工业设计机械基础第2版教学PPT作者阮宝湘第七章课件.ppt

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1、 第七章第七章 常用机构常用机构 1第一节第一节 运动副、机构与机构运动简图运动副、机构与机构运动简图 一、运动副及其分类一、运动副及其分类 运动副运动副 机械中既保持接触、又能产生确定相对运动的可动联接构件。如轴与轴承的联接、活塞与汽缸的联接、两啮合齿轮的联接等。平面运动副平面运动副 分平面低副和平面高副两种基本类型。空间运动副空间运动副 常见的有螺旋副和球面副。图7-1 平面低副a)转动副 b)移动副 1平面低副平面低副 两构件面接触面接触构成的运动副。又分为 转动副转动副 (也称铰链铰链)，移动副。移动副。图7-2 平面高副a)车轮与钢轨 b)两轮齿间 c)凸轮与推杆间2平面高副平面高副

2、 两构件点接触点接触或线接触线接触所构成的运动副。11 低副与高副的对比低副与高副的对比：低副接触压强低低副接触压强低，承载大、磨损慢、寿命长，且构件的形状简单，容易制造，成本低。高副接触压强高高副接触压强高，材料和加工要求高，但能实现某些复杂精确的运动。图7-3 常见的空间运动副a）球面副 b）螺旋副 3球面副与螺旋副球面副与螺旋副常见的空间运动副二、机构及其运动简图二、机构及其运动简图 图7-4 机械中的运动转换 a)钉鞋机的进针 b)气动门的开关 c)脚踏缝纫机 1.机械中的机构机械中的机构 机构机构 能实现能实现运动转换和动运动转换和动力传递的零构力传递的零构件组合。件组合。2/4/2

3、0232教材配套课件112.机构中的三类构件机构中的三类构件 机构中的构件分为以下三种类型。图7-5 液体搅拌机1机架 2曲柄 3连杆 4摇杆 机架机架 机构中被视为固定不动的构件机构中被视为固定不动的构件。机构中其他构件在它的支承下运动。机构整体在产品中运动时，其机架并非真正的“固定不动”；但独立分析该机构时，不必考虑机构的整体运动，因而可“视”机架为“固定不动”。图7-5中的构件1是机架 原动件原动件 机构中由外部给定其运动的构机构中由外部给定其运动的构 件件，也称为输入构件。输入构件。机构中其他构件的运动由它驱动。图7-5中曲柄2的转动由外部输入，是原动件。从动件从动件 机构中由原动件驱

4、动的其他构件机构中由原动件驱动的其他构件。若从动件直接实现机构的功能，称为执行件执行件；若从动件把运动输出本机构，称为输出构件输出构件。图7-5中连杆3、摇杆4都是从动件。2/4/20233教材配套课件113.机构运动简图机构运动简图 机构运动简图及其作用机构运动简图及其作用 图7-6 横截面形状不同的连杆 机构中各构件间的相对运动，取决于运动副的类型、数目、所在平面内的构件尺寸等几个因素。而与构件外形、断面尺寸、组成构件的零件数、运动副的结构形式等无关。如连杆机构中的连杆，与构件间运动关系有关的只是“连杆长度”，而与截面形状、是单个还是多个零件组成无关。机构运动简图机构运动简图 排除实际机构

5、中与运动关系无关的因素，用一定比例的简排除实际机构中与运动关系无关的因素，用一定比例的简单线条和规定的符号，来表示运动副及构件间运动关系的图形。单线条和规定的符号，来表示运动副及构件间运动关系的图形。运动副的表示方法运动副的表示方法 转动副转动副 用一个小圆圈表示。图7-7 转动副的表示方法 在代表转动副中机架（固定件）的线条上，需画上一列斜线。2/4/20234教材配套课件11移动副移动副 用与移动方向一致的 一条直线或两条平行线表示，图7-8是几种表示方法。图7-8 移动副的表示方法 平面高副平面高副 简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，如图7-9所示。球面副与螺旋副球面副与螺旋副 球面副

6、、螺旋副的简图分别如图3-10a、b所示。图7-9 平面高副的表示方法 图7-10 球面副和螺旋副的表示方法 a）球面副 b）螺旋副 2/4/20235教材配套课件11构件的表示方法构件的表示方法 构件简图的表示方法是：在构件的相应位置上将运动副用符号标出，再用在构件的相应位置上将运动副用符号标出，再用简单线条连成一体以表明是同一构件即可简单线条连成一体以表明是同一构件即可。图7-11a是几种二运动副构件（指一个构件上有两个运动副）的示例，图7-11b是几种三运动副构件（指一个构件上有三个运动副）的示例。图7-11的部分图形中，在线条交接的内角涂以形如“、”的焊缝标记，或在一个封闭的图形内画上

7、斜向“剖面线”，这是表示同一构件的两种符号。图7-11 运动简图中构件的表示方法a）二运动副构件示例 b）三运动副构件示例 常用机构运动简图常用机构运动简图 国标GB/T 4460-1984 给出了典型机构的运动简图，表7-1为摘自该国标的部分常用机构的运动简图。2/4/20236教材配套课件11表7-1 常用机构的运动简图（摘自GB/T 4460-1984）2/4/20237教材配套课件11 机构运动简图的绘制步骤机构运动简图的绘制步骤 机构运动简图的一般绘制步骤如下：分析机构，确定机架、原动件、从动件。从原动件开始，按照运动传递的顺序，分析构件间的运动关系，确定从 动件的个数、运动副的类型

