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1、Clicktoaddyourtext 河北联合大学机械工程学院工程训练中心 机械创新设计 第三章机械运动形态与控制 第一节机械运动形态与变换 第二节机 电 液机构组合的运动及控制 第三节机械运动与控制 第三章机械运动形态与控制 第一节机械运动形态与变换 组成机械运动部件的运动形态有定轴转动 含摆动和间歇转动 往复移动及平面运动三种 实现这三种基本运动形态的机构种类很多 它们起到运动形式变换 运动速度变换 运动的传递 运动的合成及分解的作用 一 连续转动到连续转动转动到转动的运动变换是机械中最常见的运动形式 用于运动 动力的传递和运动速度的变换 能实现这种运动形式变换的机构有齿轮机构 摩擦轮传动
2、机构 瞬心线机构 连杆机构 带传动机构 链传动机构 绳索传动机构 液力传动 钢丝软轴传动机构等 第三章机械运动形态与控制 1 齿轮传动机构外啮合的圆柱齿轮机构传递反向运动 内啮合的圆柱齿轮机构传递同向运动 圆锥齿轮机构传递相交轴之间的运动 蜗杆蜗轮机构传递垂直交错轴之间的运动 齿轮机构的齿形曲线有渐开线 摆线 圆弧线 齿轮系还有渐开线行星轮系 摆线针轮轮系 谐波传动轮系 活齿传动轮系 滚珠传动轮系等 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 2 摩擦轮传动机构摩擦轮传动难以传递过大的动力 主要应用在仪器中传递运动 第三章机械运动形态与控制 3 瞬心线机构瞬心
3、线机构种类很多 但其设计原理基本相同 第三章机械运动形态与控制 瞬心线机构可以靠摩擦传递运动或动力 也可在瞬心线上制成轮齿 形成啮合传动 瞬心线机构可以实现连续的 周期性的 变速转动输出 4 连杆机构能实现转动到转动运动变换的连杆机构有双曲柄机构 平行四边形机构 转动导杆机构以及双转块机构等 第三章机械运动形态与控制 5 带传动机构带传动机构分为平带传动 圆带传动 V带传动 同步齿形带传动等多种形式 其中平带传动和圆带传动可交叉安装 实现反向传动 第三章机械运动形态与控制 6 链传动机构链传动机构也是一种适合较大中心距的传动机构 常用的套筒滚子链有单排和多排之分 其传动比为二链轮齿数之反比 输
4、出同向的减速或增速连续转动 第三章机械运动形态与控制 7 绳索传动机构除具有带传动的功能外 绳索传动机构还具有独特的作用 由于一轮缠绕 另一轮退绕 二轮中间可有多个中间轮 第三章机械运动形态与控制 8 液力传动 第三章机械运动形态与控制 液力传动是利用液体的动能把主动轮的转动传递到从动轮 也称为液力藕合器 9 钢丝软轴传动机构 第三章机械运动形态与控制 钢丝软轴的内部由钢丝分多层缠绕而成 由于用软轴相联接 主 从动件的位置具有随意性 10 万向联轴器万向联轴器实际上是一种空间连杆机构 可分为单万向联轴器和双万向联轴器 广泛应用在不同轴线的传动机构中 第三章机械运动形态与控制 二 连续转动到步进
5、转动连续转动变换为步进转动的运动变换在包装机械等自动机中应用较广泛 常见的转换机构有棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 分度凸轮机构等 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 三 连续转动到往复摆动实现连续转动到往复摆动的运动变换机构主要有曲柄摇杆机构 曲柄摇块机构 摆动导杆机构 摆动从动件凸轮机构等 第三章机械运动形态与控制 四 连续转动到往复直线移动实现连续转动到往复直线移动的运动变换机构有曲柄滑块机构 正弦机构 直动从动件凸轮机构 带或链传动机构 齿轮齿条机构 螺旋传动机构以及一些机构的组合 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 五 直线移动转换为直线移动直线移
6、动转换为直线移动的机构大多采用液压机构 用于送料 夹紧等装置中 各类液压阀心 电磁阀心机构也采用了直动到直动的运动变换 斜面机构 具有两个移动副的连杆机构 移动凸轮机构有时也可以应用于线性运动变换 还可以用直线电机直接实现直线移动 弹簧机构也是一种最常用的直线运动变换机构 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 六 直线移动转换为定轴转动或往复摆动直线移动转换为定轴转动的最典型机构就是内燃机中的曲柄滑块机构 齿轮齿条机构可实现移动到转动的运动变换 第三章机械运动形态与控制 第二节机 电 液机构组合的运动及控制 现代机械已不再是纯机械系统 集机 液 电一体化的产品越来越普及 机 光
