凸轮机构与齿轮机构

常见的回转直线运动转换的机构常见的回转直线运动转换的机构摘要：实际的机器当中，往往需要用到回转运动与直线运动之间的相互转换，本文介绍了能实现此功能的几种常见机构，分别是曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮齿条机构和滚珠丝杠机构，并说明了各自的特点及在实际中的应用。

关键词：回转运动；直线运动；机构1 曲柄连杆机构1.1 曲柄滑块机构定义在普通四杆机构中，四个构件之间都是通过转动副连接，这样可以实现曲线与曲线运动之间的转换。

而曲柄滑块机构是保存曲柄杆、中间杆和固定杆，将另一根杆退化为滑块，使滑块与中间连杆用转动副连接，滑块与固定杆用移动副连接，这样就可以实现曲柄端的回转运动与滑块端的直线运动相互转化。

1.2 曲柄滑块机构的特点及应用1.2.1 优点①低副连接，运动副单位面积受力小，便于润滑，磨损小；②对于长距离的控制也可以实现；③构件之间的运动靠几何封闭来维系，比力封闭的可靠。

1.2.2 缺点①结构设计较复杂，且对制造安装的敏感性大；②高速时将引起很大的振动和动载荷。

1.2.3 应用曲柄滑块机构在机械中的应用很广泛，例如，内燃机通过活塞往复运动将内能转换为曲柄转动的机械能；压力机结构中通过曲柄的连续转动，经连杆带动滑块实现加压作用；牛头刨床主运动机构中，导杆绕一点摆动，带动滑枕做往复运动，实现刨削；抽水机结构中，摇动手柄时，在连杆的支承下，活塞杆在筒内做上下运动，以到达抽水目的。

另外，工程中的搓丝机、自动送料装置及自卸翻斗装置等机械中都用到曲柄滑块机构。

2 凸轮机构2.1 凸轮机构的组成和特点凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个局部组成，其中凸轮是主动件，从动件的运动规律由凸轮的轮廓决定。

凸轮是具有曲线轮廓或沟槽的构件，假设从动件是移动构件，那么这样的凸轮机构便能实现回转运动、直线运动的转换。

凸轮机构特点是：①可以用于对从动件任意运动规律要求的场合；②可以高速启动，动作准确可靠，结构简单紧凑；③凸轮和从动件以点或线接触，单位面积上压力高，难以保持良好的润滑，易磨损；④凸轮形状复杂，加工维修较困难。

曲线转直线的机构
将曲线运动转化为直线运动的机构在机械设计中具有广泛的应用，以下是其中一些常见的机构及其工作原理：
1. 曲柄滑块机构
曲柄滑块机构是一种常见的将旋转运动转化为直线运动的机构。

