機械設(shè)計基礎(chǔ)緒論ppt課件

1、精選課件機械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）楊可楨程光蘊主編高等教育出版社精選課件 機械原理，孫桓 ，陳作模主編；高等教育出版社。 機械設(shè)計，濮良貴 ，紀名剛主編；高等教育出版社。 精選課件緒論緒論 在我國，機械的創(chuàng)造、發(fā)展及使用有著悠久的歷史（例如搗米這樣的簡單機構(gòu)）。三千年前出現(xiàn)了簡單的紡織機東漢時已發(fā)明水排東漢張衡將桿機構(gòu)巧妙地使用在人類第一臺地震儀上。 精選課件1.研究對象和內(nèi)容 機器是執(zhí)行機械運動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料、信息。例一例二 機器舉例：內(nèi)燃機、 牛頭刨床、 翻斗車、電阻打彎機、蛋糕切片機、 榨油機、縫紉機、送料機、玩具、工業(yè)機器人等。機械手、精選課件機器包含四個基本組成部分機器

2、包含四個基本組成部分精選課件機器=原動機(動力部分)+傳動系統(tǒng)+執(zhí)行部分輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)轎車組成精選課件典型機器的分析：典型機器的分析： 內(nèi)燃機內(nèi)燃機1.組成：組成：654387129101汽缸體2活塞3進氣閥4 排氣閥5連桿6曲軸7凸輪8頂桿9、10 齒輪2 .工作原理：工作原理：活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體 進入汽缸；活塞上行，進氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓 縮，在頂部點火燃燒；高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。精選課件進氣進氣壓縮壓縮爆炸爆炸排氣排氣3.內(nèi)燃機的工作過程：內(nèi)燃機的工作過程：化學能 機械能機器機器根據(jù)某種使用要求而設(shè)計的一種執(zhí)行機械運

3、動的裝置， 是可用來變換或傳遞能量、物料和信是可用來變換或傳遞能量、物料和信息的機構(gòu)組合體。息的機構(gòu)組合體。精選課件機構(gòu)機構(gòu) 用來傳遞運動和力的、有一個構(gòu)件為機架的、用構(gòu)件間能夠相對運動的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為機構(gòu)。例一、二、三機器的主體部分是由機構(gòu)組成的。機構(gòu)機構(gòu)能夠用來傳遞運動和力改變運動形式的機械裝置。如：連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、 齒輪機構(gòu)等。精選課件機器和機構(gòu)的區(qū)別和聯(lián)系：機器和機構(gòu)的區(qū)別和聯(lián)系：區(qū)別：研究的著重點不同機構(gòu)一個運動件系統(tǒng)，實現(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換或力的傳遞機器除了運動系統(tǒng)以外，還包含有電器、液壓等控制裝置，完成能量（信息）的傳遞、轉(zhuǎn)換或作有益的機械功從結(jié)構(gòu)和運動的觀點來看，兩者并

4、無區(qū)別。聯(lián)系：機器由機構(gòu)組成，一部機器包含不同的機構(gòu)；不同的機器可能包含相同的機構(gòu)精選課件機械機械習慣上用“機械”一詞作為機器和機構(gòu)的總稱。精選課件構(gòu)件與零件構(gòu)件與零件構(gòu)件：運動的單元內(nèi)燃機內(nèi)燃機連桿連桿軸套軸套連桿體連桿體螺栓螺栓墊圈墊圈螺母螺母軸瓦軸瓦連桿蓋連桿蓋例：內(nèi)燃機中的連桿精選課件零件：組成機器的不可拆的單元。例如：螺釘、鍵等。部件：由一組協(xié)同工作的零件所組成的獨立制造或獨立裝配的組合體。例如：聯(lián)軸器、滾動軸承等。精選課件零件的分類零件的分類通用零件：在各種機器中普遍使用，例如：齒輪、鏈、軸、螺栓、螺母、軸承等。專用零件：只有在特定的機器中才用到，具有特殊的功能。例如：曲軸、葉片、

5、犁鏵、槍栓等。精選課件0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容二、內(nèi)容二、內(nèi)容常用機構(gòu) 通用零(部)件 工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本設(shè)計理論和計算方法機器動力學第1章平面機構(gòu)的自由度和速度分析第2章平面連桿機構(gòu)第3章凸輪機構(gòu)第4章齒輪機構(gòu)第5章齒輪系第6章其它常用機構(gòu)第7章機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)第8章回轉(zhuǎn)件的平衡常用機構(gòu) 通用零(部)件 第9章 第18章精選課件學習本課程的目的學習本課程的目的 1、為學習專業(yè)機械設(shè)備課程打好基礎(chǔ)； 2、使技術(shù)人員在了解各種機械的傳動原理、設(shè)備的正確使用和維護以及設(shè)備的故障分析等方面獲得必要的基本知識； 3、為現(xiàn)有機械的合理使用和革新改造打下基礎(chǔ)。