8、和数目。在表示机构运动的投影平面内选择适当的比例尺，根据构件和运动副的 位置关系和构件尺寸，以规定的符号绘制出运动简图。绘制机构运动简图的通行习惯还有：以大写英文字母A、B、C、依次标注各转动副，以阿拉伯数字1、2、3、依次标注各构件，用箭头表示原动件的运动方向。2/4/20238教材配套课件11例例7-1 绘制图7-12a所示抽水唧筒的机构运动简图。图7-12 抽水唧筒及其机构简图 a)抽水唧筒 b)抽水唧筒的机构运动简图 1手柄 2连杆 3活塞杆 4抽水筒 绘制说明绘制说明 唧筒的机构分析：机架是抽水筒4；原动件是手柄1；其余连杆2和活塞杆3为从动件。运动与运动副分析 操作手柄1以转动副A

9、为中心 摆动，依次带动连杆2和活塞 杆3运动；该机构在A、B、C三处有三 个转动副，活塞杆3与抽水筒 4形成移动副。绘制运动简图 取转动副A点为基准点，选择合适比例尺，根据图7-12a中构件的尺寸和几个运动副的位置，绘制出抽水唧筒的运动简图如图7-12b所示。2/4/20239教材配套课件11第二节第二节 平面连杆机构平面连杆机构 平面连杆机构是构件用低副联接起来、实现平面运动转换的机构。由四个构件组成者称为四杆机构四杆机构，应用广泛，是复杂多杆机构的基础。平面连杆机构的优点优点是：面接触压强低，磨损慢，圆柱、平面等接触表面易于加工，能实现转动、摆动、移动等基本运动间的转换。缺点缺点是：低副中

10、的间隙会引起运动误差，不易精确地实现复杂运动。一、四杆机构的基本类型一、四杆机构的基本类型 分为铰链四杆机构铰链四杆机构和滑块四杆机构滑块四杆机构两大类，后者可看成由前者演化而来。1.铰链四杆机构铰链四杆机构 图7-13 铰链四杆机构1、3连架杆 2连杆 4机架 以以4 4个铰链联接个铰链联接4 4个构件而成的机构个构件而成的机构。其中固定不动的构件4为机架机架，与机架相连的构件1、3称为连架杆连架杆，不与机架相连的构件2称为连杆连杆。连架杆中能作整圈回转的称为曲柄曲柄，不能作整圈回转、只能作往返摆动的称为摇杆摇杆。铰链四杆机构有三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构曲柄摇杆机构、

11、双曲柄机构、双摇杆机构。2/4/202310教材配套课件11曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构 铰链四杆机构的两个连架杆之一是曲柄、另一是摇杆者，为曲柄摇杆机构。铰链四杆机构的两个连架杆之一是曲柄、另一是摇杆者，为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构能实现以下两种运动转换：以曲柄为原动件，可将曲柄的连续转动转换为摇杆的往返摆动，反之，以摇杆为原动件，可将摇杆的往返摆动转换为曲柄的连续转动。图7-14 破碎机的破碎机构 图7-15 脱粒机及其机构运动简图 a脚踏脱粒机 b机构运动简图 曲柄为原动件：搅拌机 破碎机摇杆为原动件：脚踏缝纫机 脚踏脱粒机2/4/202311教材配套课件11双曲柄机构双曲柄机构铰链四杆机构

12、的两个连架杆均为曲柄，称为双曲柄机构。铰链四杆机构的两个连架杆均为曲柄，称为双曲柄机构。双曲柄机构中的任一个曲柄均可作为原动件，带动从动曲柄旋转。图7-16 双曲柄机构的运动特性及其应用示例 a）双曲柄机构的运动特性 b）惯性筛 但双曲柄机构具有如下运动特性：原动曲柄匀速转动时，从动曲柄以每圈为周期作变速转动。原动曲柄匀速转动时，从动曲柄以每圈为周期作变速转动。图7-16b所示的惯性筛中，原动曲柄AB匀速转动，从动曲柄DC则在每一圈转动中周期性地变换快慢，从而达到筛分物料的目的。2/4/202312教材配套课件11 平行双曲柄机构平行双曲柄机构或称平行四边形机构平行四边形机构 两曲柄长度相等，

13、且连杆机架的两曲柄长度相等，且连杆机架的长度也相等的双曲柄机构。长度也相等的双曲柄机构。图7-17 平行四边形机构的运动特性及其应用示例a)平行双曲柄机构b)机车车轮联动机构 平行四边形机构运动有两个特性：原动从动曲柄的转动保持同步。运动中两曲柄保持平行，连杆与“机架”也保持平行。它因此获得广泛应用，如火车车轮的联动机构。图7-18 电风扇摇头机构示意图 双摇杆机构双摇杆机构 双摇杆机构 两个连架杆两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构均为摇杆的铰链四杆机构。双摇杆机构中的任一个活动件（摇杆或连杆）均可作为原动件，使两个摇杆均实现往返摆动。如电风扇的一种摇头机构。2/4/202313教材配套课件11

