機械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)課件

第六章機械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)機器的組成分析第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)第四節(jié)機電液機構(gòu)組成的運動與控制第五節(jié)機械運動與控制第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展1第六章機械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)機器的組成分析1一、機器的組成機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機械運動系統(tǒng)2第一節(jié)機器的組成分析一、機器的組成機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機械運動系統(tǒng)2第一二、原動機電動機內(nèi)燃機一次能源動力機：水力機、風力機液壓馬達三相交流異步電動機直流電動機伺服電動機汽油機柴油機3第一節(jié)機器的組成分析二、原動機電動機內(nèi)燃機一次能源動力機：水力機、風力機液壓馬達三、機械傳動系統(tǒng)4單一工作執(zhí)行機構(gòu)組合機構(gòu)（含傳動機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)）無傳動系統(tǒng)工程中，有些機械沒有傳動機構(gòu)，而是由原動機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。如水力發(fā)電機組、電風扇、鼓風機以及一些用直流電動機驅(qū)動的機械，都沒有傳動機構(gòu)。隨電機調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，無傳動機構(gòu)的機械有增加的趨勢。三、機械傳動系統(tǒng)4單一工作執(zhí)行機構(gòu)組合機構(gòu)（含傳動機構(gòu)與執(zhí)行三、機械傳動系統(tǒng)1、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動2、摩擦傳動：帶傳動、摩擦輪傳動3、螺旋傳動4、萬向軸傳動5、鋼絲軟軸傳動6、液壓傳動7、液力傳動8、電磁傳動5三、機械傳動系統(tǒng)1、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動5四、工作執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機構(gòu)2、凸輪機構(gòu)3、齒輪機構(gòu)4、間歇運動機構(gòu)5、螺旋機構(gòu)6、電磁機構(gòu)6第一節(jié)機器的組成分析四、工作執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機構(gòu)2、凸輪機構(gòu)6第一機械運動系統(tǒng)

1.機構(gòu)的基本型

機構(gòu)的基本型是指最基本的、最常用的機構(gòu)型式。目前，無明確定義。(1)全轉(zhuǎn)動副四桿機構(gòu)的基本型

基本型為：曲柄搖桿機構(gòu)可演化為：雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。(2)含一個移動副四桿機構(gòu)的基本型

基本型為：曲柄滑塊機構(gòu)可演化為：轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)、移動導桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)。(3)含二個移動副四桿機構(gòu)的基本型

基本型為：正弦機構(gòu)可演化為：正切機構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)、雙滑塊機構(gòu)。7機械運動系統(tǒng)1.機構(gòu)的基本型機構(gòu)的基本型是(4)圓柱齒輪傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：外嚙合直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)可演化為：斜齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)、人字齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)、行星齒輪傳動。(5)圓錐齒輪傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：外嚙合直齒圓錐齒輪傳動機構(gòu)可演化為：斜齒圓錐齒輪傳動機構(gòu)、曲齒圓錐齒輪傳動機構(gòu)。(6)蝸桿傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：阿基米德圓柱蝸桿傳動機構(gòu)可演化為：延伸漸開線圓柱蝸桿傳動機構(gòu)、漸開線圓柱蝸桿傳動機構(gòu)。(7)內(nèi)嚙合行星齒輪傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：漸開線圓柱齒輪行星傳動機構(gòu)可演化為：擺線針輪傳動機構(gòu)、諧波傳動機構(gòu)、

內(nèi)平動齒輪傳動機構(gòu)、活齒傳動機構(gòu)。8(4)圓柱齒輪傳動機構(gòu)的基本型基本型為：外嚙合直齒圓柱齒(8)直動從動件平面凸輪的基本型

(9)擺動從動件平面凸輪的基本型

(10)直動從動件圓柱凸輪的基本型

(11)擺動從動件圓柱凸輪的基本型

基本型：直動對心尖底從動件平面凸輪機構(gòu)可演化：直動對心滾子從動件平面凸輪機構(gòu)、直動對心平底從動件平面凸輪機構(gòu)、直動偏置從動件平面凸輪機構(gòu)?；拘蜑椋簲[動尖底從動件平面凸輪機構(gòu)可演化為：擺動滾子從動件平面凸輪機構(gòu)、擺動平底從動件平面凸輪機構(gòu)?；拘蜑椋褐眲訚L子從動件圓柱凸輪機構(gòu)基本型為：擺動滾子從動件圓柱凸輪機構(gòu)9(8)直動從動件平面凸輪的基本型(9)擺動從動件平面凸(12)帶傳動機構(gòu)的基本型

基本型：平帶傳動機構(gòu)可演化：V帶傳動機構(gòu)、圓帶傳動機構(gòu)、活絡(luò)V帶傳動機構(gòu)、同步齒形帶傳動機構(gòu)。(13)鏈傳動機構(gòu)的基本型

基本型：套筒滾子鏈條傳動機構(gòu)可演化：多排套筒滾子鏈條傳動機構(gòu)、齒形鏈條傳動機構(gòu)。(14)液、氣傳動機構(gòu)的基本型

基本型：缸體不動的液壓油缸和氣動缸可演化：擺動缸。10(12)帶傳動機構(gòu)的基本型基本型：平帶傳動機構(gòu)(13)(15)螺旋傳動機構(gòu)的基本型

基本型：三角形螺旋傳動機構(gòu)可演化：梯形螺旋傳動機構(gòu)、矩形螺旋傳動機構(gòu)、滾珠絲杠傳動機構(gòu)。(16)電磁傳動機構(gòu)的基本型

基本型：應(yīng)用：開關(guān)電路?；拘停和饧啓C構(gòu)、外槽輪機構(gòu)。(17)間歇運動機構(gòu)的基本型

11(15)螺旋傳動機構(gòu)的基本型基本型：三角形螺旋傳動機構(gòu)(機械運動系統(tǒng)

2.機構(gòu)的組合

單一機構(gòu)經(jīng)常不能滿足不同的工作需要。把一些基本機構(gòu)通過適當?shù)姆绞竭B接起來，從而組成一個機構(gòu)系統(tǒng)，稱之為機構(gòu)的組合。在機構(gòu)的組合系統(tǒng)中，各基本機構(gòu)都保持原來的結(jié)構(gòu)和運動特性，都有自己的獨立性。組合形式：串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)