6、精選課件學習方法學習方法 1.搞清楚基本概念、理解基本原理 2.注意培養(yǎng)自己運用所學的基本理論和方法去分析和解決工程實際問題的能力 3.理解經(jīng)驗公式、參數(shù)、簡化計算的使用條件。 精選課件要求：要求： 1、作業(yè)必須按時完成，繪圖準確，字跡工整，作業(yè)必須按時完成，繪圖準確，字跡工整，作業(yè)量未達到規(guī)定者不能參加考試。作業(yè)量未達到規(guī)定者不能參加考試。 2、上課認真聽講，及時消化。、上課認真聽講，及時消化。 3、成績、成績=期末考試成績期末考試成績*70%+平時成績平時成績*30%精選課件第第1章章 平面機構(gòu)的自由度和速平面機構(gòu)的自由度和速度分析度分析 討論機構(gòu)滿足什么條件構(gòu)件間才具有確定的相對運動。

7、機構(gòu)速度分析。 精選課件1 1運動副及其分類運動副及其分類 平面機構(gòu)，空間機構(gòu) 構(gòu)件的自由度：相對于參考系構(gòu)件所具有的獨立運動精選課件運動副 運動副：使兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接。 通常把運動副分為低副和高副兩類。 精選課件低副低副 兩構(gòu)件通過面接觸組成的運動副稱為低副。平面機構(gòu)的 低副有轉(zhuǎn)動副和移動副兩種。精選課件精選課件高副高副 兩構(gòu)件通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。平面高副1精選課件空間運動副 運動副兩構(gòu)件間的相對運動是空間運動，故屬于空間運動副。精選課件2.2.平面機構(gòu)運動簡圖平面機構(gòu)運動簡圖 實際構(gòu)件的外形和結(jié)構(gòu)往往很復雜，在研究機構(gòu)運動時，為了使問題簡化，有必要撇

8、開那些與運動無關(guān)的構(gòu)件外形和運動副具體構(gòu)造，僅用簡單線條和符號來表示構(gòu)件和運動副，并按比例定出各運動副的位置。這種說明機構(gòu)各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡化圖形，稱為機構(gòu)運動簡圖。 精選課件機構(gòu)運動簡圖中的運動副符號 GB4460-84機構(gòu)運動簡圖符號 精選課件常用運動副的符號運動副名稱運動副符號兩運動構(gòu)件構(gòu)成的運動副轉(zhuǎn)動副移動副12121212121212121212121212兩構(gòu)件之一為固定時的運動副122121平面運動副精選課件平面高副螺旋副2112121212球面副球銷副121212空間運動副12121221nntt21nntt精選課件一般構(gòu)件的表示方法桿、軸構(gòu)件桿、軸構(gòu)件固定構(gòu)件固定構(gòu)件同

9、一構(gòu)件同一構(gòu)件12 機構(gòu)運動簡圖精選課件三副構(gòu)件三副構(gòu)件 兩副構(gòu)件兩副構(gòu)件 一般構(gòu)件的表示方法 12 機構(gòu)運動簡圖四副構(gòu)件四副構(gòu)件 精選課件3.常用機構(gòu)運動簡圖符號在機架上的電機齒輪齒條傳動帶傳動圓錐齒輪傳動12 機構(gòu)運動簡圖精選課件鏈傳動圓柱蝸桿蝸輪傳動凸輪傳動外嚙合圓柱齒輪傳動12 機構(gòu)運動簡圖精選課件內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動棘輪機構(gòu)12 機構(gòu)運動簡圖精選課件步驟步驟：1.運轉(zhuǎn)機械，搞清楚構(gòu)件的數(shù)目，并用數(shù)字標注（1、2、3）；4.用規(guī)定的符號和線條繪制圖形（先畫出運動副符號，然后以直線或曲線相連)機構(gòu)示意圖；3. 合理選擇投影面及原動件的靜態(tài)位置（以機構(gòu)的運動平面為投影面）；5.選擇適當?shù)谋壤?/p>

