機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第六章機(jī)械常用機(jī)構(gòu)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第六章機(jī)械常用機(jī)構(gòu)匯報(bào)人：AA2024-01-14目錄機(jī)械常用機(jī)構(gòu)概述連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)01機(jī)械常用機(jī)構(gòu)概述機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過活動(dòng)聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)定義根據(jù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征、運(yùn)動(dòng)特性等，機(jī)構(gòu)可分為連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、蝸桿機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)分類機(jī)構(gòu)定義與分類連桿機(jī)構(gòu)由若干剛性構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副）連接而成的機(jī)構(gòu)。應(yīng)用廣泛，如內(nèi)燃機(jī)、牛頭刨床、機(jī)械手等。齒輪機(jī)構(gòu)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如機(jī)床、汽車、船舶等。蝸桿機(jī)構(gòu)由蝸桿和蝸輪組成的交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，常用于減速裝置中，如機(jī)床分度頭、汽車后橋等。凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。主要用于將連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所需的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，如內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、自動(dòng)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。常用機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，包括機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理、方法和技術(shù)。它為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了基本的理論支撐和設(shè)計(jì)方法。機(jī)構(gòu)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和功能的核心部件。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了基本的理論和方法指導(dǎo)，使得機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理和高效。同時(shí)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成果也不斷豐富和完善了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的理論體系。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與機(jī)構(gòu)關(guān)系02連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)由兩個(gè)或兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而成，其中至少有一個(gè)構(gòu)件為連桿。連桿機(jī)構(gòu)通過構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。連桿機(jī)構(gòu)組成及工作原理工作原理組成類型根據(jù)構(gòu)件之間的連接方式和相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，連桿機(jī)構(gòu)可分為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。連桿機(jī)構(gòu)類型與特點(diǎn)確定機(jī)構(gòu)類型確定機(jī)構(gòu)尺寸分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性優(yōu)化設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)01020304根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的連桿機(jī)構(gòu)類型。根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定各構(gòu)件的尺寸和連接方式。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在滿足基本功能的前提下，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高機(jī)構(gòu)的性能和使用壽命。03凸輪機(jī)構(gòu)凸輪：一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件，作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件：與凸輪輪廓接觸，并傳遞動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，一般做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。機(jī)架：固定不動(dòng)的構(gòu)件，起到支撐和連接的作用。凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理是：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其輪廓曲線或凹槽會(huì)推動(dòng)從動(dòng)件按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。通過改變凸輪的輪廓形狀和尺寸，可以實(shí)現(xiàn)不同的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而滿足各種機(jī)械傳動(dòng)和控制的需求。凸輪機(jī)構(gòu)組成及工作原理移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪作往復(fù)直線移動(dòng)，從動(dòng)件通過滾子或滑塊與凸輪輪廓線接觸?？蓪?shí)現(xiàn)較大的行程和較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。盤形凸輪機(jī)構(gòu)適用于輕載、低速場(chǎng)合，傳動(dòng)效率高、噪音小。圓柱凸輪機(jī)構(gòu)適用于重載、高速場(chǎng)合，承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)。盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪為盤形，從動(dòng)件與凸輪輪廓線接觸。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于設(shè)計(jì)制造，應(yīng)用廣泛。圓柱凸輪機(jī)構(gòu)凸輪為圓柱形，從動(dòng)件沿凸輪輪廓曲線作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)。移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)適用于中載、中速場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)較大的行程和較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。010203040506凸輪機(jī)構(gòu)類型與特點(diǎn)根據(jù)工作要求選擇合適的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如等速、等加速、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪的尺寸限制，選擇合適的凸輪輪廓曲線，如阿基米德螺旋線、漸開線等。