如b）圖所示，鐵板運輸機中，定軸齒輪1把運動傳遞給齒輪2，定軸齒輪1上的曲柄通過連桿機構(gòu)ABCD把運動傳遞給系桿H。齒輪2、3、4與系桿H構(gòu)成一個差動輪系，該輪系的兩個輸入均為主動齒輪1提供，最后由齒輪3輸出?？梢姡撓到y(tǒng)中的連桿機構(gòu)和差動輪系機構(gòu)都沒有因互相連接而影響自己的機構(gòu)持性。12機械運動系統(tǒng)2.機構(gòu)的組合單一機構(gòu)經(jīng)常不能滿機械運動系統(tǒng)

3.組合機構(gòu)

組合機構(gòu)與機構(gòu)組合有本質(zhì)不同。組合機構(gòu)是指若干基本機構(gòu)通過特殊的組合而形成的一種具有新屬性的機構(gòu)。組合機構(gòu)中的各基本機構(gòu)已不能保持各自的獨立性，也不能用原基本機構(gòu)的分析和設(shè)計方法進行組合機構(gòu)的設(shè)計。每種組合機構(gòu)都有各自的分析和設(shè)計方法。

組合機構(gòu)設(shè)計是機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的重要方法之一。常見組合機構(gòu)齒輪-連桿組合機構(gòu)齒輪-凸輪組合機構(gòu)凸輪-連桿組合機構(gòu)13機械運動系統(tǒng)3.組合機構(gòu)組合機構(gòu)與機構(gòu)組合五、控制系統(tǒng)14第一節(jié)機器的組成分析五、控制系統(tǒng)14第一節(jié)機器的組成分析五、控制系統(tǒng)15第一節(jié)機器的組成分析1）滿足機械的動作要求或工藝條件。2）電氣、電子元件合理，工作安全可靠。3）停機時，控制系統(tǒng)的電子元器件不應(yīng)長期帶電。4）有較強的抗干擾能力，避免誤操作現(xiàn)象發(fā)生。5）便于維護與管理，經(jīng)濟指標好。6）使用壽命長。7）自動控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置緊急手動控制裝置?；疽笪濉⒖刂葡到y(tǒng)15第一節(jié)機器的組成分析1）滿足機械的動作要求五、控制系統(tǒng)1、機械控制2、電器控制3、自動控制16第一節(jié)機器的組成分析五、控制系統(tǒng)1、機械控制2、電器控制3、自動控制1617以汽車為例：原動件部分——發(fā)動機或柴油機傳動部分——離合器、變速箱、傳動軸和差速器等執(zhí)行部分——車輪、懸掛系統(tǒng)及底盤（包括車身）等控制系統(tǒng)——方向盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、排檔桿、剎車及其踏板、離合器踏板及油門等顯示系統(tǒng)——油量表、速度表、里程表、潤滑油溫度表、水溫表等輔助裝置——后視鏡、車門鎖、雨刮器等照明系統(tǒng)——前后燈、剎車燈、儀表盤燈等信號系統(tǒng)——轉(zhuǎn)向信號燈、車尾燈等17以汽車為例：原動件部分——發(fā)動機或柴油機傳動部分——離合第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換18目的:

了解基本的運動形式及其實現(xiàn)方法，增強以知識為核心的創(chuàng)造力。

機械是通過機械運動來實現(xiàn)某種動作，從而達到預定的目的。而組成機械運動部件的運動形態(tài)只有定軸轉(zhuǎn)動（含擺動和間歇轉(zhuǎn)動），往復移動及平面運動三種。實現(xiàn)這三種基本運動形態(tài)的機構(gòu)種類很多，它們起到運動形式變換、運動速度變換、運動的傳遞，運動的合成及分解的作用。第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換18目的:了解基本1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)5、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)6、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換191、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)第二節(jié)機械運動形1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

齒輪傳動機構(gòu)20第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換摩擦輪傳動機構(gòu)a

b連桿機構(gòu)abc帶傳動機構(gòu)a

b鏈傳動機構(gòu)繩索傳動機構(gòu)鋼絲軟軸傳動機構(gòu)液力傳動機構(gòu)萬向節(jié)傳動機構(gòu)等1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

211）齒輪傳動機構(gòu)（a）外嚙合圓柱齒輪機構(gòu)（b）內(nèi)嚙合圓柱齒輪機構(gòu)（c）圓錐齒輪傳動（d）蝸輪蝸桿傳動輪系（定軸輪系、動軸輪系、混合輪系）1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)211直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動內(nèi)齒輪傳動螺旋齒輪傳動蝸桿傳動錐齒輪傳動22直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動內(nèi)齒輪傳動螺旋齒輪傳動蝸桿傳1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

232）摩擦輪傳動機構(gòu)摩擦輪傳動難以傳遞過大的動力，主要應(yīng)用在儀器中傳遞運動。(a)平行軸圓柱摩擦輪傳動(b)圓錐摩擦輪傳動(c)垂直軸圓柱摩擦輪傳動1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)2321、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)3）瞬心線機構(gòu)下圖：(a)橢圓型瞬心線機構(gòu)(b)四葉卵型線輪傳動傳動比：

瞬心線機構(gòu)可以靠摩擦傳遞運動或動力，也可在瞬心線上制成輪齒，形成嚙合傳動。瞬心線機構(gòu)可以實現(xiàn)連續(xù)的、周期性的、變速轉(zhuǎn)動輸出。241、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)3）瞬心線機構(gòu)下圖1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)4）連桿機構(gòu)能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動運動變換的連桿機構(gòu)有：雙曲柄機構(gòu)、平行四邊形機構(gòu)、轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)以及雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)等。251、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)4）連桿機構(gòu)能實現(xiàn)1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)5）帶傳動機構(gòu)平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動、同步齒形帶傳動等。6）鏈傳動機構(gòu)適合需較大中心距的傳動。261、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)5）帶傳動機構(gòu)平帶1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)7）繩索傳動機構(gòu)

除具有帶傳動的功能外，繩索傳動機構(gòu)還具有獨特的作用。由于一輪纏繞，另一輪退繞，二輪中間可有多個中間輪。繩索傳動機構(gòu)不能傳遞較大的載荷。271、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)7）繩索傳動機構(gòu)1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)8）液力傳動

利用液體的動能把主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞到從動輪，也稱為液力藕合器。在以內(nèi)燃機為原動機的車輛中，常使用液力傳動裝置。9）鋼絲軟軸傳動