10、尺作簡圖；思路思路：先定原動部分和工作部分（一般位于傳動線路末端），弄清運動傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運動副的類型，并用符號表示出來。6、驗算自由度。12 機構(gòu)運動簡圖長度比例尺)()(mmml圖示長度實際長度2.搞清楚運動副的性質(zhì)、數(shù)目，并用字母標注（A、B、C） ；五、機構(gòu)運動簡圖的繪制方法五、機構(gòu)運動簡圖的繪制方法精選課件312 機構(gòu)運動簡圖舉例舉例：1.簡單偏心圓盤12A12A1AO12O23OA 鄂式破碎機內(nèi)燃機機構(gòu)精選課件3. 平面機構(gòu)的自由度 機構(gòu)的自由度：機構(gòu)相對于機架所具有的獨立運動的數(shù)目。即機構(gòu)具有確定的運動所必須給定的獨立運動參數(shù)的數(shù)目。 冷床運輸機 手動沖床精選課件復習運

11、動副高副:低副:點、線凸輪、齒輪1個約束面接觸移動副轉(zhuǎn)動副2個約束精選課件平面機構(gòu)自由度計算公式 活動構(gòu)件的自由度總數(shù)減去運動副引入的約束總數(shù)就是該機構(gòu)的自由度，以F表示，即 F3n-2PL-PH （1-1）精選課件機構(gòu)具有確定運動的條件鄂式破碎機四桿機構(gòu)精選課件F3n-2PL-PH=5*3-2*6-0=3精選課件計算平面機構(gòu)的自由度時的注意事項 復合鉸鏈 兩個以上的構(gòu)件同時在一處用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)接就構(gòu)成復合鉸鏈。 重新計算精選課件局部自由度 與輸出構(gòu)件運動無關(guān)的自由度，稱為局部自由度 ，在計算機構(gòu)自由度時應(yīng)予排除。 精選課件虛約束 有些約束對機構(gòu)自由度的影響是重復的，它對機構(gòu)運動不起任何限制作用

12、。 這種約束稱為虛約束或消極約束。 精選課件虛約束出現(xiàn)場合 1) 兩個構(gòu)件之間組成多個導路平行的移動副時，只有一個移動副起作用，其余都是虛約束。例 2) 兩個構(gòu)件之間組成多個軸線重合的轉(zhuǎn)動副時，只有一個轉(zhuǎn)動副起作用，其余都是虛約束。例 3) 機構(gòu)中傳遞運動不起獨立作用的對稱部分。例 4) 兩構(gòu)件在多處相接觸而構(gòu)成平面高副，且各接觸點處的公法線彼此重合，只算一個平面高副精選課件 F3n-2PL-PH 復合鉸鏈 ( K-1) 局部自由度（凸輪滾子） 虛約束 重復移動副 重復轉(zhuǎn)動副 重復結(jié)構(gòu) 注意事項 重復高副精選課件局部自由度復合鉸鏈虛約束n=8 Pl=11 Ph=1F=1例題例題1例題例題2例題

13、例題3例題例題4精選課件CDABGFoEE例：計算圖示大篩機構(gòu)的自由度。n = 7Pl = 9Ph =1復合鉸鏈復合鉸鏈局部自由度局部自由度13 平面機構(gòu)自由度的計算21927323hlPPnF虛約束虛約束精選課件六自由度運動模擬器 精選課件1任務(wù) 根據(jù)機構(gòu)的尺寸及原動件已知運動規(guī)律，求構(gòu)件中從動件上某點的軌跡、位移、速度和構(gòu)件的角位移、角速度。4.速度瞬心及其在機構(gòu)速度分速度瞬心及其在機構(gòu)速度分析上的應(yīng)用析上的應(yīng)用2方法主要有解析法和圖解法（瞬心法）。精選課件 瞬心是兩剛體上瞬時相對速度為零的重合點，也即是瞬時絕對速度相同的重合點（或簡稱同速點）。用Pij表示， 絕對瞬心： vP0 相對瞬心： vP0 一、速度瞬心構(gòu)件瞬心數(shù)目：KN (N1)/2精選課件二、瞬心求法 2、以轉(zhuǎn)動副相聯(lián)，瞬心就在其中心處； 1、由瞬心定義確定精選課件 3、以移動副相聯(lián)，瞬心就在垂直于其導路無窮遠處;精選課件瞬心求法 4、以純滾動高副相聯(lián)，瞬心就在其接觸點處； 5、以滾動兼滑動的高副相聯(lián)，瞬心就在過接觸點高副元素的公法線上。精選課件 作相對平面運動的三個構(gòu)件共有三個瞬心，這三個瞬心位于同一直線上。 求速度瞬心例一 求速度瞬心例二2）三心定理確定三心定理確定精選課件瞬心在速應(yīng)分析上的應(yīng)用 1) 鉸鏈四桿機構(gòu)：求出任意兩構(gòu)件的角速比的大小和角速度的方向。 例一：鉸鏈四桿機構(gòu)中，已