在曲柄滑块机构中，曲柄和滑块之间通过转动副连接，而滑块和固定杆（机架）之间通过移动副连接。

当曲柄绕固定点旋转时，滑块在移动副的作用下沿着直线方向移动。

这种机构广泛应用于各种冲压机械、压缩机、往复式发动机等领域。

2. 凸轮机构
凸轮机构由凸轮和从动件组成。

凸轮具有曲线轮廓或沟槽，从动件是移动构件。

当凸轮旋转时，其曲线轮廓或沟槽推动从动件沿着预定轨迹移动，从而实现将旋转运动转化为直线运动。

凸轮机构广泛应用于各种自动化装置、机床、纺织机械等领域。

3. 齿轮齿条机构
齿轮齿条机构由齿轮和齿条组成。

当齿轮旋转时，其齿与齿条的齿槽相啮合，从而推动齿条沿着直线方向移动。

齿轮齿条机构广泛应用于各种传动装置、机床、
机器人等领域。

4. 滚子丝杠机构
滚子丝杠机构由丝杠和滚珠或滚子组成。

当丝杠旋转时，滚珠或滚子在丝杠的螺旋槽内滚动，从而实现将旋转运动转化为直线运动。

滚子丝杠机构广泛应用于各种机床、工业机器人、精密传动装置等领域。

除了以上常见的机构外，还有一些其他形式的机构可以实现曲线转直线的运动转换，如连杆机构、链条传动机构等。

这些机构各有特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的机构来实现所需的运动转换。

同时，对于不同的曲线转直线运动转换需求，可能还需要进行特殊的设计和制造，以满足特定的运动轨迹、速度、加速度等要求。

间歇机构的常见类型
间歇机构是指在机器或设备中，用于实现一定运动规律的机构。

它利用了时间间隔的特性，使机器或设备在工作时能够实现一定的运动规律和运动方式。

下面我们来了解一下间歇机构的常见类型。

1. 凸轮机构
凸轮机构是一种通过凸轮的形状和运动来实现运动规律的机构。

它由凸轮、从动件和固定件组成，通过凸轮的运动，带动从动件以一定的规律运动。

2. 齿轮机构
齿轮机构是一种常见的间歇机构，它利用齿轮的运动来实现一定的运动规律。

齿轮机构包括齿轮、从动件、固定件等组成，通过齿轮的运动带动从动件以一定的规律运动。

3. 连杆机构
连杆机构是一种通过连杆的长度和角度变化来实现一定的运动
规律的机构。

它由连杆、从动件和固定件组成，通过连杆的长度和角度变化，带动从动件以一定的规律运动。

4. 摆杆机构
摆杆机构是一种通过摆杆的运动来实现一定的运动规律的机构。

它由摆杆、从动件和固定件组成，通过摆杆的运动，带动从动件以一定的规律运动。

5. 曲柄机构
曲柄机构是一种通过曲柄的旋转来实现一定的运动规律的机构。

它由曲柄、连杆、从动件和固定件组成，通过曲柄的旋转，带动连杆以一定的规律运动，从而带动从动件以一定的规律运动。

以上就是间歇机构的常见类型，它们广泛应用于各种机器和设备中，是机械设计工程师必须了解和掌握的知识。

齿轮凸轮组合机构解析法设计摘要：齿轮凸轮组合机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种机械设备中。

本文将采用解析法进行齿轮凸轮组合机构的设计，通过对齿轮凸轮组合机构的结构和原理进行分析，结合运动学方程和几何关系，以及相应的计算方法，可以得到齿轮凸轮组合机构的设计参数。

