最新机械设计基础绪论分析教学讲义PPT课件.ppt

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1、机械设计基础绪论分析§1.机械的概念及其组成一.机械的概念首先，我们先看2个例子：内燃机（见课件）牛头刨床（见课件）挖掘机2．机构：满足上面前两个特征的实物组合体。机构与机器的区别：机构只有一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其它装置；机构只用于传递运动(或改变运动形式)和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。3.机械：机器和机构的统称。4.构件：组成机构的人为实体。构件是机构运动的最小单元体，是组成机构的基本要素。构件可能是一个零件；也可能是由若干零

2、件固联在一起的一个独立运动的整体。（见连杆、曲轴图）5.零件：制造的最基本单位。若将一部机器进行拆卸，拆到不可再拆的最小单元就是零件。有通用零件与专用零件之分。通用零件：各种机械都使用的零件，如螺栓、轴、键等；专用零件：只在某一类机械中使用的零件，如曲轴、吊钩、钢丝绳等。构件与零件的区别：构件是运动单元：零件是制造单元。6.部件：由一些零件组成的实体，具有特定的功能。如，连轴器，离合器。7.装置：静止的实物组合体，具有贮存或转换能量的功能。如，压力容器。§2.平面连杆机构一.运动副的概念1.构件的自由

3、度：构件所具有的独立运动数目。在三维空间内自由运动的构件具有六个自由度。作平面运动的构件则只有三个自由度，这三个自由度可以用三个独立的参数x、y和角度θ表示。2.约束：对构件的独立运动所加的限制。3.运动副：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接。是由两构件组成的可动联接。运动副是约束运动的，构件组成运动副后，其独立运动受到约束，自由度便随之减少。运动副的基本特征是：①具有一定的接触形式，并把两构件上直接参与接触而构成运动副的部分称为运动副元素；②能产生一定形式的相对运动。按运动副元素接触形式可将

4、运动副分为低副和高副。运动副按其所能产生相对运动形式分为转动副、移动副、螺旋副和球面副等。如果构成运动副的两构件间相对运动是平面运动，则称为平面运动副；如果构成运动副的两构件间相对运动是空间运动，则称为空间运动副4.运动副的种类a.低副——两运动副元素通过面接触所构成的运动副。转动副和移动副都属于低副。⑴转动副——两构件间只能作相对转动的低副称为转动副或铰链。转动副及其简图符号表示如下图所示。如果转动副中的一个构件为固定构件，则该转动副又称为固定铰链，否则称为活动铰链。转动副转动副的表示方法⑵移动副

5、——两构件间只能作相对移动的低副称为移动副，移动副及其简图符号表示如下图所示。移动副移动副的表示方法2.高副——两运动副元素通过点或线接触所构成的运动副。如图所示用简图表示高副时，应将两构件接触处的几何形状绘出(图1-4)。对于齿轮与齿轮啮合及齿轮与齿条啮合的高副，可按规定的简图表示。二.机构的组成运动链：两个以上的构件通过运动副连接而组成的系统。其中，若构件构成首末封闭的系统称为闭链，反之，称为开链。一般机构都是闭链。构件种类：1.原动件：运动规律已知的构件。2.从动件：随原动件运动而运动的构件。3

6、.固定件：固定不动的构件，也称机架。三.平面连杆机构1.平面连杆机构的概念连杆机构：构件间全部由低副连接组成的机构。平面连杆机构：连杆机构中的构件在同一平面内或在相互平行的平面内运动称其为平面连杆机构。平面四杆机构由四个构件组成的平面连杆机构是最简单的平面连杆机构，简称平面四杆机构。平面四杆机构是具有转换运动功能而构件数目最少的平面连杆机构。图2-1铰链四杆机构2.平面连杆机构的特点①.具有多种运动形式的转换，如转动变摆动或逆运动；转动变转动；转动变直线或逆运动；转动变特殊轨迹等。②.运动副为低副，制

7、造容易，寿命长，润滑方便，承载能力强。③.结构复杂，运动误差积累大。3.平面连杆机构的应用搅拌机；压力机；内燃机等四.平面连杆机构的类型及演化1.铰链四杆机构所有运动副都是转动副的平面四杆机构。图2-1铰链四杆机构2.铰链四杆机构各部分名称杆——构件①.机架：固定构件。②.连架杆：与机架相连的杆；a.曲柄：360°转动的连架杆。b.摇杆：在某角度φ摆动的连架杆。③.连杆：不与机架相连的杆。3.铰链四杆机构的基本类型a.曲柄摇杆机构b.双曲柄机构c.双摇杆机构4.平面四杆机构的基本特性a.曲柄摇杆机构两

8、连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆的铰链四杆机构。当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动，转变为摇杆的往复摆动。下图所示的雷达天线俯仰机构和颚式破碎机机构即为曲柄摇杆机构的应用。曲柄摇杆机构雷达天线调整机构和颚式破碎机颚式破碎机机构急回特性在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件并作等速转动时，从动摇杆空回行程的平均角速度大于其工作行程的平均角速度，摇杆的这种运动特性称为急回特性。曲柄摇杆机构的运动过程如图所示。摇杆在两极限位置间的夹角称为摇杆的摆角。摇杆处于两极限