鋼絲軟軸的內(nèi)部由鋼絲分多層纏繞而成。由于用軟軸相聯(lián)接，主、從動件的位置具有隨意性。10）萬向聯(lián)軸器(a)單萬向聯(lián)軸器（變速）(b)雙萬向聯(lián)軸器（等速）281、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)8）液力傳動橢圓齒輪傳動雙曲柄機構(gòu)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)29橢圓齒輪傳動雙曲柄機構(gòu)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)292、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)槽輪機構(gòu)a

b

c

不完全齒輪機構(gòu)a

b棘輪機構(gòu)a

分度凸輪機構(gòu)a30第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)槽輪機構(gòu)2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為步進轉(zhuǎn)動的運動變換在包裝機械等自動機中應(yīng)用較廣泛。常見的轉(zhuǎn)換機構(gòu)有棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、分度凸輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等。每種機構(gòu)都有不同的形式，可根據(jù)具體的要求進行設(shè)計。312、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)連續(xù)外棘輪機構(gòu)換向棘輪機構(gòu)摩擦棘輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)內(nèi)棘輪機構(gòu)棘條機構(gòu)32外棘輪機構(gòu)換向棘輪機構(gòu)摩擦棘輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)內(nèi)棘輪機構(gòu)棘條機空間槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)應(yīng)用槽輪機構(gòu)應(yīng)用分度凸輪輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)33空間槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)應(yīng)用槽輪機構(gòu)應(yīng)用分度凸輪輪機構(gòu)不完全齒輪3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)a擺動導桿機構(gòu)a擺動從動件凸輪機構(gòu)a34第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)曲柄搖桿機3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換機構(gòu)主要有曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)、擺動從動件凸輪機構(gòu)等。353、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)實現(xiàn)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄導桿機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)擺動凸輪機構(gòu)36曲柄搖桿機構(gòu)曲柄導桿機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)擺動凸輪機構(gòu)364、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)

曲柄滑塊機構(gòu)a正弦機構(gòu)a直動從動件凸輪機構(gòu)a齒輪齒條機構(gòu)a螺旋機構(gòu)a

b

c

d

37第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)

曲柄4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換機構(gòu)有曲柄滑塊機構(gòu)、正弦機構(gòu)、直動從動件凸輪機構(gòu)、帶或鏈傳動機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、螺旋傳動機構(gòu)以及一些機構(gòu)的組合。384、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)實現(xiàn)5、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)a移動凸輪機構(gòu)a

b橢圓規(guī)a39第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換5、直線移動到直線移動的運動變換雙滑塊機構(gòu)a39第二節(jié)機5、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

直線移動轉(zhuǎn)換為直線移動的機構(gòu)大多采用液壓機構(gòu)、用于送料、夾緊等裝置中。各類液壓閥心、電磁閥心機構(gòu)也采用了直動到直動的運動變換。斜面機構(gòu)、具有兩個移動副的連桿機構(gòu)、移動凸輪機構(gòu)有時也可以應(yīng)用于線性運動變換，還可以用直線電機直接實現(xiàn)直線移動。彈簧機構(gòu)也是一種最常用的直線運動變換機構(gòu)。405、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)直線

6、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)連桿機構(gòu)——連桿a行星齒輪機構(gòu)——行星輪a41第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換6、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)連桿機構(gòu)——連單行星輪傳動機構(gòu)連桿機構(gòu)雙行星輪傳動機構(gòu)42單行星輪傳動機構(gòu)連桿雙行星輪傳動機構(gòu)427、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

直線移動轉(zhuǎn)換為定軸轉(zhuǎn)動的最典型機構(gòu)就是內(nèi)燃機中的曲柄滑塊機構(gòu)。齒輪齒條機構(gòu)可實現(xiàn)移動到轉(zhuǎn)動的運動變換。直線移動轉(zhuǎn)換往復擺動的機構(gòu)主要用在開關(guān)機構(gòu)或微調(diào)機構(gòu)中。下圖：(a)擺臂移動凸輪機構(gòu)(b)直動螺旋到擺動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)437、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)直線7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)——滑塊主動齒輪齒條機構(gòu)——齒條主動44第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與曲柄滑塊機構(gòu)——滑塊應(yīng)用例舉四缸發(fā)動機45第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換應(yīng)用例舉四缸發(fā)動機45第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換46第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換46第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換47第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換齒條式液壓缸47第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換齒條式液壓缸8、電磁機構(gòu)

主要用在開關(guān)領(lǐng)域，如電磁離合器接觸器等。利用超導現(xiàn)象控制導磁物體的懸浮是新領(lǐng)域。48第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換8、電磁機構(gòu)主要用在開關(guān)領(lǐng)域，如電磁離合器接觸器等。9、實現(xiàn)特定的運動軌跡49第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換攪拌機9、實現(xiàn)特定的運動軌跡49第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換攪拌機總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)50總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)50總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)（續(xù)）51總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)（續(xù)）51總結(jié)：常用機構(gòu)的運動及動力特性52總結(jié)：常用機構(gòu)的運動及動力特性52一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。53第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)53第三節(jié)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。

2.液壓控制54第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)54第三節(jié)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。

2.液壓、氣動控制

3.電氣控制55第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)55第三節(jié)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。

2.液壓、氣動控制

3.電氣控制

4.智能控制56第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)56第三節(jié)57測控對象傳感器信號預處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)57測傳信CPUDI存儲器執(zhí)信A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)58二、機械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)測控對象傳感器信號預處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)58二、機械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)測傳信第四節(jié)機電液機構(gòu)組合的運動與控制一、機液組合的運動形態(tài)1、機液機構(gòu)組合的基本型

機液機構(gòu)組合主要是液壓缸系統(tǒng)與連桿機構(gòu)系統(tǒng)的組合，可滿足執(zhí)行機構(gòu)的位置、行程、擺角、速度及復雜運動規(guī)律等多方面的工作要求。單出桿固定缸雙出桿固定缸擺動缸

機液機構(gòu)組合中，液壓缸一般是主動件，并驅(qū)動各種連桿機構(gòu)完成預定的動作要求。59第四節(jié)機電液機構(gòu)組合的運動與控制一、機液組合的運動形態(tài)1、一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固定液壓缸式機構(gòu)

單出桿固定缸可直接應(yīng)用于夾緊、送料、進給等工作中，實現(xiàn)移動到移動的運動變換，也可相連桿機構(gòu)組合，實現(xiàn)移動到擺動的運動變換。下圖：(a)夾緊工作原理圖(b)送料工作原理圖60一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固定液壓缸式機構(gòu)下圖：(a)升降臺工作原理圖(b)夾持工作原理圖61一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（2）擺動液壓缸式機構(gòu)

