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机械设计手册-常用机构

概述

机构是机械设备中的关键组成部分，它由各种零部件组成，用于传递运动和力量。机构的设计直接影响到设备的性能和可靠性。在机械设计中，常用的机构包括平行四边形机构、曲柄摇杆机构、齿轮传动机构等。本文将详细介绍这些常用机构的结构原理、应用范围以及设计要点。

平行四边形机构

平行四边形机构是一种常用的平面机构，它由两个平行相交的连杆组成。平行四边形机构可以实现平行运动、截断转动、以及位置固定等功能，广泛应用于各种机械设备中。在设计平行四边形机构时，需注意连杆长度的合理选择、轴承的布置以及材料的选择等。

结构原理

平行四边形机构的结构原理比较简单，它由两个相邻的连杆和一个固定连接它们的销组成。其中一个连杆是固定的，称为固定杆，另一个连杆可以绕固定杆轴线做直线运动，称为活动杆。两个连杆都与固定杆垂直，形成一个平行于固定杆的平行四边形。当活动杆做直线运动时，固定杆也会做相应的直线运动，实现平行运动的目的。

应用范围

平行四边形机构广泛应用于各种机械设备中，如平面剪切机、冲床、切割机等。在这些设备中，平行四边形机构可以实现工作台的上下运动以及位置的固定，保证机器的稳定性和准确性。

设计要点

连杆长度的选择：连杆长度的选择需要根据具体的应用需求进行，一般要考虑到设备的工作范围和机械传动的要求。

轴承的布置：平行四边形机构中的连杆都需要通过轴承与固定杆连接，因此轴承的布置要合理，保证连杆的运动平稳。

材料的选择：连杆和销的材料选择要根据机械设备的工作环境和工作负荷来确定，以保证机构的可靠性和寿命。

曲柄摇杆机构

曲柄摇杆机构是一种常见的转动机构，它由曲柄、连杆和摇杆组成。曲柄摇杆机构可以将旋转运动转化为线性运动或反之，应用广泛。在设计曲柄摇杆机构时，需注意曲柄的长度选择、连杆和摇杆的布置以及支撑轴承的选用等。

结构原理

曲柄摇杆机构的结构原理比较简单，它由一个旋转的曲柄和一个连接曲柄和摇杆的连杆组成。当曲柄旋转时，连杆也会随之做直线运动，然后通过摇杆将线性运动转化为旋转运动。这样就实现了旋转与线性运动之间的转化。

应用范围

曲柄摇杆机构广泛应用于各种机械设备中，如发动机、泵、压力机等。在这些设备中，曲柄摇杆机构可以将发动机的旋转运动转化为连杆和摇杆的线性运动，从而实现设备的工作。

设计要点

曲柄长度的选择：曲柄长度的选择要考虑到连杆的运动范围和机械传动的要求，以避免连杆过长或过短导致的问题。

连杆和摇杆的布置：连杆和摇杆的布置要合理，保证连杆在运动过程中不会与其他零部件相碰撞或受到过大的阻力。

支撑轴承的选用：支撑轴承的选用要根据连杆和摇杆的运动方式和受力情况来确定，以保证机构的稳定性和可靠性。

齿轮传动机构

齿轮传动机构是一种常见的转动机构，它通过齿轮的啮合传递力和运动。齿轮传动机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速器、机床、电动工具等。在设计齿轮传动机构时，需考虑齿轮的齿数、齿轮的模数以及轴承的选用等。

结构原理

齿轮传动机构的结构原理比较复杂，它由两个或多个相互啮合的齿轮组成。当一个齿轮转动时，其它齿轮也会随之转动，通过齿轮的啮合将力和运动传递给相邻的齿轮，从而实现机械设备的工作。

应用范围

齿轮传动机构广泛应用于各种机械设备中，特别是需要转速变化和扭矩变化的设备。例如，汽车变速器中的齿轮传动机构可以根据车速和发动机负荷进行换档，从而使汽车在不同工况下获得最佳性能。

设计要点

齿数的选择：齿数的选择要根据所需的传动比和齿轮的模数来确定，以保证齿轮传动的平稳性和精度。

齿轮的模数：齿轮的模数要根据所需的功率传递和传动比来确定，以保证齿轮的强度和耐磨性。

轴承的选用：轴承的选用要考虑齿轮传动的负荷、转速和工作环境等因素，以保证机构的寿命和可靠性。

总结

机械设计中的常用机构包括平行四边形机构、曲柄摇杆机构和齿轮传动机构等。这些机构在机械设备中起到传递运动和力量的作用，影响设备的性能和可靠性。在设计这些机构时，需要考虑结构原理、应用范围以及设计要点，以保证机构的稳定性和可靠性。