14、2.滑块四杆机构滑块四杆机构 图7-19 曲柄滑块机构a）对心曲柄滑块机构 b）偏置曲柄滑块机构1曲柄 2连杆 3滑块 4机架 含有移动副四杆机构称为滑块四杆机构，简称滑块机构含有移动副四杆机构称为滑块四杆机构，简称滑块机构。其基本形式有曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构。图3-19中与机架4用移动副相连、又与连杆2用转动副相连的构件3，称为滑块滑块。曲柄滑块机构曲柄滑块机构 由曲柄、连杆、滑块和机架组成的机构。若滑块转动副中心的移动方向线通过曲柄转动中心，称为对心曲柄滑块对心曲柄滑块机构机构，见图7-19a。否则是偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构，e称为偏心距，见图7-19b。滑块行

15、程滑块行程 滑块往返两极限点的距离（图7-19中H）。2/4/202314教材配套课件11曲柄滑块机构应用很广泛,如内燃机里的曲柄滑块机构和自动送料机构等。图7-20 曲柄滑块机构的应用示例a)内燃机中的曲柄滑块机构b)自动送料机构1曲轴2连杆 3活塞4滑块 5曲柄二、四杆机构的应用示例二、四杆机构的应用示例 图7-21 儿童游乐场中的“摇马”a)“摇马”的不同姿态 b)内藏机构的对应位置 四杆机构在日用品、车辆、科教仪器、游乐设施、玩具等方面有多姿多彩的应用。例例7-2 儿童游乐场儿童游乐场中的中的“摇马摇马”2/4/202315教材配套课件11例例7-3 汽车前窗刮雨器汽车前窗刮雨器 曲柄

16、摇杆机构，主动件为曲柄AB。图7-22 汽车前窗刮雨器 例例7-4 平行四边形机构应用二例平行四边形机构应用二例 图7-23 平行四边形机构应用二例b）载重汽车摆椅的移动机构c)万能绘图仪的丁字尺移动机构 例例7-5 公共汽车的车门开关机构公共汽车的车门开关机构 图7-30 公共汽车的车门开关机构1主动曲柄 2连杆 3从动曲柄4机架 5右车门 6左车门7活塞门 8气缸 2/4/202316教材配套课件11第三节第三节 凸轮机构和螺旋机构凸轮机构和螺旋机构一、凸轮机构一、凸轮机构 1.凸轮机构的组成、特点与分类凸轮机构的组成、特点与分类 凸轮机构的组成凸轮机构的组成 图7-25 凸轮机构及其组成

17、示例a)内燃机配气机构b)冲床送料机构c)机床进退刀机构1凸轮 2从动件 从图7-25的三个例子可知：凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。凸轮是一个具有曲线轮廓或曲线凹槽的构件，凸轮与从动件构成高副。凸轮是一个具有曲线轮廓或曲线凹槽的构件，凸轮与从动件构成高副。凸轮通常是原动件，它作转动、摆动或往返移动，驱动从动件按预设凸轮通常是原动件，它作转动、摆动或往返移动，驱动从动件按预设的规律作连续或间歇的转动、移动或摆动。的规律作连续或间歇的转动、移动或摆动。2/4/202317教材配套课件11凸轮机构的特点凸轮机构的特点 优点优点 依靠凸轮轮廓便可使从动

18、件实现预设的运动，包括较复杂的曲线运动。与四杆机构比较，凸轮机构设计方便，结构简单紧凑、工作可靠。缺点缺点 凸轮与从动件是点、线接触，易磨损，传递的力量小。复杂凸轮轮廓的加工困难，成本也高。但数控加工技术已使这一困难缓解。凸轮机构广泛用作自动、半自动的控制机构，实现复杂运动轨迹的机构等；在玩具、娱乐设施中的应用也很常见。凸轮机构的分类凸轮机构的分类 按凸轮的形状 分为移动凸轮移动凸轮、盘形凸轮盘形凸轮、圆柱凸轮圆柱凸轮等类型。按从动件的形状 分为尖顶从动件尖顶从动件、滚子从动件滚子从动件、平底从动件平底从动件等类型。按从动件的运动 分为直动从动件、摆动从动件两类，按上述三种分类法分类的凸轮机构

19、简图参看表7-2。2/4/202318教材配套课件11表表7-2 凸轮机构的分类凸轮机构的分类 2/4/202319教材配套课件112.凸轮机构的应用示例凸轮机构的应用示例 例例7-6 自动送料机构自动送料机构 图7-26 凸轮自动送料机构1圆柱凸轮 2从动件(推杆)例例7-7 绕线机引线机构绕线机引线机构 图7-27 绕线机引线机构1盘形凸轮 2从动件(引线杆)3绕线轴 例例7-8 变速箱换档操纵机构变速箱换档操纵机构 图7-28 变速箱的换档操纵机构图7-29 用靠模仿形加工手柄1移动凸轮(靠模)2滚子 3溜板箱体1圆柱凸轮 2从动拨叉 3可动齿轮例例7-9 仿形加工的仿形加工的“靠模靠模

