机械传动机构 31个机械传动结构动画这才是机械工程师的语言

2021-12-29 06:22

法律顾问:赵建英律师

很久没有分享结构动画了。作为直观力学的亮点，今天我分享了越南设计师阮德成利用Inventor软件绘制的拾取和螺旋传动的机械结构，并编制了大约31个结构的设计。很多结构乍一看可能觉得比较简单，但是作为一个想法，理解一些结构驱动或者拓展设计思路可能会有帮助。。。

1.90拾取和放置机构1

输入端为蓝色轴，绿色盘形凸轮固定在轴上。

盘形凸轮通过紫色从动件控制黄色滑杆的上下运动。蓝色条通过橙色桶形凸轮控制黄色滑杆的旋转。蓝色曲线保持桶的凸轮静止，而黄色滑杆上下移动。

2.90拾取和放置机构2

输入端为蓝色轴，绿色盘形凸轮固定在轴上。盘形凸轮通过紫色从动件控制黄色滑杆的上下运动。

蓝色条通过橙色圆柱凸轮控制黄色滑杆的旋转。蓝色曲线保持桶形凸轮静止，而黄色滑块上下移动。红色连杆的平行四边形机构在旋转时保持绿色保持方向不变。

3.矩形齿轮1

作为输入，黄色齿轮定期旋转，蓝色弹簧保持齿轮接触。橙色、黄色和蓝色曲线是相对于矩形齿轮的固定点轨迹。

透明部分代表焊接操作中的工件。与渐开线齿廓相比，圆齿廓可以实现更平滑的啮合。仿真表明，黄色齿轮轴上的点跟踪最期望的曲线，该曲线与矩形齿轮的滚动曲线等距。沿着黄色曲线的跟踪速度是有规律的。其他点不太规则。为了使黄色曲线为矩形，粉色齿轮必须不同于矩形形状。

4.矩形齿轮2

作为输入，黄色齿轮定期旋转。红色弹簧保持齿轮接触。橙色、黄色、绿色和蓝色曲线是相对于矩形齿轮的固定点轨迹。

透明部分代表焊接操作中的工件。与渐开线齿廓相比，圆齿廓可以实现更平滑的啮合。仿真表明，黄色齿轮轴上的点描绘了最期望的曲线，该曲线与矩形齿轮的滚动曲线等距。

沿着黄色曲线的跟踪速度是有规律的，但其他点就没那么规律了。为了使黄色曲线为矩形，粉色齿轮必须不同于矩形形状。

5.手动混合器

当绿色螺丝被外力按压或松开时，它会在弹簧的弹力作用下上下移动，搅动红色碗中的物料。

6.用空曲柄滑块机构按1

粉色垂直轴用作输入端，黄色滑块沿垂直方向移动作为输出端。这种机构的缺点是压力不跟随输入轴的轴线。

8.螺旋机构1

灰色螺丝作为输入端，粉色螺母滑块作为输出端，与底座有棱形关节。

螺母滑块螺纹的导程为L1 = 1.0毫米..

固定螺母螺纹的导程L2为1.25毫米..

s = L2-L1 = 1.25-1.0 = 0.25毫米

s是输入螺杆旋转一圈时输出螺母滑块的线性位移。通过选择合适的方法可以减少这种差异。

输入和输出线性位移之间的关系:

L2/南苏丹=1.25/0.25 =5

要组装该机构，请执行以下操作:

1)使前螺纹尺寸小于后螺纹尺寸。

2)使旋钮可拆卸。

12.螺母-螺钉差动机构1

黄色旋钮作为输入端，与底座呈螺旋状连接。薰衣草螺丝为输出端，与底座呈棱柱状连接。

螺杆的导程为L1 = 1.0毫米..

