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机械设计基础第六章机械常用机构

汇报人：AA

2024-01-14

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

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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

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。

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。

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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。

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。

确定机构类型

确定机构尺寸

分析机构运动特性

优化设计

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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。

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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。

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。

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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

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齿轮机构

齿轮

轴

轴承

箱体

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

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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

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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

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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