擺動式液壓缸機構(gòu)與連桿機構(gòu)組合中，活塞相對于缸體的移動轉(zhuǎn)換為從動構(gòu)件的擺動和缸體本身的擺動?？刂苹钊南鄬σ苿铀俣群鸵簤焊字械挠蛪毫?，可達到控制機械運動和動力的目的。62一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（2）擺一、機液組合的運動形態(tài)3、機液機構(gòu)的控制系統(tǒng)機液機構(gòu)中，通常液壓元件為動力元件和控制元件。（1）手動控制（2）機動控制（3）微機控制

利用換向閥和流量閥的手工操作，實現(xiàn)機械位置與速度的控制。

機械的往復運動使用機動控制換向閥更為方便，手工控制流量閥來達到調(diào)速的目的，可提高工作效率。

由于液壓閥心的動作可由電磁力來完成，以通電與斷電的方式控制閥心的動作，給實施微機控制提供了很大的方便。不同閥的順序動作可用延時軟件或硬件來實現(xiàn)。63一、機液組合的運動形態(tài)3、機液機構(gòu)的控制系統(tǒng)機液機構(gòu)中，通常二、電磁機構(gòu)

電磁機構(gòu)可用于開關(guān)機構(gòu)、電磁振動機構(gòu)等電動機械中，如電動按摩器、電動理發(fā)器、電動剃須刀中，都廣泛應(yīng)用了電磁機構(gòu)。其工作原理是利用電磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁力來完成機械運動。運動形態(tài)變換：電磁機械運動下圖：(a)電動錘機構(gòu)(b)電磁開關(guān)

反電磁機構(gòu)是利用機械運動的切割磁力線作用產(chǎn)生電信號，對電信號進行處理后可判斷機械振動位移大小和頻率。反電磁機構(gòu)多用于磁電式位移或速度傳感器中。64二、電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)可用于開關(guān)機構(gòu)、電磁振動機三、機電組合機構(gòu)

機電一體化是指電子學技術(shù)與機械學技術(shù)互相滲透、結(jié)合，集自動控制、智能、機械運動為一體的新系統(tǒng)。如打印機、傳真機、繪圖機等。

運動形態(tài)由機構(gòu)的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，而機械的運動參數(shù)（位置、位移、速度、加速度等）和各執(zhí)行機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)關(guān)系是靠微機系統(tǒng)（微機、接口電路、各種電子無器件組成的硬件及軟件）來實現(xiàn)的。這一點與普通機械有很大的不同。65三、機電組合機構(gòu)機電一體化是指電子學技術(shù)與機械學三、機電組合機構(gòu)66測控對象傳感器信號預處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)第四節(jié)機電液機構(gòu)組合的運動與控制三、機電組合機構(gòu)66測傳信CPUDI存儲器執(zhí)信A/DDOD/第五節(jié)機械運動與控制一、機械運動的換向與控制1、旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制（1）改變電機轉(zhuǎn)向（2）限位開關(guān)換向（3）介輪換向（4）棘輪換向（5）摩擦輪換向（6）自身換向機構(gòu)67第五節(jié)機械運動與控制一、機械運動的換向與控制1、旋轉(zhuǎn)運動的第五節(jié)機械運動與控制一、機械運動的換向與控制1、旋轉(zhuǎn)運動的換向與控制（1）改變電機轉(zhuǎn)向（2）限位開關(guān)換向（3）介輪換向（4）棘輪換向（5）摩擦輪換向（6）自身換向機構(gòu)68第五節(jié)機械運動與控制一、機械運動的換向與控制1、旋轉(zhuǎn)運動的第五節(jié)機械運動與控制一、機械運動的換向與控制2、直線運動的換向與控制（1）改變電機轉(zhuǎn)向（2）液壓換向（3）自身換向機構(gòu)69第五節(jié)機械運動與控制一、機械運動的換向與控制2、直線運動的第五節(jié)機械運動與控制二、機械運動的調(diào)速與控制1.調(diào)速電機2.齒輪減速器3.其它減速裝置4.變速器70第五節(jié)機械運動與控制二、機械運動的調(diào)速與控制1.調(diào)速電機2第五節(jié)機械運動與控制三、機械運動的離合與控制（離合器）a.壓嵌式離合器b.多片式離合器c.電磁離合器71第五節(jié)機械運動與控制三、機械運動的離合與控制（離合器）a.牙嵌式離合器摩擦片式離合器牙嵌式安全離合器離心摩擦離合器單向超越離合器牙嵌式離合器摩擦片式離合器牙嵌式安全離合器離心摩擦離合器單向第五節(jié)機械運動與控制四、機械運動的制動與控制（制動器）

制動器的種類有機械式制動器、電磁式制動器、液壓制動器、液力制動器、氣動制動器等多種類型。機械式制動器中還可分為摩擦式、楔塊式、杠桿式、棘輪式等多種。73第五節(jié)機械運動與控制四、機械運動的制動與控制（制動器）一、單一基本機構(gòu)組成的機械

由一個基本機構(gòu)組成的簡單機械具有多樣化、用途廣泛且實用性好的特點。許多基本機構(gòu)都有應(yīng)用價值。在簡單機械中的應(yīng)用最為普遍。手動沖壓機構(gòu)：74第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展一、單一基本機構(gòu)組成的機械由一個基本機構(gòu)組成二、多個獨立的基本機構(gòu)協(xié)調(diào)工作組成的機械

由多個基本機構(gòu)獨立工作，但他們之間的運動必須互相協(xié)調(diào)配合，完成特定的工作任務(wù)。壓片機75第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展二、多個獨立的基本機構(gòu)協(xié)調(diào)工作組成的機械由多三、多個基本機構(gòu)連接組成的機械

多個基本機構(gòu)通過串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、疊加組合、封閉組合等連接方式，組成一個完整的機械系統(tǒng)，完成特定的工作。此類機械在工程中應(yīng)用最為廣泛。零件分檢機76第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展三、多個基本機構(gòu)連接組成的機械多個基本機構(gòu)通四、機電一體化機械

電一體化機械是近代產(chǎn)生的體現(xiàn)高科技的機械，其本質(zhì)是把機械運動和現(xiàn)代控制技術(shù)有機結(jié)合在一起，形成機械技術(shù)與電子技術(shù)密切結(jié)合的新機械。

