机械设计基础简单机构动画（机械设计常用机构还不清楚）

1-1.机构的概述

机器的主体是有一个或若干个机构组成，通过不同机构的组合来实现特定的机械运动。机构是机器不可缺少的部分。

机构：用来传递运动和力且有一个构件为机架的用运动副联接而成的构件系统。

构件：运动单元体

运动副：构件间的可动联接

常用的构件

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常用运动副

常用运动副有：球面副、圆柱副、球销副、移动副、转动副、螺旋副。

运动链：用运动副连接而成的相对可动的构件系统。

闭式链:运动链的各构件构成首尾封闭的系统。

开式链:运动链的各构件未构成首尾封闭的系统。

运动副中构件间的接触形式有三种：点、线、面。

自由度：一个构件相对另一个构件可能出现的独立运动。一个自由构件在空间具有6个自由度。

约束：指通过运动副联接的两构件之间的某些相对独立运动所受到的限制。

根据运动副对被联接的两构件相对运动约束的不同，可将运动副分为Ⅰ至Ⅴ级，如：引入一个约束的称为Ⅰ级副。球面副为Ⅲ级副，圆柱副、球销副为Ⅳ级副，移动副、转动副、螺旋副为Ⅴ级副。

运动副的自由度=6-运动副所有的约束个数

机构可动的运动学条件：输入的独立运动数目等于机构的自由度数。

机构的自由度的计算：

F=6n-(5*P5 4*P4 3*P3 2*P2 P1)

但做平面运动的自由构件只有3个自由度，故平面机构自由度计算也可用以下公式：

F=3n-2P5-P4（n为机构的活动构件数）

P1,P2,P3,P4,P5为Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ级副的个数

在自由度的计算中，要注意公共约束和虚约束对机构自由度的影响，去除多余的约束和局部自由度才能确定机构的自由度数目。

机构运动简图：根据机构的运动尺寸,按一定的比例定出各运动副的位置,并用国标规定的简单线条和符号代表构件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形。

机构的示意图：指为了表明机构结构状况,不要求严格地按比例而绘制的简图。

曲柄滑块机构示意图

常用机构运动简图

常用机构运动简图

常用传动机构简图

1-2.机构设计的原则

原则：利用机构组成原理进行机构设计时，在满足相同工作要求的条件下，机构的结构越简单、杆组的级别越低、构件数和运动副数越少越好。

合理的机构设计是机器平稳实用的基础。机器特定运动的实现，都是通过机构的协调运动来完成的。一部较复杂的机器一般是由很多常用机构组成的，如：连杆机构、轮系机构、凸轮机构、间隙机构和其它机构，它们之间的相互组合，为实现不同的运动方案提供了基础，而这使机械设计更加丰富与更富有挑战性，使设计更加趋向合理实用。

二.机械设计常用机构

2-1.连杆机构

2-1-1.概述

连杆机构：由低副（转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺旋副等）将若干构件连接而成的，故又称为低副机构。

常见应用：折叠伞、公共汽车开关门、折叠椅、开窗户支撑、内燃机、牛头刨床、机械手爪等。

分类：平面连杆机构、空间连杆机构

连杆机构的优点：

（1）采用低副，面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度；

（2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同；

（3）连杆曲线丰富，可满足不同要求。

连杆机构的缺点：

（1）构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率较低；

（2）产生动载荷（惯性力），不适合高速；

（3）设计较复杂，难以实现精确的轨迹。

平面连杆机构能够实现多种运动轨迹和运动规律，广泛应用于各种机械于仪表中。

主要有：四杆机构、六杆机构、多杆机构等。

平面连杆机构的组成：

机架——固定不动的构件；

连架杆——与机架相联的构件；

连杆——连接两连架杆且作平面运动的构件；

曲柄——作整周定轴回转的构件；

摇杆——作定轴摆动的构件。

平面四连杆机构的类型：

曲柄摇杆机构

特征：曲柄＋摇杆

作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。

雷达天线俯仰机构

搅拌机构

缝纫机踏板机构

双曲柄机构

特征：两个曲柄

作用：将等速回转转变为等速或变速回转。

双摇杆机构

特征：无曲柄，有两个摇杆

作用：一杆摆动可以影响另一杆的摆动幅度，实现特定运动轨迹。

汽车换向机构

其它平面连杆机构

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