20、”2/4/202320教材配套课件113.从动件位移线图与简单凸轮轮廓设计简介从动件位移线图与简单凸轮轮廓设计简介 凸轮机构的几个基本参数凸轮机构的几个基本参数 图7-30 凸轮机构及其基本参数 a）凸轮机构 b）位移线图 以对心对心尖顶尖顶直动从动件直动从动件的的盘形盘形凸轮凸轮为例，结合图7-30介绍如下基本参数。基圆基圆 近休止角近休止角 推程和推程角推程和推程角 远休止角远休止角 回程与回程角回程与回程角 从动件的位移线图从动件的位移线图 凸轮机构要求实现从动件的预定运动，其中位移特性是基本的，位移特性用位移线图来表示位移特性用位移线图来表示。以凸轮的转动角度为横坐标，以从动件位移s为

21、纵坐标，得到的“凸轮转角凸轮转角从动件位移从动件位移”曲线曲线、即“s s”曲线曲线称为从动件的位移线图从动件的位移线图。2/4/202321教材配套课件11简单凸轮轮廓的设计示例简单凸轮轮廓的设计示例 图7-31 简单凸轮轮廓设计示例a)位移线图 b)位移线图的等分 c)凸轮轮廓的作图 设计要求设计要求 推杆实现运动 匀速推程h10mm，推程角0135，远休止角S75 匀速回程角060近休止角S 90 凸轮匀速逆时针转动，凸轮基圆半径 r0 20mm，设计该凸轮的轮廓。凸轮轮廓的作图设计凸轮轮廓的作图设计 画推杆位移线图如图7-40a。位移线图上等分推程和回程。以 r0 20mm画出基圆，按

22、位移线图上各等分点依次画出 径向线01、02、，在径向线上依次量取00、11、22、99分别与位移 线图上的位移相等，在图上得到1、2各点。以光滑曲线连接1、2各点，得到凸轮的推程轮廓；同法得到凸轮的回程轮廓。作圆弧67和90，分别得到远休止段和近休止段的凸轮轮廓。至此，得到完整封闭的凸轮轮廓如图7-40c。作图设计完成。2/4/202322教材配套课件11二、螺旋机构二、螺旋机构 2.螺纹类型和螺纹参数螺纹类型和螺纹参数 螺纹的类型螺纹的类型 按旋行方向，分为右旋螺纹右旋螺纹和左旋螺纹左旋螺纹 两种，常用的是右旋螺纹。按螺旋线数同，分为单线螺纹单线螺纹、双线螺双线螺 纹纹和多线螺纹。多线螺纹

23、。图7-32 螺纹的线数a)单线螺纹 b)双线螺纹 c)三线螺纹 螺杆螺纹为外螺纹外螺纹，螺母螺纹为内螺纹内螺纹。按螺纹的牙型，分为三角形螺纹三角形螺纹、矩形螺纹矩形螺纹、梯形螺纹梯形螺纹和锯齿型螺纹锯齿型螺纹等。图7-33 螺纹的牙型 a）三角形螺纹 b）矩形螺纹 c）梯形螺纹 d）锯齿形螺纹 2/4/202323教材配套课件11螺纹的主要参数螺纹的主要参数图7-34 螺纹的主要参数 大径大径d d 即技术标准中的螺纹公称直径螺纹公称直径，螺纹牙的最大直径。小径小径d d1 1 螺纹牙的最小直径。中径中径d d2 2 螺纹牙厚与牙间宽度相等的假想圆柱的直径。螺距螺距P P0 0 螺纹相邻两牙

24、在中径线上对应点间的轴向距离。导程导程P Ph h 同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离。导程Ph与螺距P0之间的关系为：Ph nP0，左式中的n是螺纹的线数。2/4/202324教材配套课件112.螺旋机构的类型螺旋机构的类型 图7-35 四种不同运动形式的螺旋机构螺旋机构的基本构件为螺母、螺杆和机架。按构件的运动形式分类按构件的运动形式分类 螺杆转动，螺母移动螺母转动，螺杆移动螺母固定，螺杆转动并移动螺杆固定，螺母转动并移动 螺旋机构中螺纹副的构件转动360，对应移动距离为一个导程Ph。因构件转角与移动距离成正比，因此构件转角，对应的移动距离s为：（7-1）这个式子称为螺旋机

25、构的运动方程螺旋机构的运动方程。2/4/202325教材配套课件11差动螺旋机构与复式螺旋机构差动螺旋机构与复式螺旋机构 图7-36 差动螺旋机构或复式螺旋机构1螺杆 2可移动螺母 3机架 若螺旋机构包含两个螺纹副、一个移动副，如图7-36所示，螺纹副A、B的导程分别为PhA、PhB，则转动螺杆时，螺母在机架上的运动，分为两种情况：差动螺旋机构差动螺旋机构 螺纹副螺纹副A与与B旋向相同，为旋向相同，为差动螺旋机构差动螺旋机构。运动方程为（7-2）上式说明：若差值（若差值（PhA PhB）很小，则转动差动螺旋机构时，构件的）很小，则转动差动螺旋机构时，构件的移动量将很小，因此适宜用来作精密调节移

