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1、形态与机构,1、机构的定义,机构是由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。机器中，由一个或几个零件所构成的运动单元体，称为构件。工业设计师要了解常用的机构，包括平面连杆机构、凸轮机构和间歇运动机构，还要了解蜗杆、齿轮、带和链等基本传动机构。,2、机械的定义,机械是简单的装置，它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。机械可分为两大类：加速机械:能够将力转化为快速的运动，如自行车、搅拌器等。加力机械:能够将较小的力转化为较大的力量。如撬棍、扳手、千斤顶等。,第一单元 常用机构,一、平面连杆机构,平面连杆机构是用转动副或移动副将构件相互连接而成的机构，用以实现运动变换和动力传递。,在平面
2、连杆机构中，有一种由四个构件相互用铰销连接而成的机构，这种机构称为铰链四杆机构，简称四杆机构。如图四杆机构中，构件AD固定不动，称为静件或机架。构件AB可绕轴A作整周转动，称为曲柄。构件CD可绕轴D作往复摆动，称为摇杆。曲柄和摇杆统称为臂。连接两臂的构件BC称为连杆。,1、四杆机构,1.1、曲柄摇杆机构 在四杆机构中，如果一个臂为曲柄，另一个臂为摇杆，则此机构称为曲柄摇杆机构。搅拌机实例。,1、四杆机构,1.2、双曲柄机构 在四杆机构中，如果两个臂均为曲柄，则此机构称为双曲柄机构。平行机构。,1、四杆机构,1.3、双摇杆机构 在四杆机构中，如果两个臂均为摇杆，则此机构称为双摇杆机构。,1、四杆
3、机构,2、曲柄滑块机构,2.1、曲柄滑块机构1、2 曲柄滑块机构是由曲柄、连杆、滑块及机架组成的另一种平面连杆机构。曲柄滑块机构中，当曲柄为主动件时，可将曲柄的整周连续转动转变为滑块的往复直线运动；反之，当滑块为主动件时，可通过连杆带动曲柄做整周连续转动。椭圆规实例,3、飞轮,3.1、飞轮 飞轮机构是一对心曲柄滑块机构的应用形式，滑块为主动件，由于飞轮的惯性，使机构冲过了两个死点位置。,二、凸轮机构,凸轮机构主要由凸轮、从动杆和机架所组成。在凸轮机构中，当凸轮转动时，借助于本身的曲线轮廓或凹槽迫使从动杆作一定规律的运动，即从动杆的运动规律取决于凸轮轮廓曲线或凹槽曲线的形状。,凸轮机构按从动杆的
4、形式分类：1、尖顶从动杆凸轮机构2、滚子从动杆凸轮机构3、平底从动杆凸轮机构,二、凸轮机构,1、尖顶从动杆凸轮机构 1、2：从动杆结构简单，并且由于它以尖顶和凸轮接触，因此对于较复杂的凸轮轮廓也能准确地获得所需要的运动规律，但容易磨损。它适用于受力不大、低速及要求传动灵敏的场合，如仪表记录仪等。,二、凸轮机构,2、滚子从动杆凸轮机构（1、2、3、4）：从动杆与凸轮表面之间的摩擦阻力小，但结构复杂。一般适用于速度不高、载荷较大的场合，如用于各种自动化的生产机械等。,二、凸轮机构,3、平底从动杆凸轮机构（1、2、3）：在这种凸轮机构中，从动杆的底面与凸轮轮廓表面之间容易形成楔形油膜，能减少磨损，故
5、适用于高速运动。但平底从动杆不能用于具有内凹轮廓曲线的凸轮。,二、凸轮机构,移动凸轮机构：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，就成为移动凸轮。在移动凸轮机构中，凸轮作往复直线运动。,二、凸轮机构,三、螺旋机构,螺旋机构（1、2、3、4）可以用来把回转运动变为直线移动，优点是结构简单，能将较小的回转力矩转变为较大的轴向力，能达到较高的传动精度，并且工作平稳，定位可靠。主要缺点是摩擦损失大，传动效率低，一般不用来传递大的功率。,台虎钳是应用螺旋机构的一个实例，当转动手柄时，螺杆相对于螺母作螺旋运动，产生的位移带动活动钳口一起移动。这样，活动钳口相对于固定钳口之间可作合拢或张开的动作，从而可以夹紧或松
