。1.曲柄滑块机构曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式，由曲柄、连杆、滑块、机架组成。示例运动分析：内燃机：活塞（滑块）、缸体（机架）、连杆、曲轴（曲柄）组成，主动件：活塞，从动件：曲轴。5.2平面连杆机构5.2.9其它常见的连杆机构1.曲柄滑块机构2.偏心轮机构若曲柄滑块机构中的曲柄尺寸太小，难于做出，可用偏心轮解决。示例运动分析：内燃机：活塞（滑块）、缸体（机架）、连杆、曲轴（曲柄）组成，主动件：活塞，从动件：曲轴。5.2平面连杆机构在一些自动控制机构中，常采用凸轮机构来实现。如内燃机中的气门控制凸轮机构。5.3凸轮机构5.3.1凸轮机构的组成、特点1.凸轮机构的组成凸轮机构应用示例：如内燃机中的气门控制凸轮机构、靠模车削机构。凸轮机构由凸轮、从动件、机架组成。主动件：凸轮，作匀速转动；从动件，按凸轮形状决定的规律运动。5.3凸轮机构5.3.1凸轮机构的组成、特点1.凸轮机构的组成2.凸轮机构的特点及应用凸轮机构的特点：（1）凸轮机构用于从动件运动规律要求严格的场合；（2）凸轮机构可以高速启动，动作准确可靠；（3）凸轮机构是高副机构，易磨损，寿命低；（4）凸轮机构制造和维修困难。凸轮机构的用途：凸轮机构主要用于受力较小、要求从动件有严格运动规律的各种控制机构。注意，凸轮机构的控制属于机械控制，结构复杂，磨损重，体积大，随着数控技术的发展，很多机械淘汰了机械控制。如数控车床淘汰了机械式的自动车床。5.3凸轮机构5.3.2凸轮机构的分类按从动件的结构形式、运动方式不同，凸轮机构有不同的种类。1.按凸轮机构的形状分类盘形凸轮（典型）移动凸轮圆柱凸轮5.3凸轮机构5.3.2凸轮机构的分类1.按凸轮机构的形状分类2.按从动件的运动方式分类移动从动件摆动从动件5.3凸轮机构5.3.2凸轮机构的分类1.按凸轮机构的形状分类2.按从动件的运动方式分类3.按从动杆端部的结构形式分类尖顶从动杆滚子从动杆平底从动杆球底从动杆5.3凸轮机构5.3.3凸轮机构的有关参数1.基圆半径在盘状凸轮机构中，从动杆在最低位置时，尖顶所在的圆，其半径为基圆半径。凸轮的基圆半径大小，影响凸轮机构的尺寸大小和从动件受力状况。2.行程和转角当凸轮按一定方向转过一个转角δ，从动件就移动一个位移s，当凸轮转过一个整转，从动件就移动一个行程h。的尺寸大小和从动件受力状况。5.4间隙运动机构5.4.1间隙运动机构的含义、应用及常用类型1.间隙运动机构的含义及应用间隙运动机构把主动件的连续运动转换为从动件的周期性间歇运动。典型应用牛头刨床间歇进给机构、电影放映机卷片机构、自行车超越离合器等机构。2.常用的间歇运动机构类型主要是棘轮机构和槽轮机构两大类。5.4间隙运动机构5.4.2棘轮机构1.棘轮机构的组成齿式棘轮机构2.棘轮机构的类型单动式双动式可变向式摩擦式5.4间隙运动机构5.4.3槽轮机构1.槽轮机构的组成2.槽轮机构的应用电影机卷片机构数控机床自动换刀机构5.4间隙运动机构其它种种间歇运动机构5.4带传动5.4.1机械传动机械传动用来传递运动和动力的机械装置。机械传动的类型：5.4带传动5.4.2带传动的工作原理和传动比1.带传动的含义及组成带传动是利用中间挠性件（传动带）与带轮来传递动力的机械传动方式。2.带传动的工作原理带传动分为摩擦型传动和啮合型传动；摩擦型传动靠带与带轮上接触面上的摩擦力来传递运动和力;啮合型传动靠带齿与带轮齿之间的啮合来实现传动5.4带传动5.4.2带传动的工作原理和传动比3.带传动的传动比机械传动比：主动轮与从动轮之转速之比。i21nni带传动的传动比1221DDnni即：带传动的传动比与两带轮的直径比成反比。5.4带传动5.4.2带传动的工作原理和传动比4.带传动的特点与其它传动相比缺点：(1)传动的外廓尺寸较大；(2需要张紧装置；(3)由于带的滑动，不能保