机械设计基础 PPT.ppt

1、湖南科技大学所用，一，1，1章，徐，11本课程的研究对象和内容，12本课程在教学中的地位，13机械设计的基本要求和一般过程，湖南科技大学所用，一，2，顾名思义，本课程的研究对象是：机械，机械，斜面，以及任何机械都经历过的简单而复杂的发展过程。机器制造的许多实物的组合，以减少或代替人类劳动。机构、(包括龙门吊、吊车、汽车吊、绞车、叉车和电梯计算机控制)。杠杆、升降轮、滑轮组、手动(电动)葫芦、现代起重机、起重机的发展历程：本课程的11个对象和内容，由湖南科技大学使用，一、三、由机器根据一些特定的使用要求设计的许多对象的组装。一种机制可以用来传递运动和力或者改变许多物理物体的组合。如连杆机构、凸轮

2、机构、齿轮机构等。如：缝纫机、洗衣机、各种机床、运输车辆、农业机械、起重机等。有许多不同结构、性能和用途的机器，但它们有相同的基本特征。湖南科技大学使用，一，四，典型机器分析：1。内燃机，内燃机，成分：气缸体1，活塞2，进气门3，排气门4，连杆5，曲轴6，凸轮7，顶针8，齿轮9，10，工作原理：1。2.活塞上升，气阀关闭，混合气体在顶部被压缩和点燃；3.高压燃烧气体向下推动活塞，两个气阀关闭；活塞上升，排气阀打开，废气从气缸中排出。湖南科技大学，a，5，设计：潘存云，内燃机的进气、压缩、爆炸、排气、工作过程：活塞的往复运动通过连杆转化为曲轴的连续旋转，这种组合称为：内燃机各部分的功能：曲柄滑块

3、机构、凸轮和顶杆用于打开和关闭进气门和排气门。它被称为：凸轮机构，两个齿轮用来确保进排气门和活塞之间的协调作用。它被称为：齿轮机构，各部分协调作用的结果：由湖南科技大学使用，一，6，机器的共同特点：人工物理组合；每个部分都有一定的相对运动；替代或减轻人类劳动来完成有用的工作或实现能量转换。机器分类：原动机实现能量转换(如内燃机、蒸汽机和电动机)，工作机器完成有用的工作(如机床)。湖南科技大学使用，a，7，工作机的组成：原动机是工作机的动力源，最常见的是电机和内燃机。工作部件完成预定的动作并位于传输路径的末端。传动部分连接原动机和工作部分的中间部分。控制部分确保机器的启动、停止和正常协调动作。原

4、动机，传动，工作，控制，湖南科技大学，一，8，控制器(控制)，电机(原动机)，皮带(传动)，减速器(传动)，波轮(工作)，分析自动洗衣机的组成：湖南科技大学，一，9，机构的共同特点：每个部分都有一定的相对运动；用于传递力或实现运动的转换。机构分类：普通机构和特殊机构。通用机构应用广泛，如齿轮机构、连杆机构等。这种特殊的机械装置只能用于特定的场合，例如钟表的擒纵机构。机器和机械之间的关系任何复杂的机器都是由几组机构按照一定的规则组成的。从机械和机械的共同特征可以知道，机械和机械之间在结构和运动上没有区别(只是功能不同)，所以它们统称为机械。湖南科技大学，a，10，课程性质：基础技术课程，功能：连

5、接过去与未来，本课程的特点是理论知识和实践技能的综合应用，如工程制图，发动机同时，通过本课程的学习，可以为以后学习自动武器原理、机床夹具设计、机床、机械制造技术等专业课程打下基础。通过本课程的学习和课程设计的实践，可以培养学生运用手册设计简单机械设备的初步能力，为今后武器装备的操作、维护、管理和创新创造条件。12本课程在教学中的地位，湖南科技大学采用，一，11，机械设计规划设计来实现新机械的预期功能或改变成原有机械的性能。基本要求：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、维护简单、外形美观。机械设计的内容：1。确定机械的工作原理，选择合适的机构；2.起草设计计划；3