選擇凸輪的輪廓曲線根據(jù)工作要求和制造工藝水平，確定凸輪的尺寸和公差，保證機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度和使用壽命。確定凸輪的尺寸和公差根據(jù)工作條件和要求，選擇合適的材料和熱處理工藝，提高凸輪的耐磨性、抗疲勞性和耐腐蝕性。選擇合適的材料和熱處理工藝凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)04齒輪機(jī)構(gòu)齒輪軸軸承箱體齒輪機(jī)構(gòu)組成及工作原理齒輪是齒輪機(jī)構(gòu)的核心部件，具有規(guī)定的齒數(shù)和模數(shù)，通過輪齒的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸承用于支撐軸并減少摩擦，提高傳動(dòng)效率。軸用于支撐齒輪并傳遞扭矩，根據(jù)齒輪機(jī)構(gòu)的布局和傳動(dòng)要求，軸可以是固定的或可動(dòng)的。箱體是齒輪機(jī)構(gòu)的外部支撐結(jié)構(gòu)，用于固定和保護(hù)內(nèi)部零件。圓柱齒輪機(jī)構(gòu)01圓柱齒輪是最常見的齒輪類型，其齒面為圓柱形。根據(jù)輪齒的方向，可分為直齒、斜齒和人字齒等。圓柱齒輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。圓錐齒輪機(jī)構(gòu)02圓錐齒輪的齒面為圓錐形，用于相交軸之間的傳動(dòng)。圓錐齒輪機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)比穩(wěn)定、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但制造和安裝精度要求較高。蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)03蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)由蝸桿和蝸輪組成，用于垂直相交軸之間的傳動(dòng)。蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音小等特點(diǎn)，但傳動(dòng)效率相對(duì)較低。齒輪機(jī)構(gòu)類型與特點(diǎn)根據(jù)傳動(dòng)要求和使用條件選擇合適的齒輪類型，如圓柱齒輪、圓錐齒輪或蝸桿蝸輪等。選擇合適的齒輪類型確定齒輪參數(shù)優(yōu)化齒輪布局保證制造和安裝精度根據(jù)傳動(dòng)比、輸出速度、扭矩等要求確定齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)。合理布局齒輪的位置和角度，以減小機(jī)構(gòu)的尺寸和重量，提高傳動(dòng)效率。嚴(yán)格控制齒輪的制造和安裝精度，確保輪齒的正確嚙合和傳動(dòng)的平穩(wěn)性。齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)05間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)件、從動(dòng)件和停歇件等部分組成，其中主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)，而從動(dòng)件則做周期性停歇運(yùn)動(dòng)。工作原理間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理是通過主動(dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件做周期性停歇運(yùn)動(dòng)。在從動(dòng)件的停歇期間，主動(dòng)件和從動(dòng)件之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成及工作原理間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型與特點(diǎn)常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型包括棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪式間歇機(jī)構(gòu)等。類型不同類型的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有不同的特點(diǎn)。例如，棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，但傳動(dòng)平穩(wěn)性較差；槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，但制造精度要求較高；不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大，但嚙合沖擊較大；凸輪式間歇機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)任意停歇時(shí)間和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜。特點(diǎn)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的停歇時(shí)間，選擇合適的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)類型。根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求，設(shè)計(jì)合理的凸輪輪廓或齒輪齒形。根據(jù)工作條件和制造水平，確定合理的制造精度和裝配精度要求。對(duì)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核，確保其在工作過程中具有足夠的強(qiáng)度和剛度。停歇時(shí)間運(yùn)動(dòng)規(guī)律精度要求強(qiáng)度校核06組合機(jī)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本機(jī)構(gòu)組合而成，以實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功能要求。通過不同機(jī)構(gòu)之間的組合，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡、特定的力傳遞和速度變換等功能。組合機(jī)構(gòu)原理組合機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能多樣、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)。通過合理的組合設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功能要求，滿足不同的機(jī)械系統(tǒng)需求。組合機(jī)構(gòu)特點(diǎn)組合機(jī)構(gòu)原理及特點(diǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維與方法創(chuàng)新思維創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維是指在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，打破傳統(tǒng)思維模式，尋求新的設(shè)計(jì)理念和方法的思維方式。它強(qiáng)調(diào)對(duì)問題的深入分析和多角度思考，以尋找獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案。創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法包括頭腦風(fēng)暴、TRIZ理論、形態(tài)分析等多種方法。這些方法可以幫助設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生新的想法和解決方案，提高設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性和實(shí)用性。工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人是一種典型的組合機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例。它通過多個(gè)關(guān)節(jié)和連桿的組合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的空間運(yùn)動(dòng)軌跡和精確的力控制，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線和智能制造領(lǐng)域。汽車變速器汽車變速器是另