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机械设计基础 (上 )

机械设计基础 (上 ). 200 5 年 3 月. 机械概述. 机械的重要性 机器的组成 通用零件与常见机构 机器的特征 机械设计基础课程主要内容与要求 思考题. 返回. *机械的重要性. 1、日常生活离不开机械---洗衣机、缝纫机、冰 箱、电梯、电脑等。 2、现代生产中起重要作用----汽车、生产自动线、 机床等 3、机械发展程度是一个国家工业水平的重要标志 4、工程技术人员必须掌握一定机械基础知识. 返回. 机器的组成. 内燃机—由 齿 轮、轴、凸轮、弹簧、连杆、机架组成。. 内燃机

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机械设计基础 (上 )

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  1. 机械设计基础(上) 2005年 3月

  2. 机械概述 • 机械的重要性 • 机器的组成 • 通用零件与常见机构 • 机器的特征 • 机械设计基础课程主要内容与要求 • 思考题 返回

  3. *机械的重要性 1、日常生活离不开机械---洗衣机、缝纫机、冰 箱、电梯、电脑等。 2、现代生产中起重要作用----汽车、生产自动线、 机床等 3、机械发展程度是一个国家工业水平的重要标志 4、工程技术人员必须掌握一定机械基础知识 返回

  4. 机器的组成 内燃机—由齿轮、轴、凸轮、弹簧、连杆、机架组成。 内燃机 —由连杆机构、齿轮机构、凸轮机构组成。

  5. 打油机 打油机 —由电机、带传动、减速器（齿轮机构）、曲柄摇杆机构等组成

  6. 原动机部分 传动部分 执行机构 控制部分 机器的组成 传动部分：有机械的、液压的、气动的和电气的等 返回

  7. 机械传动装置 机构 构件 零件 专 用 零 件 通 用 零 件 常 用 机 构 机械传动装置的组成 组成机器的不可拆卸的基本单元，是制造单元 机构中的运动单元，具有独立运动特性 连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等 在各类机械中都经常遇到的零件。齿轮、螺栓、轴承、轴等 返回

  8. *输送机 返回

  9. *减速器 返回

  10. *机器的特征 • 机器---具有的特征为： • （1）它是若干人为实体的组合； • （2）各实体之间具有确定的相对运动； • （3）能代替或减轻人的体力或脑力劳动，提高效率。 • 机构---仅具有机器的前两个特征。 • 机械---通常是机器与机构的统称。 返回

  11. *机械设计基础课程主要内容与要求 • 主要内容： • 常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。 • 主要要求： • 掌握常用机构的结构、运动特性，初步具有分析和设计简单常用机构的能力。 • 掌握通用零件的工作原理、结构特点及维护基本知识，具有设计简单传动装置的能力。 • 具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。 返回

  12. *思考题0 机构与机器具有的共同特征为： （1）它们都是若干实体的； （2）各实体之间具有； 而机器还具有： （3）能代替人类完成有用的特征。 构件和零件不同： （1）零件是组成机构的单元； （2）构件是组成机构的单元。构件可以是 一个零件，也可以是多个零件的刚性组合。 返回

  13. 机械设计基础主要内容 平面机构的运动简图及自由度 • 平面连杆机构 • 凸轮机构 • 间歇运动机构 • 齿 轮 传 动 • 齿 轮 系 • 带 传 动 • 链 传 动 • 轴/轴承/联轴器 返回

  14. Unit1 平面机构的运动简图及自由度 • 平面机构的构成 • 自由度计算 • 机构简图 思考题与作业 返回

  15. 一、平面机构的构成 构件与运动副 返回

  16. Z Z O O Y Y X X 1、构件及其自由度 构件—机构中的运动单元 构件自由度—构件可能出现的自由度。 物体在空间皆有六个自由度。 平面运动构件只有三个自由度。 返回

  17. 2、运动副与约束 约束—对物体运动的限制 运动副(kinematics pairs)—使两个构件直接接触而又彼此有一定相对运动 的联接 返回

  18. 低副(lower pairs or full joint) 使两构件通过面接触形成的运动副。 引入两个约束，保留一个自由度。 返回

  19. 平面高副(higher pairs or half joint) 使两构件通过点或线接触形成的运动副 引入一个约束，保留两个自由度。 返回

  20. 空间运动副 螺旋副、 球面副等 返回

  21. 二、自由度计算 1、平面机构的自由度---机构中各构件相对于机架的所能有的独立运动的数目。 F=3n-2PL-PH n—机构中，可动件个数 PL—低副个数 PH—高副个数 返回