機電一體化產(chǎn)品必須是由計算機控制的伺服系統(tǒng)。77第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展四、機電一體化機械電一體化機械是近代產(chǎn)生的體

它是把機、電、液、磁和光等要素進行有機的結(jié)合，以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的整體最佳化。78第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展四、機電一體化機械傳感檢測技術(shù)，信息處理技術(shù)自動控制技術(shù)，伺服驅(qū)動技術(shù)精密機械技術(shù)，系統(tǒng)總體技術(shù)它是把機、電、液、磁和光等要素進行有機的797980第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展四、機電一體化機械80第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展四、機電一體化機械81第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展四、機電一體化機械81第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展四、機電一體化機械五、智能機械

智能機械也是近代產(chǎn)生的體現(xiàn)高科技的機械，其本質(zhì)是把機械運動、傳感技術(shù)、測試技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)有機結(jié)合在一起，形成的具有智能的新機械。智能機器人82五、智能機械智能機械也是近代產(chǎn)生的體現(xiàn)高科技機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展。83運動可控性：剛性機械系統(tǒng)：車床、銑床、刨床、鉆床、起重機等柔性機械系統(tǒng)：數(shù)控機床、機器人等（a）典型剛性機械系統(tǒng)（b）改進的剛性機械系統(tǒng)（c）柔性機械系統(tǒng)（d）直接驅(qū)動式

柔性機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展。8機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展。伺服電機負載全柔性機械減速或變速機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)伺服電機負載柔性機械減速或變速機構(gòu)工作執(zhí)行機構(gòu)普通電機負載剛性機械84機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展。伺85直線變速電機與執(zhí)行機構(gòu)一體化裝置直線變速電機執(zhí)行機構(gòu)高分辨率功率控制電機運動裝置執(zhí)行機構(gòu)一般電機變速箱運動裝置執(zhí)行機構(gòu)步進電機變速箱運動裝置執(zhí)行機構(gòu)機械系統(tǒng)的發(fā)展趨勢簡介剛性機械系統(tǒng)正在向柔性機械系統(tǒng)發(fā)展。85直線變速電機與執(zhí)行機構(gòu)一體化裝置直線變速電機執(zhí)行機構(gòu)高分本章完86本章完86第六章機械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)機器的組成分析第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)第四節(jié)機電液機構(gòu)組成的運動與控制第五節(jié)機械運動與控制第六節(jié)機械系統(tǒng)及其發(fā)展87第六章機械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)機器的組成分析1一、機器的組成機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機械運動系統(tǒng)88第一節(jié)機器的組成分析一、機器的組成機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容主要涉及到機械運動系統(tǒng)2第一二、原動機電動機內(nèi)燃機一次能源動力機：水力機、風力機液壓馬達三相交流異步電動機直流電動機伺服電動機汽油機柴油機89第一節(jié)機器的組成分析二、原動機電動機內(nèi)燃機一次能源動力機：水力機、風力機液壓馬達三、機械傳動系統(tǒng)90單一工作執(zhí)行機構(gòu)組合機構(gòu)（含傳動機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)）無傳動系統(tǒng)工程中，有些機械沒有傳動機構(gòu)，而是由原動機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。如水力發(fā)電機組、電風扇、鼓風機以及一些用直流電動機驅(qū)動的機械，都沒有傳動機構(gòu)。隨電機調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，無傳動機構(gòu)的機械有增加的趨勢。三、機械傳動系統(tǒng)4單一工作執(zhí)行機構(gòu)組合機構(gòu)（含傳動機構(gòu)與執(zhí)行三、機械傳動系統(tǒng)1、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動2、摩擦傳動：帶傳動、摩擦輪傳動3、螺旋傳動4、萬向軸傳動5、鋼絲軟軸傳動6、液壓傳動7、液力傳動8、電磁傳動91三、機械傳動系統(tǒng)1、嚙合傳動：齒輪傳動、鏈傳動5四、工作執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機構(gòu)2、凸輪機構(gòu)3、齒輪機構(gòu)4、間歇運動機構(gòu)5、螺旋機構(gòu)6、電磁機構(gòu)92第一節(jié)機器的組成分析四、工作執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機構(gòu)2、凸輪機構(gòu)6第一機械運動系統(tǒng)

1.機構(gòu)的基本型

機構(gòu)的基本型是指最基本的、最常用的機構(gòu)型式。目前，無明確定義。(1)全轉(zhuǎn)動副四桿機構(gòu)的基本型

基本型為：曲柄搖桿機構(gòu)可演化為：雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)。(2)含一個移動副四桿機構(gòu)的基本型

基本型為：曲柄滑塊機構(gòu)可演化為：轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)、移動導桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)。(3)含二個移動副四桿機構(gòu)的基本型

基本型為：正弦機構(gòu)可演化為：正切機構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)、雙滑塊機構(gòu)。93機械運動系統(tǒng)1.機構(gòu)的基本型機構(gòu)的基本型是(4)圓柱齒輪傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：外嚙合直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)可演化為：斜齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)、人字齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)、行星齒輪傳動。(5)圓錐齒輪傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：外嚙合直齒圓錐齒輪傳動機構(gòu)可演化為：斜齒圓錐齒輪傳動機構(gòu)、曲齒圓錐齒輪傳動機構(gòu)。(6)蝸桿傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：阿基米德圓柱蝸桿傳動機構(gòu)可演化為：延伸漸開線圓柱蝸桿傳動機構(gòu)、漸開線圓柱蝸桿傳動機構(gòu)。(7)內(nèi)嚙合行星齒輪傳動機構(gòu)的基本型

基本型為：漸開線圓柱齒輪行星傳動機構(gòu)可演化為：擺線針輪傳動機構(gòu)、諧波傳動機構(gòu)、

內(nèi)平動齒輪傳動機構(gòu)、活齒傳動機構(gòu)。94(4)圓柱齒輪傳動機構(gòu)的基本型基本型為：外嚙合直齒圓柱齒(8)直動從動件平面凸輪的基本型

(9)擺動從動件平面凸輪的基本型

(10)直動從動件圓柱凸輪的基本型

(11)擺動從動件圓柱凸輪的基本型

基本型：直動對心尖底從動件平面凸輪機構(gòu)可演化：直動對心滾子從動件平面凸輪機構(gòu)、直動對心平底從動件平面凸輪機構(gòu)、直動偏置從動件平面凸輪機構(gòu)?；拘蜑椋簲[動尖底從動件平面凸輪機構(gòu)可演化為：擺動滾子從動件平面凸輪機構(gòu)、擺動平底從動件平面凸輪機構(gòu)?；拘蜑椋褐眲訚L子從動件圓柱凸輪機構(gòu)基本型為：擺動滾子從動件圓柱凸輪機構(gòu)95(8)直動從動件平面凸輪的基本型(9)擺動從動件平面凸(12)帶傳動機構(gòu)的基本型

