中科大机械设计课件01机械设计基础概论

教学环节：1、课堂授课（62）2、实验教学（8）3、课程设计（2周，课程结业后进行18~19）考核：1、平时成绩（学习态度+作业+实验）2、全年级统一出题考试(20~21)课程说明1第3章

平面机构的组成和运动简图内容提要第一讲

第1章机械设计基础概论1.1本课程研究的对象、内容和任务

1.2机械设计的基本要求及一般程序等内容（自学）

3.1平面机构的组成

第2章

现代设计方法简介（自学）21、明确本课程的研究对象、研究内容和任务2、重点是弄清“机器与机构”、“构件与零件”及“通用零件与专用零件”的区别与联系以及平面机构的组成要素3、难点是“构件的概念”4、了解“计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、创新设计”等现代设计方法31.1.1基本概念1、机械

机器和机构的总称。

（搅面机、内燃机等均是机器）

第1章机械设计基础概论1.1本课程研究的对象、内容和任务

4《工作原理》

当曲柄转动时，搅面棒上的E点处便能模仿人工搅面，同时,容器5绕Z轴转动，从而将面粉搅拌均匀。组成情况

1—固定件2—曲柄3—搅面棒4—摇杆

5-容器ZZEAVI搅面机5《内燃机的组成》

1—缸体（机架）2—活塞3—连杆4—曲轴5—推杆6—凸轮7、8—大、小齿轮9、10—进、排气阀

6

当缸体1内燃烧的气体膨胀时，推动活塞2作往复移动，经过连杆3转变为曲轴的连续转动

凸轮轴上的齿轮7，曲轴上的齿轮8和缸体1组成传动部分，曲轴转动通过齿轮将运动传给凸轮轴

凸轮轴转动，使得气阀以一定的规律按时启闭，分别控制进气（吸入燃气）和排气（排出尾气）

<内燃机工作原理〉AVI7

1.主体部分：“活塞2、连杆3、曲轴4、缸体1”（平面连杆机构）3.进排气控制部分：“缸体1、凸轮6、推杆5”→（凸轮机构）2.传动部分：“缸体1、齿轮7，8”→（齿轮机构）8机器的特征：1．人为的实物组合2．各运动实体之间具有确定的相对运动（能够实现预期的机械运动）3．能代替或减轻人类的劳动（完成机械功、转换机械能以及作信息获取或变换）

（照相机、打字机、录音机等

）

机构：

只具有机器的前两个特征

9

“连杆机构”（主体机构）内燃机

→“齿轮机构”（传动机构）“凸轮机构”（控制机构）搅面机→“连杆机构”（主体机构）10⒉

零件、部件

与常用机构、通用零件零件：是机械中制造的单元

（齿轮、轴及轴承、螺母、螺栓等）

（滚动轴承、联轴器、减速器及自行车的脚踏等)

（为了装配方便，先将完成共同任务的一组协同工作的零件分别装配和制造成一个组合体，然后再装配整机，此种组合体）部件：是机械中装配的单元

11机构常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等其它机构：

零件通用零件：齿轮、轴承、螺钉、键等专用零件：内燃机中的活塞、起重机中的吊钩等）常用机构与通用零件12

是以常用机构和通用零件→“研究对象”,以它们的工作原理、结构特点、使用和维护、标准和规范以及设计计算的基本理论和方法→“研究内容”1.1.2本课程的内容、性质和任务

《内容》13《性质》是一门重要的技术基础课为有关专业的学生学习专业机械提供必要的理论基础《主要任务和基本要求》

1.掌握常用机构的结构、运动特性，初步具有分析和设计基本机构的能力。2.掌握通用零件的工作原理、特点、维护和设计计算的基本知识，初步具有设计简单机械的能力3.具有运用机械设计有关标准、规范、手册和图册等技术资料的能力14⒈

构件及其分类

第3章平面机构的组成和运动简图3.1平面机构的组成

3.1.1构

件

构件：是机构中参加运动的单元（内燃机连杆、曲轴、齿轮-凸轮轴、汽缸等）15构件可是单一整体，也可以是多个元件的组合1—连杆体2—螺栓3—螺母4—防松元件5—连杆头16构件的分类：（以搅面机构为例）原动件—（曲柄2）从动件—（搅面棒3、摇杆4）机架—（固定件1）AVI自由度

—构件可能出现的独立运动约束—对构件的独立运动所加的限制⒉

构件的自由度及其约束17YX（平面运动刚体的自由度）刚体TK183.1.2运动副及其分类1、运动副

两构件直接接触，并具有确定的相对运动的联接平面运动副

(两构件只能做相对“平面运动”)

例如：活塞与缸体、活塞与连杆等192、其分类低副：凡通过面接触构成的运动副回转副（铰链）AVI20高副：凡通过点、线接触构成的运动副移动副AVI例如：活塞与缸体例如：齿轮副、凸轮副、车轮与钢轨等AVIttnnA21机构：

是用运动副将构件彼此联接起来的，有一个构件为机架的、具有确定相对运动的构件系统。结论：机构的组成要素：

构件和运动副本讲内容小结22《第一讲