26、动量将很小，因此适宜用来作精密调节。复式螺旋机构复式螺旋机构 螺纹副螺纹副A与与B旋向相反，为旋向相反，为复式螺旋机构复式螺旋机构。运动方程为（7-3）上式说明：转动复式螺旋机构时，构件的移动量等于两个单螺纹副移动转动复式螺旋机构时，构件的移动量等于两个单螺纹副移动量的叠加，明显加大，因此能适合某些特殊的要求。量的叠加，明显加大，因此能适合某些特殊的要求。2/4/202326教材配套课件11按摩擦副的摩擦形式分类按摩擦副的摩擦形式分类 图7-37 不同类型摩擦副的螺旋机构a)滑动摩擦副 b)滚动摩擦副 分为滑动摩擦螺旋副滑动摩擦螺旋副、滚动摩擦螺旋副滚动摩擦螺旋副等类型。3.螺旋机构的应用螺旋

27、机构的应用 螺旋机构结构简单、制造方便，可获得大传动比和力的增益，机构具自锁性能，因而应用广泛。主要用于传递运动和动力、转变运动形式、调节与测量等，常用于起重、挤压、锁紧、进给、调节装置中。例例7-10 千斤顶、压力机千斤顶、压力机 图7-38 传递运动和动力的螺旋机构示例a）螺旋千斤顶结构图 b）螺旋千斤顶机构简图 C）螺旋压力机机构简图 又如图5-7b所示的台钳等。2/4/202327教材配套课件11例例7-10 机床走刀、机床走刀、进刀机构进刀机构 图7-39 转变运动形式的螺旋机构示例a)机床纵向走刀机构 b)机床横向进刀机构 例例7-11 轮子与轴承拆卸工具轮子与轴承拆卸工具 图7-

28、40 螺旋机构的拆卸工具a）拆轮器 b）滚动轴承拆卸工具 例例7-12 绘图圆规、钢索拉绘图圆规、钢索拉紧器和铣床快速夹紧装置紧器和铣床快速夹紧装置图7-41 复式螺旋机构示例 2/4/202328教材配套课件11第四节第四节 间歇运动机构间歇运动机构 间歇运动机构间歇运动机构 能将原动件的连续转动转为从动件周期运动和停歇的机构。能将原动件的连续转动转为从动件周期运动和停歇的机构。本节介绍较常见的间歇运动机构：棘轮机构、槽轮机构棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构不完全齿轮机构。一、棘轮机构一、棘轮机构 1.棘轮机构的基本组成棘轮机构的基本组成 图7-42 棘轮机构的基本组成 1棘轮 2驱动棘爪

29、 3扭簧 4原动件（摇杆）5止回棘爪 原动摇杆4顺时针摆动棘爪2推动棘轮1同向转一角度；摇杆4逆时针摆动,驱动棘爪2在棘轮1的齿背上滑过，止回棘爪5阻止棘轮反转，使棘轮停歇不动。因此摇杆4不断往返摆动，棘轮1作单方向时动时停的间歇运动。扭簧3让棘爪贴靠在棘轮齿面上，以保工作的可靠。2.棘轮机构的类型棘轮机构的类型 棘轮机构分齿啮式和摩擦式两大类，还有外啮合、内啮合、双动、可调等形式，下面仅介绍外齿啮式棘轮机构的几种应用示例。2/4/202329教材配套课件113.棘轮机构的应用示例棘轮机构的应用示例 棘轮机构结构简单、制造方便，工作可靠，但运动有撞击及声响，适用于转速不高、转角小和功率小的场合

30、。图7-43 棘轮机的应用示例a)起重安全装置 b)自动线步进装 c)自行车上的“飞”d)手动起重器具 e)排球网拉紧机 2/4/202330教材配套课件11二、槽轮机构二、槽轮机构 1槽轮机构的工作过程槽轮机构的工作过程 图7-44 单销外啮合槽轮机构及其工作过a)圆销开始进入槽轮的径向槽 b)圆销开始脱离槽轮的径向槽1拨盘 2槽轮 3机架 图7-45 槽轮机构的应用示例 a)电影放映机的槽轮卷片机构 b)自动机床的换刀装置 图7-44的单销外啮合槽轮机构是该机构的基本形式。工作过程：原动件拨盘1转动，圆销A拨动槽轮2反向间歇地转动。主、从动件上的锁止弧abc和efg配合，使槽轮2停止中能被

31、锁住不动。2.槽轮机构的应用示例槽轮机构的应用示例 槽轮机构结构简单，制造方便，转位迅速，常用于低转速下的自动转位与分度。2/4/202331教材配套课件11三、不完全齿轮机构三、不完全齿轮机构 1不完全齿轮机构的工作过程和类型不完全齿轮机构的工作过程和类型 图7-46 不完全 齿轮机构的类型a)外啮合不完全齿轮机构 b)内啮合不完全齿轮机构 c)不完全齿轮齿条机构 主动轮上只有一个或几个齿，其余部分为锁止弧，从动轮由主动轮带动间歇地转动与锁止。2不完全齿轮机构的特点与应用示例不完全齿轮机构的特点与应用示例 图7-47 用不完全齿轮的工作台转位机构 工作可靠，从动轮停歇次数、时间等参数选择范围