基本型：平帶傳動機構(gòu)可演化：V帶傳動機構(gòu)、圓帶傳動機構(gòu)、活絡(luò)V帶傳動機構(gòu)、同步齒形帶傳動機構(gòu)。(13)鏈傳動機構(gòu)的基本型

基本型：套筒滾子鏈條傳動機構(gòu)可演化：多排套筒滾子鏈條傳動機構(gòu)、齒形鏈條傳動機構(gòu)。(14)液、氣傳動機構(gòu)的基本型

基本型：缸體不動的液壓油缸和氣動缸可演化：擺動缸。96(12)帶傳動機構(gòu)的基本型基本型：平帶傳動機構(gòu)(13)(15)螺旋傳動機構(gòu)的基本型

基本型：三角形螺旋傳動機構(gòu)可演化：梯形螺旋傳動機構(gòu)、矩形螺旋傳動機構(gòu)、滾珠絲杠傳動機構(gòu)。(16)電磁傳動機構(gòu)的基本型

基本型：應(yīng)用：開關(guān)電路?；拘停和饧啓C構(gòu)、外槽輪機構(gòu)。(17)間歇運動機構(gòu)的基本型

97(15)螺旋傳動機構(gòu)的基本型基本型：三角形螺旋傳動機構(gòu)(機械運動系統(tǒng)

2.機構(gòu)的組合

單一機構(gòu)經(jīng)常不能滿足不同的工作需要。把一些基本機構(gòu)通過適當?shù)姆绞竭B接起來，從而組成一個機構(gòu)系統(tǒng)，稱之為機構(gòu)的組合。在機構(gòu)的組合系統(tǒng)中，各基本機構(gòu)都保持原來的結(jié)構(gòu)和運動特性，都有自己的獨立性。組合形式：串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)

如b）圖所示，鐵板運輸機中，定軸齒輪1把運動傳遞給齒輪2，定軸齒輪1上的曲柄通過連桿機構(gòu)ABCD把運動傳遞給系桿H。齒輪2、3、4與系桿H構(gòu)成一個差動輪系，該輪系的兩個輸入均為主動齒輪1提供，最后由齒輪3輸出?？梢姡撓到y(tǒng)中的連桿機構(gòu)和差動輪系機構(gòu)都沒有因互相連接而影響自己的機構(gòu)持性。98機械運動系統(tǒng)2.機構(gòu)的組合單一機構(gòu)經(jīng)常不能滿機械運動系統(tǒng)

3.組合機構(gòu)

組合機構(gòu)與機構(gòu)組合有本質(zhì)不同。組合機構(gòu)是指若干基本機構(gòu)通過特殊的組合而形成的一種具有新屬性的機構(gòu)。組合機構(gòu)中的各基本機構(gòu)已不能保持各自的獨立性，也不能用原基本機構(gòu)的分析和設(shè)計方法進行組合機構(gòu)的設(shè)計。每種組合機構(gòu)都有各自的分析和設(shè)計方法。

組合機構(gòu)設(shè)計是機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的重要方法之一。常見組合機構(gòu)齒輪-連桿組合機構(gòu)齒輪-凸輪組合機構(gòu)凸輪-連桿組合機構(gòu)99機械運動系統(tǒng)3.組合機構(gòu)組合機構(gòu)與機構(gòu)組合五、控制系統(tǒng)100第一節(jié)機器的組成分析五、控制系統(tǒng)14第一節(jié)機器的組成分析五、控制系統(tǒng)101第一節(jié)機器的組成分析1）滿足機械的動作要求或工藝條件。2）電氣、電子元件合理，工作安全可靠。3）停機時，控制系統(tǒng)的電子元器件不應(yīng)長期帶電。4）有較強的抗干擾能力，避免誤操作現(xiàn)象發(fā)生。5）便于維護與管理，經(jīng)濟指標好。6）使用壽命長。7）自動控制系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置緊急手動控制裝置。基本要求五、控制系統(tǒng)15第一節(jié)機器的組成分析1）滿足機械的動作要求五、控制系統(tǒng)1、機械控制2、電器控制3、自動控制102第一節(jié)機器的組成分析五、控制系統(tǒng)1、機械控制2、電器控制3、自動控制16103以汽車為例：原動件部分——發(fā)動機或柴油機傳動部分——離合器、變速箱、傳動軸和差速器等執(zhí)行部分——車輪、懸掛系統(tǒng)及底盤（包括車身）等控制系統(tǒng)——方向盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、排檔桿、剎車及其踏板、離合器踏板及油門等顯示系統(tǒng)——油量表、速度表、里程表、潤滑油溫度表、水溫表等輔助裝置——后視鏡、車門鎖、雨刮器等照明系統(tǒng)——前后燈、剎車燈、儀表盤燈等信號系統(tǒng)——轉(zhuǎn)向信號燈、車尾燈等17以汽車為例：原動件部分——發(fā)動機或柴油機傳動部分——離合第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換104目的:

了解基本的運動形式及其實現(xiàn)方法，增強以知識為核心的創(chuàng)造力。

機械是通過機械運動來實現(xiàn)某種動作，從而達到預定的目的。而組成機械運動部件的運動形態(tài)只有定軸轉(zhuǎn)動（含擺動和間歇轉(zhuǎn)動），往復移動及平面運動三種。實現(xiàn)這三種基本運動形態(tài)的機構(gòu)種類很多，它們起到運動形式變換、運動速度變換、運動的傳遞，運動的合成及分解的作用。第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換18目的:了解基本1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)5、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)6、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換1051、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)第二節(jié)機械運動形1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

齒輪傳動機構(gòu)106第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換摩擦輪傳動機構(gòu)a

b連桿機構(gòu)abc帶傳動機構(gòu)a

b鏈傳動機構(gòu)繩索傳動機構(gòu)鋼絲軟軸傳動機構(gòu)液力傳動機構(gòu)萬向節(jié)傳動機構(gòu)等1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