最后，通过实例验证了解析法的有效性和可行性。

1.引言齿轮凸轮组合机构是一种将齿轮和凸轮两种机构组合在一起的传动装置。

在齿轮机构中，利用互相啮合的齿轮来传递力矩和运动。

而在凸轮机构中，通过凸轮的凸起部分与从动件接触或离开来实现运动传递。

齿轮凸轮组合机构的设计涉及到几何形状、尺寸、齿轮齿数等多个参数，因此需要采用解析法进行设计。

2.齿轮凸轮组合机构的结构和原理齿轮凸轮组合机构由齿轮轴、凸轮轴和从动件组成。

齿轮轴上固定有一个或多个齿轮，凸轮轴上固定有一个凸轮。

从动件由凸轮的凸起部分与齿轮的齿啮合或分离来实现传动。

齿轮的齿数和凸轮的凸起部分的形状决定了齿轮和凸轮之间的运动规律。

3.齿轮凸轮组合机构的解析法设计步骤（1）确定齿轮和凸轮的齿数和凸起部分的形状。

齿轮和凸轮的齿数可以根据所需的传动比进行确定。

凸轮的凸起部分的形状可以通过给定的运动规律进行确定，比如简谐运动规律、等角速度运动规律等。

（2）建立齿轮凸轮组合机构的运动学方程。

运动学方程是描述齿轮凸轮组合机构各部件运动规律的方程。

通过建立从动件运动轨迹与凸轮轴的相对位置之间的关系，可以建立运动学方程。

（3）根据几何关系推导出相关参数。

通过几何关系，可以得到齿轮凸轮组合机构的相关参数，如齿轮的模数、分度圆直径、凸轮的基圆半径、凸起部分的形状参数等。

（4）根据计算方法计算设计参数。

根据所得到的齿轮凸轮组合机构的相关参数，可以利用计算方法进行具体的计算，如齿轮啮合位置的计算、齿轮啮合角的计算、齿轮模数的计算等。

（5）验证设计结果的可行性。

通过实例验证所得到的设计结果的可行性和有效性。

可以利用CAD软件进行设计和模拟仿真，通过调整设计参数，得到最佳的设计方案。

齿轮机构及其设计答案渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 两齿轮的模数相等和压力角相等。

一对平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:两轮法面上的模数和压力角分别相等,螺旋角大小相等,方向相反(外啮合)或相同(内啮合),一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是两轮大端的模数和压力角相等。

3.蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是 : 其中间平面内蜗轮与蜗杆的模数和压力角分别相等, 当两轴交错为90度时,还应使蜗杆的导程角等于涡轮螺旋角。

标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在大端。

一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的节圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的分度圆半径之和。

7．共轭齿廓是指一对能满足齿廓啮合基本定律的齿廓。

8. 用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线相切，加工变位齿轮时，中线与分度圆不相切。

被加工的齿轮与齿条刀具相"啮合"时，齿轮节圆与分度圆重合。

9. 有两个模数、压力角、齿顶高系数及齿数相等的直齿圆柱齿轮，一个为标准齿轮1，另一个为正变位齿轮2，试比较这两个齿轮的下列尺寸，哪一个较大、较小或相等:db1 = db2；da1 < da2；d1=d2；df1 < df2；sa1 > sa2；s1 > s2。

10. 标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件是分度圆上齿厚等于齿槽宽,即s=e 。

11. 斜齿轮在法面上具有标准模数和标准压力角。

12. 若两轴夹角为90度的渐开线直齿圆锥齿轮的齿数为Z1=25， Z2=40，则两轮的分度圆锥角= 32度 ; = 58度。

13. 一对直齿圆锥齿轮传动时的分度圆锥角应根据齿轮齿数和两轴交角来决定。

14. 如图所示两对蜗杆传动中，(a)图蜗轮的转向为逆时针；(b)图蜗杆的螺旋方向为右旋。

15. 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时，其刀具的中线与轮坯分度圆之间做纯滚动.第二章答案：1）平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 。

机械原理机构
机械原理机构是机械设备中起到传递和转换动力的组成部分。

它由各种机械元件按照一定的方式组合而成，可实现物体的运动和力的传递等功能。

机械原理机构的设计需要考虑机械元件的尺寸、形状、材料等因素，以确保机构的稳定性、合理性和可靠性。

在机械原理机构的设计中，需要了解机械元件的运动和力学原理。

例如，常见的机械原理机构有齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。

这些机构根据其特定的设计原理，可以实现不同的功能和运动方式。

齿轮传动是一种常见的机械原理机构，它由多个齿轮组成，通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动。