32、大。但加工复杂，运动有冲击，在低速、轻载场合用于工作台的间歇转位、进给以及计数装置中。2/4/202332教材配套课件11第五节第五节 机构的扩展与组合机构的扩展与组合 把某机构安置在产品的运动部件上，该机构在空间运动着，其从动件的运动就是运动合成的结果。这是机构扩展的常见的方式之一。把一个机构的从动件作为另一机构的原动件，称为机构的“串联串联”；由两个或多个机构的从动件控制一个输出件的运动，称为机构的“并联并联”。采用串联、并联等方法加以组合得到机构称为组合机构组合机构。动态广告、展示、游艺游乐活动、玩具等设计领域内，常要应用组合机构。例例7-14 自动伞自动伞 例例7-15 转圈奔跑的马转

33、圈奔跑的马 图7-49 转圈奔跑的马图7-48 自动伞的机构示意经常接触，经常接触，弄弄清楚吧！弄弄清楚吧！你也想出点你也想出点什么花样吗？什么花样吗？2/4/202333教材配套课件11第八章第八章 机械传动基础机械传动基础 第一节第一节 带传动带传动 一、带传动的组成、特点及类型一、带传动的组成、特点及类型 1.带传动的组成与速比带传动的组成与速比 图8-1 带传动的组成与速比 带传动由主动轮、从动轮和传动带所组成。一般的传动带（同步齿形带除外）安装时需紧套在两个带轮上，依靠带轮与传动带间的摩擦力传递运动。转速比转速比（简称速比速比，也称为传动比传动比）i：主动轮与从动轮的转速之比主动轮与

34、从动轮的转速之比。带传动的传动比为（8-1）式中 n1、n2 主、从动轮的转速，单位为rpm（每分钟的转数），D1、D2主、从动轮的直径，单位为mm。式（8-1）表明，带传动中两轮的转速比与两轮的直径成反比带传动中两轮的转速比与两轮的直径成反比。2/4/202334教材配套课件112.带传动的特点带传动的特点 传动带具有挠形，相应地带传动有以下优缺点：（1）能够缓和冲击，吸收振动，因此传动平稳，噪声小；（2）结构简单，制造和安置的精度要求不高，使用维护方便；传动带损坏后容易更换，因此加工制造及运行成本均比较低；（3）能简便地实现大中心距间的传动，最大中心距可达15m以上；（4）过载时传动带会在

35、带轮上打滑，有利于避免机器中其他机件的损坏；（5）带传动不能保证精确不变的传动比；（6）带传动的机械传动效率较低；（7）因传动带必须张紧，使轴与轴承受到较大的径向力，对机器运行 有些不利影响。2/4/202335教材配套课件113.带传动的主要类型带传动的主要类型 图8-2 带传动的类型以传动带的截面形状分类，带传动主要有：a）平带传动 b）V带传动 c）圆带传动 d）同步带传动 平带传动平带传动 平带的截面为扁宽的矩形。常见的平带有橡胶帆布带橡胶帆布带、皮革带、棉布带和化纤带等。平带传动在力学性能方面不如V带传动，但平带厚度薄，挠曲性比V带好。因此有以下两个优势：平带柔软，更能适应高速运转中

36、的高频度挠曲适应高速运转中的高频度挠曲。除普通开口传动外，平带还能实现交叉传动（主、从动轮反向转动）、半交叉传动（主、从动轮反向转动）、半交叉传动（两轮轴空间位置交错）交叉传动（两轮轴空间位置交错）。而这是V带传动不能实现的。图8-3 平带传动的几种形式a）开口传动b）交叉传动 c）半交叉传动 2/4/202336教材配套课件11 V带传动带传动 V带的截面为梯形。图8-4 传动带与带轮间的径向力与正压力a）平带传动 b）V带传动 V带与带轮的梯形环槽，应由两侧面接触，槽底留有间隙、互不接触。“楔槽增压楔槽增压”带与带轮间径向压力相同，238的V带传动能力，约为平带的3倍。V带横向尺寸小，几根

37、V带并用，结构依然紧凑，传动能力进一步提高，更为平带所不及。V带传动的适用条件：传递的功率 P50Kw，带轮圆周线速度 v525m/s，传动比 i7，传动效率 0.95。圆带传动圆带传动 截面为圆形，见图8-2c。成本低廉，只能传递1Kw以下小功率，用于家用脚踏缝纫机等小产品上。同步带传动同步带传动 纵截面具有齿形，见图8-2d。特点特点：工作可靠，传动能力高，线速度可达到v50m/s；传动比准确，可高达i1220；轴与轴承受力小；但成本高。多用于电子计算机、录音机、数控机床、纺织机械等产品中。2/4/202337教材配套课件11二、二、V带传动带传动1.V带的构造与型号带的构造与型号 V带构