6、.进行运动分析和动态分析，计算各部件的载荷；4.零件的工作能力计算、总体设计和结构设计。13机械设计的基本要求和一般过程，湖南科技大学使用，a，12，3)仔细观察物体和模型，欢迎参观实验室和手工组装各种机构。课程安排：共48小时，包括42小时教学和6小时实验。要求：1)作业必须按时完成，图纸准确，字迹工整，不符合要求的不能参加考试。2)上课认真听讲，及时消化，不提倡占用更多的课外时间。a，13，第2章，平面机构的运动图和自由度计算，21运动副及其分类，22平面机构的运动图，23平面机构的自由度，a，14，术语解释： 1。独立于部件的运动单元，21个运动副及其分类，内燃机连杆，独立于部件的制造单

7、元，a，15，2。运动副，定义：运动副中两个成员直接接触形成的关节，它仍能产生一些相对运动。三个条件，都是必不可少的，a，16，运动副的分类：1)根据相对运动的范围，有：平面运动副的平面运动，平面机构都是由平面运动副组成的。例如，球铰链、伸缩天线、螺旋和生物关节。空间运动副在空间移动，空间机构包含至少一个空间运动副。a，17，2)根据运动副元件，有高副点、线接触和高应力。低表面接触和低应力，如滚动副，凸轮副和齿轮副。例如，旋转副和移动副。a，18，3。运动链，由运动副连接的运动链的两个以上的成员组成的系统。闭链，开链，a，19，4。机构，定义：具有确定运动的运动链称为机构。框架用作参考系统的一

8、个组件，如机床床身、车辆底盘和飞机机身。机构的组成：机构框架的原始和从动部件，以及原始(主要)运动部件根据给定的运动规则运动的部件。从动件的其他活动件。a、20、22平面机构运动图，该机构运动图用于解释机构中各部件之间相对运动关系的简单图形。功能：1。指示机构的结构和运动。该机构的示意图没有按比例绘制。现将GB446084机构的部分原理图摘录如下表。2.作为运动分析和动力学分析的基础。a，21，公共运动副符号的表示： GB446084，a，22，公共运动副符号、运动副名称、运动副符号、由两个运动部件组成的运动副、旋转副、运动副，两个部件之一是固定运动副、平面运动副、a，23，部件的平面表示方法

9、：a，25，一般部件表示、杆、轴部件、固定部件、相同部件、a，26，三对部件、两对构件的实际情况应撇开机构运动简图的常见符号、a、29、a、30，机构运动简图应满足的条件用普通话画一张机械运动的示意图：先画两端，然后画中间，数一数部件的数量，看看它们是如何连接的。步骤：1。运行机器，找出运动副的性质、数量和部件数量；4。检查机构是否符合运动判定条件。2.测量运动副之间的尺寸，选择投影平面(运动平面)并绘制示意图。3。按比例画一张运动图。草图比例：l=图纸上的实际尺寸m/长度mm。想法：首先确定原始运动部件和工作部件(一般位于传输线的末端)，找出运动传输路线，确定部件的数量和运动副的类型，并用符

10、号表示。例如，绘制破碎机的机械运动示意图。a，32、绘制鳄鱼破碎机的运动图。给定3S3(t)，独立参数11(t)被唯一地确定，并且该机制仅需要一个独立参数。如果只给出11(t)，那么2、3和4不能唯一确定。如果同时给定1和4，则可以唯一地确定3 2，并且该机制需要两个独立的参数。定义：确保机构在确定运动时具有给定的独立运动参数，称为机构自由度。原动机可以独立运动。一个运动部件只能提供一个独立的参数，确定该机构运动的条件如下：具有自由度的运动部件的数量，a，35，1。计算平面机构自由度和空间平面运动刚体位置的公式需要唯一确定三个独立参数(x，y，)。(x，y)，a，36，运动副自由度约束数1()