在设计齿轮传动时，需要考虑齿轮的齿数、模数、压力角等参数，以确保传动的平稳和高效。

连杆机构是利用连杆的运动实现力的传递和转换的机械原理机构。

它由杆件和连接件组成，通过杆件的运动来实现力的传递和转换。

在设计连杆机构时，需要考虑连杆的长度、角度等参数，以确保机构的运动平稳和力的传递可靠。

凸轮机构是利用凸轮的运动实现力的传递和运动的机械原理机构。

它由凸轮、从动件和驱动件组成，通过凸轮的运动来驱动从动件的运动。

在设计凸轮机构时，需要考虑凸轮的轮廓、凸轮轴的转动方式等参数，以确保机构的运动轨迹准确和从动件的运动稳定。

除了以上三种常见的机械原理机构，还有许多其他类型的机构，如滑块机构、曲柄机构等。

每种机构都有其特定的设计原理和应用领域，可以根据具体的需求选择合适的机构进行设计和应用。

在机械工程设计中，机械原理机构是非常重要的组成部分，它的设计和选择直接关系到机械设备的性能和使用效果。

因此，对于机械工程师来说，掌握和理解机械原理机构的原理和设计方法是非常重要的。

把转动转化为移动运动的机构类型
一、引言
机构是机械系统中最基本的元件，它们通过连接和相对运动来实现机械运动。

在机构中，转动运动是最基础的一种，但在某些情况下，需要将转动运动转化为直线或曲线的移动运动。

因此，本文将介绍几种将转动转化为移动运动的机构类型。

二、凸轮机构
凸轮机构是一种将旋转运动转换为直线或曲线运动的常用机构类型。

其基本原理是通过固定在旋转轴上的凸轮，在旋转过程中使其与连杆接触并推拉连杆以实现直线或曲线的移动。

三、齿轮机构
齿轮机构是一种将旋转运动传递到其他部件上的常用机构类型。

其原理是通过齿轮之间相互啮合来实现旋转传递，并且可以通过不同大小和数量的齿轮来改变输出速度和扭矩。

四、滚子导向机构
滚子导向机构是一种将圆周方向旋转运动变成直线方向移动运动的常用机构类型。

它利用滚子在导向槽中滚行以实现平稳的直线运动。

五、摆杆机构
摆杆机构是一种将旋转运动转化为直线或曲线运动的常用机构类型。

其原理是通过摆杆的连杆连接，使得旋转运动转化为直线或曲线的移动。

六、同心轴机构
同心轴机构是一种将旋转运动传递到其他部件上的常用机构类型。

它由多个同心轴组成，每个轴都可以独立旋转，从而实现不同方向和速度的输出。

七、总结
本文介绍了几种将转动运动转化为移动运动的机构类型，包括凸轮机构、齿轮机构、滚子导向机构、摆杆机构和同心轴机构。

这些机构类型在不同领域中都有广泛应用，如工业制造、自动化控制等。

对于工程师和设计师来说，了解这些基本原理和应用可以帮助他们更好地设计和实现各种复杂的机械系统。

在各类机械中，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。

能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。

而实现间歇运动的四种常用机构分别为：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。

一、棘轮机构棘轮机构的类型很多，从工作原理上可分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构；从结构上可分为外啮合式和内啮合式棘轮机构；从传动方向上分为单向（单动和双动）式和双向式棘轮机构。

棘轮机构是把摇杆的摆动转变为棘轮的间歇回转运动。

其优点轮齿式棘轮机构运动可靠，棘轮转角容易实现有级调节，但在工作过程中棘爪在齿面上滑行，齿尖易磨损并伴有噪音，同时为使棘爪能顺利落入棘轮槽，摇杆摆角应略大于棘轮转角，这样就不可避免地存在空程和冲击，在高速时尤其严重，所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。

摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声，棘轮转角可作无级调节。

图1 单向轮齿啮合式棘轮但由于运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。

在工程实践中，棘轮机构常用于实现间歇送进（如牛头刨床）、止动（如起重和牵引设备中）和超越（如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进给和快速进给功能）等场合。

图2 摩擦式棘轮二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构，也是常用的间歇运动机构之一。

普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构（图3）和内接式槽轮机构（图4）两种类型。

它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮２、带有圆柱销Ａ的拔盘１以及机架组成。

图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构槽轮机构的工作过程是：主动拨盘１上的圆柱销Ａ进入槽轮２上的径向槽以前，拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住，则槽轮静止不动。

当拔盘圆柱销Ａ进入槽轮径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。

当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。

因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。

外接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相反；内接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相同，且传动平稳、占空间小，槽轮停歇时间较短。

凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，它通过凸轮的旋转运动来实现机械零件的运动。

凸轮机构的种类很多，按照其结构和运动特点可以分为以下几类。

一、摇杆凸轮机构摇杆凸轮机构是最简单的凸轮机构之一，它由凸轮、摇杆和连接件组成。

摇杆的一端与凸轮相接触，另一端与被控件连接。

当凸轮旋转时，摇杆随之运动，从而带动被控件做相应的运动。

摇杆凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机中的气门机构、印刷机中的压印机构等。

二、滑块凸轮机构滑块凸轮机构由凸轮、滑块和连接件组成。

滑块与凸轮相接触，通过滑块的运动来带动被控件做相应的运动。

滑块凸轮机构具有结构简单、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中，如车床、钳工机床等。

三、曲柄凸轮机构曲柄凸轮机构由凸轮、曲柄、连杆和被控件组成。

曲柄与凸轮相接触，通过曲柄的旋转运动来带动连杆做相应的往复运动，从而带动被控件做相应的运动。

曲柄凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机中的连杆机构、农机中的割草机构等。

四、凸轮滚子机构凸轮滚子机构由凸轮、滚子和被控件组成。

滚子与凸轮相接触，通过滚子的滚动运动来带动被控件做相应的运动。

凸轮滚子机构具有运动平稳、噪音小等优点，广泛应用于各种机械设备中，如纺织机中的绞车机构、印刷机中的印刷机构等。

五、凸轮齿轮机构凸轮齿轮机构由凸轮、齿轮和被控件组成。

齿轮与凸轮相接触，通过齿轮的转动运动来带动被控件做相应的运动。

凸轮齿轮机构具有结构紧凑、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机中的凸轮轴机构、机床中的进给机构等。

六、凸轮链条机构凸轮链条机构由凸轮、链条和被控件组成。

链条与凸轮相接触，通过链条的运动来带动被控件做相应的运动。

凸轮链条机构具有结构简单、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中，如食品机械中的输送机构、纺织机中的绞车机构等。

总之，凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，它具有结构简单、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中。

名词解释凸轮机构
凸轮机构是一种机械机构,用于驱动汽车、摩托车和其他车辆的引擎和其他动力装置。

凸轮机构由一组相互连接的齿轮和轴组成,这些齿轮和轴在工厂中制造,然后被安装到发动机外壳上。

凸轮机构的作用是将燃料的燃烧转化为动力的传递。

在凸轮机构中,每个齿轮都对应着一个节气门或进气道,当发动机需要增加燃料时,凸轮机构会通过齿轮的旋转将燃料传递到节气门或进气道中。

当发动机需要减少燃料时,凸轮机构会通过齿轮的旋转将燃料传递到节气门或进气道中,以控制进气量。

除了控制燃料的输入,凸轮机构还起着控制引擎转速的作用。

通过调整凸轮机构的齿轮数量和位置,可以控制引擎的转速。

在汽车行驶过程中,凸轮机构会根据车速和引擎负荷等因素来调整齿轮的数量和位置,从而使引擎达到其最佳的转速和输出功率。

凸轮机构在汽车制造中扮演着至关重要的角色,其设计和制造对于引擎的性能和可靠性有着重要的影响。

随着汽车技术的发展,凸轮机构也在不断地进行改进和优化,以提供更好的性能和可靠性。

简述齿轮机构相对于连杆机构、凸轮机构的优缺点。

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凸轮机构在加工齿轮中的作用
随着工业的发展，凸轮机构在加工齿轮方面起着非常重要的作用。

凸轮机构是一种机械装置，用来改变动随机的移动方向。

它由两个或多个相互接触，形成转动的抗击物，即凸轮和凹轮组成。

凸轮机构被广泛应用于机床、工业机械等装置，可以实现位移、速度及力矩的改变和调整，是工业齿轮减速传动中不可缺少的重要元件。

齿轮减速传动中，凸轮机构的作用是改变动随机的转动方向并输出正确的速度和力矩。

当凸轮和凹轮互接时，动随机的转动会通过凸轮机构被传导和转换，从而输出不同方向上的转动能量，并达到调节和减速的目的。

凸轮机构有许多有记分的传动形式，最常用的是圆形凸轮机构，由数十个凸轮和凹轮组成，大大降低了齿轮减速传动中齿轮能量传输和转换的繁琐程度，降低了工作系统的复杂性，改善了传动系统的性能，也使齿轮加工的效率提高了很多。

凸轮机构在改变和调节动随机的转动方向，输出正确的速度和力矩方面发挥着重要作用，它是齿轮减速传动系统不可或缺的部分。

因此，它的特点决定了齿轮加工的重要性和必要性。