38、造带构造 V带为无接头的环形 带，是标准化零件。图8-5 V带的构造 a)帘布芯结构 b)线绳芯结构 1顶胶层 2抗拉层 3底胶层 4包布层 V带截面楔角在非工作状态下为40，在带轮上绷紧后为3238。图8-5为两种常用的 V带构造。V带的型号带的型号 GB/T 11544-1997规定，普通V带分为：Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，见表8-1。表表8-1 普通普通V带的截面尺寸带的截面尺寸2/4/202338教材配套课件11V带的带的中性层中性层 长度和宽度均不因V带在带轮上绷紧而变化的一层。节面宽度节面宽度（简称节宽节宽）bP V带中性层的宽度。V带的基准长度系列带的基准长度系列V带的

39、带的基准长度基准长度Ld d 沿V带中性层量得的环形长度，见表8-2。表8-2 普通V带基准长度的标准系列 （mm）V带标记带标记 普通V带的标记由型号型号、基准长度基准长度和标准号标准号三部分组成。例如基准长度1800mm的B型普通V带标记为：“B 1800 GB/T 11544-1997”。厂家常将V带的标记、制造年月日和厂名压印在V带的顶面上。2/4/202339教材配套课件112.V带轮带轮 V带轮的材料与结构带轮的材料与结构 V带轮的选材随其圆周速度v由低到高分别采用灰铸铁和铸钢。传递小功率时，为减轻带轮重量，可采用铸铝合金或工程塑料。V带轮的结构，从外到里分三部分：外圈轮缘1，中部

40、轮辐2，内圈轮毂3。随基准直径d的大小不同而有三种具体形式,见图8-6。图8-6 V带轮的结构a)轮缘、轮辐与轮毂 b)小尺寸的实心轮 c)中等尺寸的辐板轮 d)大尺寸的辐条轮 2/4/202340教材配套课件11 普通普通V带轮的轮槽尺寸带轮的轮槽尺寸 表表8-3 普通普通V带轮的轮槽尺寸带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T 13575.1-1992）V带在带轮上绷紧后楔角会减小，因此V带槽的楔角也应40，且随V带型号及基准直径而变。考虑各种技术因素，国标GB/T 13575.1-1992对V带轮槽的截面形状和尺寸有具体详细的规定，见表8-3。2/4/202341教材配套课件112/4/202342

41、教材配套课件113.V带传动的张紧装置带传动的张紧装置 V带绕在带轮上应该保持适当的张紧度。张紧过度，轴与轴承受力过大，不利机器运转，且降低V带的使用寿命。张紧不足，则传动能力降低，甚至因带与带轮间打滑而使传动失效。安装之初张紧适宜的V带，会在使用中逐渐松弛，仍需适时调整其张紧度。因此V带传动需要设置张紧装置。几种常见V带张紧装置如图8-7所示。图8-7 带传动的几种张紧装置 a）移动式张紧装置 b）摆移动式张紧装置 c）能自动调节的张紧装置 2/4/202343教材配套课件11第二节第二节 链传动链传动 一、链传动的组成、速比及特点一、链传动的组成、速比及特点1链传动的组成链传动的组成 图8

42、-8 链传动的组成 链传动主要由主动链轮、链条、从动链轮三构件与机架等部分组成。机械中的传动链有滚子链滚子链和齿性链齿性链两大类。图8-9 齿形链的构造 齿形链传动平稳，耐冲击，噪声小，又称为无声链，用于高速和精度高的场合。但齿形链重量大，价格贵。本节介绍应用广泛的滚子链。2/4/202344教材配套课件112链传动的速比及运动特性链传动的速比及运动特性 链传动的平均速比链传动的平均速比 链传动是齿啮性传动，从较长一段时间来考虑其平均速比i，应该有（8-2）式中 n1 、n2 主、从动轮的转速，单位为rpm（每分钟的转数），z1、z2 主、从动轮的齿数。式（8-2）表明，链传动的平均速比与主动

43、轮、从动轮的齿数成反比链传动的平均速比与主动轮、从动轮的齿数成反比。链传动的运动特性链传动的运动特性 链传动中，链条移动的速度时时在变化着；因此，链传动的平均速比虽与链轮齿数成反比，但瞬时速比瞬时速比（也称为瞬时传动比瞬时传动比）却有所波动；在链传动中，链条会产生上下方向的颤动，这种颤动是链传动的有害因素。链轮的转速越高、链轮齿数越少、链条节距越大，则链传动的瞬时速比不均匀性和链条的颤动就越严重。2/4/202345教材配套课件113链传动的特点链传动的特点 与带传动对比，链传动的特点如下：（1）对环境的要求低对环境的要求低，能在高温、多尘、无防护的条件下工作，这是突出优点突出优点。（2）相对

44、于带传动，有平均传动比恒定不变的优点。（3）低速传动中，能传递大圆周力不打滑（对比带传动）；但高速传动中，链 条速度的波动、颤动和噪声均大，不如带传动平稳；且无过载保护性能。（4）链条不需要在链轮上绷紧，有利于降低轴与轴承的受力。（5）传递功率相同，结构比带传动紧凑，但制造和安装的要求较高。（6）一般只宜布置在基本铅垂的平面内，链轮轴的方向受到限制只宜布置在基本铅垂的平面内，链轮轴的方向受到限制，这是突出的突出的 局限和不足。局限和不足。与齿轮传动对比，除了对环境要求低、成本低、适宜中心距较大以外，齿轮传 动的优越性均无可置疑。从上述链传动的优缺点可知，自行车用链传动真可谓是扬长避短了。链传动