1071）齒輪傳動機構(gòu)（a）外嚙合圓柱齒輪機構(gòu)（b）內(nèi)嚙合圓柱齒輪機構(gòu)（c）圓錐齒輪傳動（d）蝸輪蝸桿傳動輪系（定軸輪系、動軸輪系、混合輪系）1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)211直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動內(nèi)齒輪傳動螺旋齒輪傳動蝸桿傳動錐齒輪傳動108直齒輪傳動斜齒輪傳動人字齒輪傳動內(nèi)齒輪傳動螺旋齒輪傳動蝸桿傳1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

1092）摩擦輪傳動機構(gòu)摩擦輪傳動難以傳遞過大的動力，主要應(yīng)用在儀器中傳遞運動。(a)平行軸圓柱摩擦輪傳動(b)圓錐摩擦輪傳動(c)垂直軸圓柱摩擦輪傳動1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)2321、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)3）瞬心線機構(gòu)下圖：(a)橢圓型瞬心線機構(gòu)(b)四葉卵型線輪傳動傳動比：

瞬心線機構(gòu)可以靠摩擦傳遞運動或動力，也可在瞬心線上制成輪齒，形成嚙合傳動。瞬心線機構(gòu)可以實現(xiàn)連續(xù)的、周期性的、變速轉(zhuǎn)動輸出。1101、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)3）瞬心線機構(gòu)下圖1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)4）連桿機構(gòu)能實現(xiàn)轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動運動變換的連桿機構(gòu)有：雙曲柄機構(gòu)、平行四邊形機構(gòu)、轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)以及雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)等。1111、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)4）連桿機構(gòu)能實現(xiàn)1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)5）帶傳動機構(gòu)平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動、同步齒形帶傳動等。6）鏈傳動機構(gòu)適合需較大中心距的傳動。1121、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)5）帶傳動機構(gòu)平帶1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)7）繩索傳動機構(gòu)

除具有帶傳動的功能外，繩索傳動機構(gòu)還具有獨特的作用。由于一輪纏繞，另一輪退繞，二輪中間可有多個中間輪。繩索傳動機構(gòu)不能傳遞較大的載荷。1131、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)7）繩索傳動機構(gòu)1、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)8）液力傳動

利用液體的動能把主動輪的轉(zhuǎn)動傳遞到從動輪，也稱為液力藕合器。在以內(nèi)燃機為原動機的車輛中，常使用液力傳動裝置。9）鋼絲軟軸傳動

鋼絲軟軸的內(nèi)部由鋼絲分多層纏繞而成。由于用軟軸相聯(lián)接，主、從動件的位置具有隨意性。10）萬向聯(lián)軸器(a)單萬向聯(lián)軸器（變速）(b)雙萬向聯(lián)軸器（等速）1141、連續(xù)轉(zhuǎn)動到連續(xù)轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)8）液力傳動橢圓齒輪傳動雙曲柄機構(gòu)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)115橢圓齒輪傳動雙曲柄機構(gòu)轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)292、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)槽輪機構(gòu)a

b

c

不完全齒輪機構(gòu)a

b棘輪機構(gòu)a

分度凸輪機構(gòu)a116第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)槽輪機構(gòu)2、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為步進轉(zhuǎn)動的運動變換在包裝機械等自動機中應(yīng)用較廣泛。常見的轉(zhuǎn)換機構(gòu)有棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、分度凸輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等。每種機構(gòu)都有不同的形式，可根據(jù)具體的要求進行設(shè)計。1172、連續(xù)轉(zhuǎn)動到步進轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)連續(xù)外棘輪機構(gòu)換向棘輪機構(gòu)摩擦棘輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)內(nèi)棘輪機構(gòu)棘條機構(gòu)118外棘輪機構(gòu)換向棘輪機構(gòu)摩擦棘輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)內(nèi)棘輪機構(gòu)棘條機空間槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)應(yīng)用槽輪機構(gòu)應(yīng)用分度凸輪輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)119空間槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)應(yīng)用槽輪機構(gòu)應(yīng)用分度凸輪輪機構(gòu)不完全齒輪3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)a擺動導桿機構(gòu)a擺動從動件凸輪機構(gòu)a120第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)曲柄搖桿機3、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換機構(gòu)主要有曲柄搖桿機構(gòu)、曲柄搖塊機構(gòu)、擺動導桿機構(gòu)、擺動從動件凸輪機構(gòu)等。1213、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)實現(xiàn)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄導桿機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)擺動凸輪機構(gòu)122曲柄搖桿機構(gòu)曲柄導桿機構(gòu)曲柄搖塊機構(gòu)擺動凸輪機構(gòu)364、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)

曲柄滑塊機構(gòu)a正弦機構(gòu)a直動從動件凸輪機構(gòu)a齒輪齒條機構(gòu)a螺旋機構(gòu)a

b

c

d

123第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換與

實現(xiàn)機構(gòu)

曲柄4、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直線移動的運動變換機構(gòu)有曲柄滑塊機構(gòu)、正弦機構(gòu)、直動從動件凸輪機構(gòu)、帶或鏈傳動機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、螺旋傳動機構(gòu)以及一些機構(gòu)的組合。1244、連續(xù)轉(zhuǎn)動到往復直動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)實現(xiàn)5、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)雙滑塊機構(gòu)a移動凸輪機構(gòu)a

b橢圓規(guī)a125第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換5、直線移動到直線移動的運動變換雙滑塊機構(gòu)a39第二節(jié)機5、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

直線移動轉(zhuǎn)換為直線移動的機構(gòu)大多采用液壓機構(gòu)、用于送料、夾緊等裝置中。各類液壓閥心、電磁閥心機構(gòu)也采用了直動到直動的運動變換。斜面機構(gòu)、具有兩個移動副的連桿機構(gòu)、移動凸輪機構(gòu)有時也可以應(yīng)用于線性運動變換，還可以用直線電機直接實現(xiàn)直線移動。彈簧機構(gòu)也是一種最常用的直線運動變換機構(gòu)。1265、直線移動到直線移動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)直線

6、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)連桿機構(gòu)——連桿a行星齒輪機構(gòu)——行星輪a127第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換6、連續(xù)轉(zhuǎn)動到平面運動的變換與實現(xiàn)機構(gòu)連桿機構(gòu)——連單行星輪傳動機構(gòu)連桿機構(gòu)雙行星輪傳動機構(gòu)128單行星輪傳動機構(gòu)連桿雙行星輪傳動機構(gòu)427、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)