  22. 例 题 返回

  23. 3、自由度计算注意事项 （1）复合铰---K个构件铰接，含有（K-1）个转动副 返回

  24. 练 习 是否有复合铰链存在？机构有几个自由度？ F=3×5-2×7-0=15-14=1 F=3×5-2×7-0=15-14=1 返回

  25. 自由度计算注意事项（续） （2）局部自由度---预先排除 返回

  26. 自由度计算注意事项（续） （3）虚约束---有些运动副带入的约束是重复的，排除。 返回

  27. 练 习 返回

  28. 构件系统具有确立运动的条件 通过构件自由度的计算可知,构件成为机构的 必要条件为F>0 构件自由度是机构中各构件相对机架所具有的 独立运动的个数. 从动件是不能独立运动的 运动是由主动件提供的 机构自由度F=主动件个数 构件系统成为机构的充分必要条件: (1)F>0; (2)原动件个数=自由度 返回

  29. 三、机构简图 机构件图----用特定的构件和运动副符号绘制的表示机构运动特性的简图—用于机构运动分析 1、运动副符号 返回

  30. 2、机构符号 返回

  31. 3、机构简图 简图绘制步骤： （1）选择合理的视图平面 （2）确定机构中包含常见机构的类型 （3）确定运动副的种类 返回

  32. 例 题 F=3n-2PL-PH=3×5-2×6-2=1 返回

  33. 例 题 简易冲床 返回

  34. 练 习 卡车自动卸车机构 手摇唧筒 返回

  35. 练 习 返回

  36. 4、机构中构件分类 原动件（主动件）--有驱动力或运动规律已知的构件。 从动件--除主动件外，随主动件运动而运动的构件。 机架（固定构件）--机构中固定于定参考系的构件。 返回

  37. 思考题 • 两构件通过接触形成的运动副称为低副。低副又分和。 • 两构件通过或接触形成的运动副称为高副 • 平面机构中每个高副引入约束，保留自由度；而每个低副引入约束，保留自由度。 • 构件系统成为机构的必要充分条件为构件系统的自由度F，且原动件件数构件系统的自由度数。 • 所有构件均在运动的机构称为平面机构。 • 由运动副联接组成的构件系统（A，一定，B，不一定，C，一定不）是机构。 返回

  38. 作 业 • 计算图示机构自由度，并指出局部自由度和虚约束 返回

  39. Unit 2 平面连杆机构 • 铰链四杆机构的基本组成 • 铰链四杆机构的演化 • 平面四杆机构的基本特性 • 平面四杆机构的设计 思考题与作业 返回

  40. 2 1 3 4 一、铰链四杆机构的组成 平面连杆机构(planar link)—所有构件均作平行于某一平面的运动，且构件之间只有低副连接。 1、铰链四杆机构的组成 机架—固定不动构件 连架杆—与机架以运动副相连的杆 曲柄---能做整周转动 摇杆---摆动一定角度 （曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 连杆—不直接与机架相连的杆 返回

  41. 2、铰链四杆机构的基本形式 （1）曲柄摇杆机构 （crank-rocker) （2）双摇杆机构 （double-crank) （3）双曲柄机构 （double-rocker) 返回

  42. 二、铰链四杆机构的演化 1、一个转动副转化为移动副（自由度个数不变） 返回

  43. 曲柄滑块机构实例 返回

  44. 曲柄滑块机构实例 返回

  45. 曲柄滑块机构实例 返回

  46. 2、两个转动副转化为移动副 自由度个数仍然不变 返回

  47. 曲柄移动导杆机构实例 返回

  48. 2 2 2 1 2 1 4 3 3 1 1 4 3 3 4 4 四杆机构取不同构件为机架的派生型式 曲柄滑块机构 曲柄移动导杆机构 曲柄摇杆机构 返回

  49. 四杆机构取不同构件为机架的派生型式 返回

  50. 3、曲柄摇杆机构的演化 （1）取不同构件为机架，曲柄摇杆机构、双曲柄、双摇杆可以相互演化 曲柄摇杆 双曲柄 双摇杆 返回

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