7、电 液 传感器与微机控制的智能化机械显示出强大的生命力 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 一 机 液机构组合的运动形态机 液机构组合主要是液压缸系统与连杆机构系统的组合 可满足执行机构的位置 行程 摆角 速度及复杂运动规律等多方面的工作要求 在机械 冶金 矿山 建筑 轻工 交通运输 国防等领域得到广泛的应用 第三章机械运动形态与控制 1 机 液机构组合的基本型机 液机构组合中 液压缸一般是主动件 并驱动各种连杆机构完成预定的动作要求 第三章机械运动形态与控制 2 机 液机构组合的常见运动形式 1 固定液压缸式机构 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 2 摆动式
8、液压缸机构摆动式液压缸机构与连杆机构组合中 活塞相对于缸体的移动转换为从动构件的摆动和缸体本身的摆动 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 3 机 液机构的控制系统机 液机构中 通常是液压元件为动力元件和控制元件 其控制方法有手动 机动和微机控制 1 手动控制手动控制主要指利用换向阀和流量阀的手工操作 实现机械位置与速度的控制 第三章机械运动形态与控制 2 机动控制机械的往复运动使用机动控制换向阀更方便 手工控制流量阀来达到调速的目的 可提高工作效率 3 微机控制不同阀的顺序动作可用延时软件或硬件来实现 第三章机械运动形态与控制 二 电磁机构电磁机构可用于开关机构 电磁振动机构等
9、电动机械中 其工作原理是利用电磁效应产生的磁力来完成机械运动 第三章机械运动形态与控制 三 机电组合机构 第三章机械运动形态与控制 机电机构组合中的运动形态由机构的结构来实现 而机械的运动参数 位置 位移 速度 加速度等 和各执行机构的运动协调关系是靠微机系统 微机 接口电路 各种电子元器件组成的硬件及软件 来实现的 第三节机械运动与控制 机械的运动形态由机械的组成形式和机械的控制方式所决定 一 机械运动的换向与控制要求不断改变机械运动方向的机械很多 各种车辆的前进与后推 旋转机械的正转与反转等许多机械都有换向的要求 第三章机械运动形态与控制 第三章机械运动形态与控制 1 旋转运动的换向与控制
10、旋转运动的换向问题是常见的运动变换 很多机器都有正转 反转或正向转过某一角度再反向转过某一角度 1 改变电机转向 2 限位开关换向限位开关的种类很多 有机械式开关 光电式开关 磁开关等 第三章机械运动形态与控制 3 介轮换向在齿轮传动中常采用介轮换向 汽车的前进与倒退运动就是利用变速箱中的介轮来实现的 第三章机械运动形态与控制 4 棘轮换向利用改变棘爪的方向带动棘轮换向在牛头刨床上的进给系统有广泛的应用 第三章机械运动形态与控制 5 摩擦轮换向该机构广泛应用在摩擦压力机上 第三章机械运动形态与控制 6 自身换向机构利用机构本身的结构特点 使得从动件的运动自动换向 称之为自身换向机构 曲柄摇杆机
11、构 摆动凸轮机构以及一些组合机构都能完成自动换向任务 第三章机械运动形态与控制 2 直线移动的换向与控制要求往复直线移动的机械种类很多 内燃机 压缩机的活塞运动 刨床 插床的刀具运动 推拉电动大门的启闭运动 机床工作台的运动等均需要往复的直线移动 第三章机械运动形态与控制 1 改变电机转向来实现往复的直线移动利用直线电机可直接完成直线运动 其换向控制方法同转动电机 第三章机械运动形态与控制 2 液压换向在液压传动中 改变液流方向可实现油缸的往复直线运动 其移动的距离 移动速度 移动过程中所克服的阻力都可以进行调节 第三章机械运动形态与控制 3 自身换向机构主要有曲柄滑块机构 正弦机构 双滑块机
12、构 直动凸轮机构以及一些特殊设计的机构等 这些机构的特点是主动件连续转动 从动件作往复的直线移动 第三章机械运动形态与控制 二 机械运动的调速与控制用于降低速度增大扭矩的装置 称之为减速器 用来增速的装置 称之为增速器 需要不断变换速度的装置称之为变速器 1 调速电机改变电动机的工作速度 使电机能在低速大扭矩的条件下工作 是最理想的调速方式 第三章机械运动形态与控制 2 齿轮减速器 第三章机械运动形态与控制 3 其它减速装置各类带传动 链传动 摩擦传动都可起到减速作用 带传动 链传动多用在传动比不大 中心距较大的场合 4 变速器变速器可分为有级变速器和无级变速器 有级变速器主要是通过控制不同齿
13、轮的啮合来实现的 目前的无级变速器大都通过摩擦传动来实现 不能传递过大的功率 第三章机械运动形态与控制 三 机械运动的离合与控制机械中 有时在不停止原动机运转的状态下 而暂时中止执行机构的工作 因此 离合器在机械中得到广泛的应用 离合器的种类也很多 但常用的离合器主要有手动离合器和电磁离合器 第三章机械运动形态与控制 图a为两端面有牙的压嵌式离合器图b为多片式摩擦离合器图c为电磁离合器 第三章机械运动形态与控制 四 机械运动的制动与控制制动器的种类有机械式制动器 电磁式制动器 液压制动器 液力制动器 气动制动器等多种类型 机械式制动器中 还可分为摩擦式 楔块式 杠杆式 棘轮式等多种 第三章机械运动形态与控制 ThankYou 感谢亲观看此幻灯片 此课件部分内容来源于网络 如有侵权请及时联系我们删除 谢谢配合