旋钮上的外螺纹引线为L2= 1.25毫米..

s = L2-L1 = 1.25-1.0 = 0.25毫米

s是旋钮转动1圈时输出螺钉的线性位移。通过选择合适的方法可以减少这种差异。

输入和输出线性位移之间的关系:

L2/南苏丹= 1.25/0.25=5

14.螺母-螺钉差动机构3

21.螺母-螺钉和杆机构7

输入端是一个螺旋运动的灰色旋钮。输出端为橙色螺丝，用于固定曲柄。

TR =φ1/φ2= -L2/

TR:输入和输出之间的传动比

φ1:输入角位移

φ2:输出角位移

L2:橙色输出螺丝和输入旋钮的螺丝接头引线。

L3:旋钮和底座之间螺纹连接的导程。

对于左旋螺纹，L2和L3有负号，反之亦然。

如果差异很小，TR可能很大。因此，该机构有利于角度位置的微调。这里L2=3，L3=2.7，所以TR=10。动画显示当旋钮旋转180度时。输出曲柄旋转18°。

运动分析:

当输入旋钮旋转时，由于其外部螺纹接头，它也轴向移动。为了获得可能的轴向运动，接头A的螺旋角不应太大。当输入旋钮轴向移动时，由于其内部螺纹接头，它旋转输出轴。为了使这种旋转成为可能，接头b的螺旋角不能太小。对于这种机构，关节B的螺旋角是1.82°，太小了，所以这种机构因为自锁而无法工作。为了避免自锁，螺旋角应选择在大约45度的中间值。

26.螺母机构2的减速器

输入端是一个螺旋运动的灰色旋钮。输出端为橙色螺丝，用于固定曲柄。

TR =φ1/φ2= -L2/

TR:输入和输出之间的传动比

φ1:输入角位移

φ2:输出角位移

L2:橙色输出螺丝和输入旋钮的螺丝接头引线。

L2= P2*W2

P2:是旋钮外螺纹的螺距。

W2:是旋钮外螺纹的起始数。

L3:旋钮和底座之间的螺纹接头的导程。

L3= P3*W3

P3:是旋钮内螺纹的螺距。

W3:是旋钮内螺纹的起始数。

对于左旋螺纹，L2和L3有负号，反之亦然。

如果差异很小，TR可能很大。因此，该机构有利于角度位置的微调。

这里L2= P2*W2= 3*38 =114，L3= P3*W3= 2.7*40 = 108

所以TR = -114/ =19

当视频显示旋钮旋转60°时，输出曲柄旋转3.16°。

运动分析:

当输入旋钮旋转时，由于其外部螺纹接头，它也轴向移动。为了使轴向运动成为可能，接头A的螺旋角不能太大。当输入旋钮轴向移动时，由于其内部螺纹接头，它旋转输出轴。为了使这种旋转成为可能，接头b的螺旋角不能太小。因此，这里，螺旋角选择在中间值，大约45度。因为螺纹接头不是自锁的，所以需要一个输出制动装置。这种机构的缺点是旋钮的线性位移太大。

27.螺母机构3的减速器

输入端是一个可以旋转的绿色旋钮。输出端是一个只能旋转的橙色螺丝。粉色螺母不能旋转，因为两个粉色销在底部孔中滑动。粉色螺母随着绿色旋钮轴向移动。

绿色圆螺纹是一种单头右旋螺纹，导程L1 = 3毫米。

橙色螺纹为多头左旋螺纹，其导程为L2 = P2 * W2 = 2.5 * 36 = 90毫米。P2是音高，W2是起始数。

绿色输入旋钮旋转一次，粉色螺母移动3毫米，橙色输出螺丝旋转360*3/90 = 12度。传动比是30。

如果多头螺纹不是首选，可以用带螺旋槽的筒形凸轮代替。粉色螺母的偏心部分有助于在绿色旋钮和粉色螺母之间形成一个封闭的旋转接头。

28、螺旋槽圆柱凸轮减速器

输入是带有外部和内部螺旋槽的绿色旋钮。输出端为橙色轴，蓝色针固定在轴上，蓝色针与绿色旋钮的内螺旋槽结合，使输出只能旋转。固定的红色销与绿色旋钮的外部螺旋槽接合。通过这种布置，该机构可以被认为是螺母差动机构。

TR=φ1/φ2=-L2/

TR:输入和输出之间的传动比

φ1:输入角位移

φ2:输出角位移