直線移動轉(zhuǎn)換為定軸轉(zhuǎn)動的最典型機構(gòu)就是內(nèi)燃機中的曲柄滑塊機構(gòu)。齒輪齒條機構(gòu)可實現(xiàn)移動到轉(zhuǎn)動的運動變換。直線移動轉(zhuǎn)換往復擺動的機構(gòu)主要用在開關(guān)機構(gòu)或微調(diào)機構(gòu)中。下圖：(a)擺臂移動凸輪機構(gòu)(b)直動螺旋到擺動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)1297、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)直線7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與實現(xiàn)機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)——滑塊主動齒輪齒條機構(gòu)——齒條主動130第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換7、直線移動到定軸轉(zhuǎn)動或擺動的運動變換與曲柄滑塊機構(gòu)——滑塊應(yīng)用例舉四缸發(fā)動機131第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換應(yīng)用例舉四缸發(fā)動機45第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換132第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換46第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換133第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換齒條式液壓缸47第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換齒條式液壓缸8、電磁機構(gòu)

主要用在開關(guān)領(lǐng)域，如電磁離合器接觸器等。利用超導現(xiàn)象控制導磁物體的懸浮是新領(lǐng)域。134第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換8、電磁機構(gòu)主要用在開關(guān)領(lǐng)域，如電磁離合器接觸器等。9、實現(xiàn)特定的運動軌跡135第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換攪拌機9、實現(xiàn)特定的運動軌跡49第二節(jié)機械運動形態(tài)及其變換攪拌機總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)136總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)50總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)（續(xù)）137總結(jié)：實現(xiàn)運動形式變換的常用機構(gòu)（續(xù)）51總結(jié)：常用機構(gòu)的運動及動力特性138總結(jié)：常用機構(gòu)的運動及動力特性52一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。139第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)53第三節(jié)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。

2.液壓控制140第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)54第三節(jié)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。

2.液壓、氣動控制

3.電氣控制141第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)55第三節(jié)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)如早期的凸輪程序控制裝置，柴油機的離心式調(diào)速器等。

2.液壓、氣動控制

3.電氣控制

4.智能控制142第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型1.機械式控制系統(tǒng)56第三節(jié)143測控對象傳感器信號預處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)一、機械控制系統(tǒng)的類型第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)57測傳信CPUDI存儲器執(zhí)信A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)144二、機械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)測控對象傳感器信號預處理CPUDI存儲器執(zhí)行器信號轉(zhuǎn)換A/DDOD/A人-機對話系統(tǒng)系統(tǒng)支持模塊總線基本系統(tǒng)58二、機械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第三節(jié)機械的控制系統(tǒng)測傳信第四節(jié)機電液機構(gòu)組合的運動與控制一、機液組合的運動形態(tài)1、機液機構(gòu)組合的基本型

機液機構(gòu)組合主要是液壓缸系統(tǒng)與連桿機構(gòu)系統(tǒng)的組合，可滿足執(zhí)行機構(gòu)的位置、行程、擺角、速度及復雜運動規(guī)律等多方面的工作要求。單出桿固定缸雙出桿固定缸擺動缸

機液機構(gòu)組合中，液壓缸一般是主動件，并驅(qū)動各種連桿機構(gòu)完成預定的動作要求。145第四節(jié)機電液機構(gòu)組合的運動與控制一、機液組合的運動形態(tài)1、一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固定液壓缸式機構(gòu)

單出桿固定缸可直接應(yīng)用于夾緊、送料、進給等工作中，實現(xiàn)移動到移動的運動變換，也可相連桿機構(gòu)組合，實現(xiàn)移動到擺動的運動變換。下圖：(a)夾緊工作原理圖(b)送料工作原理圖146一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固定液壓缸式機構(gòu)下圖：(a)升降臺工作原理圖(b)夾持工作原理圖147一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（1）固一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（2）擺動液壓缸式機構(gòu)

擺動式液壓缸機構(gòu)與連桿機構(gòu)組合中，活塞相對于缸體的移動轉(zhuǎn)換為從動構(gòu)件的擺動和缸體本身的擺動?？刂苹钊南鄬σ苿铀俣群鸵簤焊字械挠蛪毫?，可達到控制機械運動和動力的目的。148一、機液組合的運動形態(tài)2、機液機構(gòu)組合的常見運動形式（2）擺一、機液組合的運動形態(tài)3、機液機構(gòu)的控制系統(tǒng)機液機構(gòu)中，通常液壓元件為動力元件和控制元件。（1）手動控制（2）機動控制（3）微機控制

利用換向閥和流量閥的手工操作，實現(xiàn)機械位置與速度的控制。

機械的往復運動使用機動控制換向閥更為方便，手工控制流量閥來達到調(diào)速的目的，可提高工作效率。

由于液壓閥心的動作可由電磁力來完成，以通電與斷電的方式控制閥心的動作，給實施微機控制提供了很大的方便。不同閥的順序動作可用延時軟件或硬件來實現(xiàn)。149一、機液組合的運動形態(tài)3、機液機構(gòu)的控制系統(tǒng)機液機構(gòu)中，通常二、電磁機構(gòu)

電磁機構(gòu)可用于開關(guān)機構(gòu)、電磁振動機構(gòu)等電動機械中，如電動按摩器、電動理發(fā)器、電動剃須刀中，都廣泛應(yīng)用了電磁機構(gòu)。其工作原理是利用電磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁力來完成機械運動。運動形態(tài)變換：電磁機械運動下圖：(a)電動錘機構(gòu)(b)電磁開關(guān)

反電磁機構(gòu)是利用機械運動的切割磁力線作用產(chǎn)生電信號，對電信號進行處理后可判斷機械振動位移大小和頻率。反電磁機構(gòu)多用于磁電式位移或速度傳感器中。150二、電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)可用于開關(guān)機構(gòu)、電磁振動機三、機電組合機構(gòu)

機電一體化是指電子學技術(shù)與機械學技術(shù)互相滲透、結(jié)合，集自動控制、智能、機械運動為一體的新系統(tǒng)。如打印機、傳真機、繪圖機等。

運動形態(tài)由機構(gòu)的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，而機械的運動參數(shù)（位置、位移、速度、加速度等）和各執(zhí)行機構(gòu)的運動協(xié)調(diào)關(guān)系是靠微機系統(tǒng)（微機、接口電路、各種電子無器件組成的硬件及軟件）來實現(xiàn)的。這一點與普通機械有很大的不同。151三、機電組合機構(gòu)機電一體化是指電子學技術(shù)