《机械基础 》课件 绪论

绪论1一、机械机械是指利用力学原理组成的各种装置，可以说，机械在生活和生产中几乎无处不在，从小小的剪刀、钳子、扳手，到由计算机控制的机械设备、机器人、无人机等都属于机械，机械在现代生活和生产中起着非常重要的作用。如图所示的数控机床、挖掘机、3D打印机、自行车、扳手等都是常用机械。2常用机械a）数控机床b）挖掘机c）3D打印机d）自行车e）扳手31．机器与机构（1）机器机器是人们根据某种使用要求而设计及制造的能执行机械运动的装置，用来完成特定的功能。机器可分为动力机器、加工机器、运输机器和信息机器四大类，其功能和示例见下表。4常见机器的类型、功能和示例如图所示的台式钻床（简称台钻）是一种常用的孔加工机器。它由电动机7、带传动机构6、齿轮齿条进给机构4、钻夹头3、可调工作台2、底座1、主轴箱8、立柱9等组成，如图所示。5台式钻床台式钻床的组成1—底座2—可调工作台

3—钻夹头4—齿轮齿条进给机构5—进给手柄6—带传动机构

7—电动机8—主轴箱9—立柱机器尽管多种多样、千差万别，但其组成大致相同，一般由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分、支承部分和辅助部分等组成。机器各组成部分的功能和示例见下表。6机器各组成部分的功能和示例7机器各组成部分的功能和示例如图所示台式钻床的动力部分为电动机，传动部分为带传动机构和齿轮齿条进给机构，执行部分为钻夹头及其上的钻头，控制部分为电源开关和进给手柄，支承部分为底座、立柱、主轴箱的箱体等。电动机通过带传动机构带动钻夹头和钻头做旋转运动，转动进给手柄，通过齿轮齿条进给机构带动钻夹头升降，从而完成钻孔工作。8台式钻床的组成1—底座2—可调工作台

3—钻夹头4—齿轮齿条进给机构5—进给手柄6—带传动机构

7—电动机8—主轴箱9—立柱（2）机构机构是具有确定相对运动的实物组合，是用来传递力和运动的构件组合体，是机器的重要组成部分。如图所示为台式钻床的带传动机构，它由主动塔式V带轮、从动塔式V带轮和V带组成。该机构将电动机的动力和旋转运动传递给主轴，从而带动钻头旋转。9台式钻床的带传动机构1—从动塔式V带轮2—V带3—主动塔式V带轮如图所示为台式钻床的进给机构，转动进给手柄1，带动齿轮7旋转，通过齿轮齿条进给机构将齿轮7的旋转运动转换为套筒（齿条）5的上下移动，从而带动钻头9上下运动。10台式钻床的进给机构1—进给手柄2—限位螺杆

3—箱体4—主轴5—套筒（齿条）6—涡卷弹簧

7—齿轮8—钻夹头9—钻头机器与机构都是由若干构件组成的，各构件之间都有确定的相对运动。两者的区别如下：机器能转换机械能或完成有用的机械功，机构只能传递力和运动。一台机器可以有多种机构，也可以只包含一种机构。从结构和运动的观点来看，机器和机构并无区别，因此，人们习惯于用机械一词作为机器与机构的总称。有些简单的机械装置没有动力部分，如自行车、活扳手等，它们不是机器，只能称为机械。112．零件、部件与构件（1）零件组成机械的每一个单独加工的单元称为零件，零件也是用于装配产品的基本单元，机器由若干个零件装配而成。（2）部件部件是机械的一个组成部分，由若干装配在一起的零件组成。在机械产品的装配过程中，往往先将零件装配成部件，然后再将部件装配成机器。12（3）构件从运动学的角度出发，机械包含若干个运动单元体，机构中的运动单元体称为构件。构件可以是一个零件，也可以是几个零件的刚性组合。如图所示为两爪顶拔器。13两爪顶拔器1—旋柄2—沉头螺钉3—压紧螺杆4—挡圈5—横梁6—销轴7—拉爪8—压紧垫二、运动副两个构件直接接触组成的可动连接称为运动副，它限制了两个构件之间的某些相对运动。在机械中，各构件必须以运动副的形式连接起来。在如上图所示的两爪顶拔器中，拉爪与销轴之间、横梁与压紧螺杆之间、压紧螺杆与旋柄之间、压紧螺杆与压紧垫之间的连接都是运动副。运动副是通过点、线、面接触的，根据两构件之间的接触形式不同，运动副可分为低副和高副两大类。141．低副两构件之间为面接触的运动副称为低副。常用的低副有转动副、移动副（棱柱副）和螺旋副等。常用低副的类型、定义和应用见下表。15常用低副的类型、定义和应用16常用低副的类型、定义和应用2．高副两构件之间为点接触或线接触的运动副称为高副。常用的高副有凸轮副和齿轮副等。常用高副的类型、定义和应用见下表。17常用高副的类型、定义和应用18常用高副的类型、定义和应用三、机构运动简图在实际的机构中，构件和运动副的结构通常都很复杂，而构件和运动副的结构、尺寸与构件的运动方式、运动规律无关。因此，在对机构进行运动分析和动力分析时，可以只考虑那些与运动有关的因素，并用最为简洁的方式把构件和运动副所形成的机构图形绘制出来。这种仅用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例表示各构件、运动副的相对位置和运动关系的图形称为机构运动简图。如图所示为两爪顶拔器的机构运动简图。1920两爪顶拔器的机构运动简图1—移动副2—螺旋副3—转动副常用构件的机构运动简图用图形符号见下表，常用运动副的机构运动简图用图形符号见下表。21常用构件的机构运动简图用图形符号22常用运动副的机构运动简图用图形符号23常用运动副的机构运动简图用图形符号四、工程材料材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础。其历史与人类的历史一样久远，人类社会的发展同时伴随着材料的发明和发展。材料是人类进步的标志之一，任何技术上的重大突破都与新材料的发展相关，任何工程技术都离不开材料。工程材料是指在机械、电气