6、开工件。千斤顶、压力机实例。,三、螺旋机构,三、间歇运动机构,当需要从动件产生周期性的运动和停顿时，可以应用间歇运动机构。间歇运动机构常见的有以下两种：1、棘轮机构 2、槽轮机构,1、棘轮机构 棘轮机构的特点是将摇杆的往复摆动转换为棘轮的单向间歇运动。在棘轮机构中，一般情况下棘爪是原动件，当工作的棘爪连续摆动时，棘轮作间歇转动。当棘轮停歇时，止动棘爪可防止其逆转。只要棘轮的齿数Z足够多，则每次间歇转动的角度就可以很小；而且可根据工作要求调节棘轮转角的大小。,三、间歇运动机构,2、槽轮机构（1、2）槽轮机构由拨盘、槽轮与机架组成。槽轮机构以拨盘为主动件，当拨盘匀速连续回转时，槽轮作间歇转动。当槽
7、轮停歇时，靠槽轮和拨盘上的锁止弧定位。由于槽轮每次转过的角度 取决于槽数Z，而槽轮的槽数又不能过多，所以槽轮机构只能用于转角较大的间歇传动。,三、间歇运动机构,第二单元 常用机械传动装置,机械传动装置的主要功用是将一根轴的旋转运动和动力传给另一根轴，并且可以改变转速的大小和转动的方向。常用的机械传动装置有带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动。,一、带传动,1、带传动 用于传递平行轴之间的运动，两带轮转向相同。带传动适于中心距较大的传动；传动平稳，可缓冲吸振；过载时打滑，能起安全保护作用。带传动的主要缺点是不能保证准确的传动比，带的寿命和传动效率较低。适合于小功率的动力传动。,2、交叉带传动用于传
8、递平行轴之间的运动。两带轮转向相反。,一、带传动,3、带张紧轮的交叉带传动 三角带工作一段时间后会因为塑性伸长而松弛，致使张紧力降低，张紧轮可以保证足够的张紧力。张紧轮应放在松边内侧靠大带轮处，以免小带轮包角减小过多，影响传动能力。,一、带传动,二、链传动,链传动靠链轮和链之间的啮合传递运动，而链轮之间有挠性链条，兼有啮合传动和挠性传动的特点。因此，可在不宜采用带传动和齿轮传动的场合考虑采用链传动。,三、齿轮传动,齿轮传动是一种啮合传动，在一对齿轮对传动过程中，主动轮转过一个齿，从动轮相应地也转过一个齿。在一对齿轮传动中，两轮的转速与齿数成反比。,1、齿轮齿条传动机构 该机构可以把齿轮的旋转运
9、动转化为齿条的往复移动，或者把齿条的往复移动转化为齿轮的旋转运动。,三、齿轮传动,2、不完全齿轮齿条传动机构 该机构是由非完整齿轮机构演变而来的。主动齿轮上只制造出一个或几个轮齿，主动轮匀速转动，带动齿条往复移动。,三、齿轮传动,3、轮系 在实际生产中的各种机器，很少是仅用一对齿轮来传动的，通常在主动轴与从动轴之间采用一系列相互啮合的齿轮来传递运动和力。该机构中所有齿轮均具有固定几何轴线位置，可以实现大的传动比、变速、变向及回转的合成或分解。,三、齿轮传动,四、蜗杆传动,1、蜗杆传动用于传递空间垂直交错两轴间的运动和动力；传动比大、平稳性好；一定条件下可以自锁。因此，广泛用于各种设备的传动系统中。,五、作业,以组为单位，拆解一个小产品，用录像机记录过程。之后绘制所拆卸产品的传动机构的爆炸分解图，要求解剖的视角和分解方式能全方位的反映结构的构成。规格：A4图例：下页,