45、的适用条件为：功率 P 100Kw，传动比 i6，链速 v 15m/s，中心距 a 5m；链传动的效率为 0.920.98。2/4/202346教材配套课件11二、滚子链传动二、滚子链传动 1滚子链的构造与型号滚子链的构造与型号图8-10 滚子链的构造与双排滚子链a）滚子链的构造 b）双排滚子链1内链板 2外链板 3销轴 4套筒 5滚子 滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4及滚子5组成。链节距链节距p 滚子链上相邻两滚子的中心距离。传动链是标准件，以链节距p为基本参数。传递的功率较大，又要求结构紧凑，可采用双排或多排链。标准滚子链分为A、B两个系列，常用的是A系列。A系列滚子链的主要参数

46、见表8-4。该标准采用英寸为长度单位。1英寸25.4mm，（1/16）英寸（25.4/16）mm1.5875mm，表中的“链号”数乘以1.5875mm就是该链号滚子链的链节距p。2/4/202347教材配套课件11 表表8-4 A系列滚子链的主要参数系列滚子链的主要参数（摘自 GB/T 1243-1997）滚子链的标记为：链号排数节数 标准号。例如A系列、节距19.05mm、单排、92节的滚子链，其标记为：12A192 GB/T 1243-1997。链的长度用链节数表示。2/4/202348教材配套课件11 传动链的链节数以选偶数为宜，此时用开口销或弹簧夹即可将链条联接成链环（图8-11a、b

47、）。如链节数为奇数，须用有弯链板的“过渡链节”联成环形（图8-11c），从而降低链的承载能力，图8-11 滚子链联结封闭环形的接头形式a)开口销 b)弹簧卡 c)过渡链节2滚子链链轮滚子链链轮 图8-12 链轮的结构形式a)小尺寸整体式 b)中尺寸孔板式 c)大尺寸组合式 滚子链链轮的齿形已标准化，设计图上不必画端面齿形，只注明如“齿形按 3RGB/T 1244-1995规定制造”等即可。但设计图上需画出链轮的轴向齿形和尺寸，可参照BG/T 1243-1997。链轮的结构随尺寸而异，参看图8-12。链轮材料要求强度和耐磨性，小链轮应选用较优材料。2/4/202349教材配套课件113链传动的布

48、置链传动的布置 尽量布置在铅垂平面内，使链条的链节能顺畅地与 链轮齿啮合。应紧边在上、松边在下。若松边在上，则在链子脱 离主动链轮处可能出现“咬 链”现象，影响正常传动。两链轮的轴线在同一水平 面内（或接近如此）。若 需要斜向布置，两轴中心 连线与水平线的夹角应 小于45。安装时，松边的初始下垂量取两轴中心距的12。使用一段时间后，松 边的下垂量加大。会造成啮合不良。解决问题的方法之一，是将两链轮的中 心距调大；解决方法之二，是减除一个链节。在松边安置一个张紧轮则是解决此问题的更佳方法。链传动主、从动轮的转向相同。将两轮之一安置在链环的外侧，可使两轮转 向相反。但同时需要安置称为“游轮”的张紧

49、轮。图8-13 链传动的布置 2/4/202350教材配套课件11第三节第三节 齿轮传动齿轮传动一、齿轮传动的类型与特点一、齿轮传动的类型与特点 1齿轮传动的类型齿轮传动的类型 按两轴线的空间位置，齿轮传动分为平行轴齿轮传动平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动相交轴齿轮传动、交错轴齿轮传动交错轴齿轮传动三大类。按齿向不同分为直齿、斜齿直齿、斜齿、人字齿人字齿、曲线齿曲线齿等类型；根据啮合形式分为外啮合外啮合、内啮合内啮合两类。图8-14 齿轮传动的类型 2/4/202351教材配套课件112.齿轮传动的特点齿轮传动的特点 齿轮传动在现代机械中应用最为广泛，其特点如下：传动精度高传动精度高 前面讲过，

50、带传动不能保证传动比准确，链传动也不能实现恒定的瞬时传动比；但现代常用的渐开线齿轮，其传动比在理论上是准确、恒定不变的；这不但对精密机械与仪器是关键要求，也是高速重载下减少动载影响、实现平稳传动的重要条件。适用范围宽适用范围宽 传递的功率范围极宽，可以从0.001W到60 000kW；圆周速度可以很低，也可高达150m/s，均为带传动、链传动难以比拟。可实现平行轴、相交轴、交错轴等空间任意两轴间的传动可实现平行轴、相交轴、交错轴等空间任意两轴间的传动，也为带传动、链传动所难以企及。工作可靠，使用寿命长工作可靠，使用寿命长。传动效率较高，一般为 0.940.99。齿轮传动的不足方面有：制造和安装