11、 2(x，y)=3，r=2，f=1，r=2，f=1，r=1，r=1，f=2。结论：构件3自由度的约束数，运动副1的约束数(x自由构件自由度的约束数，a，37，可动构件数，n，计算公式：F=3n(2PL Ph)，要求：记住上述公式并精通应用。组件的总自由度，低副约束的数量，高副约束的数量，3n，2 PL，1 Ph，计算曲柄滑块机构的自由度。解：可动件数n=，3，低副数PL=，4，F=3n 2PL PH=33 24=1，高副数PH=，0，推广到一般：a，38，计算五杆铰链机构的自由度，解：可动件数n=，4，低副数pl=，5，F，解：可动件数n=，2，低副数PL=，2，F=3n 2PL PH=32

12、221=1，数2.计算平面机构自由度时的注意事项，圆锯机构自由度的计算。解决方法：活性成分的数量n=，7，低的数量PL=，6，F=3n 2PL PH，高的数量PH=0，=37 26 0，=9，计算结果肯定是错误的！a，41，1。复合铰链的两个或多个部件在同一位置通过旋转副连接。计算：m个部件，带m1个旋转副。两个较低的运动副，a，42，如上例：在B，C，D和E中应该分别有两个运动副。计算圆锯机构的自由度。解：活性成分的数量n=7，低对的数量PL=，10，F=3n 2PL PH=37 2100=1，这证明了点F的轨迹是一条直线。圆锯机构，a，43，计算图中所示的两个凸轮机构的自由度。解：n=，3

13、，PL=，3，F=3n 2PL PH=33 23 1=2，PH=1，对于右边的机构，有：F=32 22 1=1，实际上，这两个机构有相同的运动，并且F=1，a，44，2。局部自由度，在增加滚子的情况下，计算时应去掉Fp。滚轮的功能：滑动摩擦滚动摩擦。a，45，溶液：n=，4，PL=，6，F=3n 2PL PH=34 26=0，PH=0，3。虚拟约束对机构的实际运动没有影响。计算自由度时，应删除虚拟约束。FEAB CD，因此，点e在添加分量4前后的轨迹是圆弧。添加的约束没有效果，因此组件4应该被移除。a，46，重新计算：n=3，PL=4，PH=0，F=3n 2PL PH=33 24=1，特别注意

14、：本例中存在虚拟约束的几何条件有：1，2，3，4，a，b，c，d，e，F。如平行四边形机构，火车轮，椭偏仪等。移动时，两个成员上两点之间的距离始终不变。3。这两个构件形成多个同轴的旋转对。5。对运动没有影响的对称部分。例如多个行星轮。a，49，6。两个成员形成一个高对，它们相互接触，法线重合。如等宽凸轮、注意：当法线不重合时，它们成为实际约束！虚拟约束的作用：(1)提高部件的应力，如多个行星齿轮。(2)增加轴、轴承、机床导轨等机构的刚度。(3)使机构平稳运动，避免不确定的运动，如车轮。注意：出现虚拟约束的所有情况都是有条件的！a，51，计算大屏幕机构的自由度如图所示。位置c，2下副，复合铰链：

15、局部自由度，1，虚拟约束，e，n=，7，pl=，9，ph=，1，f=3n2pl ph=37 29 1=2，a，52，本章要点：1。机构运动图的映射方法。2.自由度计算。a，53，第3章，平面连杆机构，31平面连杆机构的特点和应用，32平面四杆机构的基本类型和特点，33铰链四杆机构的演变，34平面四杆机构的设计，a，54，应用实例：内燃机、起重机、起重机、火车轮、手动打孔机、成形机、椭圆机、机械夹具、开窗支架等。特点：使用低对。表面接触，承载能力大，易润滑，不易磨损，形状简单，易于加工，易于获得较高的制造精度。改变杆的相对长度，从动件的运动规律就不同了。连杆曲线丰富。可以满足不同的要求。定义：由较低对(旋转和移动)连接组成的平面机构。31平面连杆机构的特点及应用，a，55，缺点：零件和运动副多，累积误差大，运动精度低，效率低。产生动载荷(惯性力)，不适合高速。设计复杂，难以实现精确的轨迹。一，56，32平面四杆机构的基本类型和特点概述：连杆机构的分类：平面连杆机构，空间连杆机构，常以部件数量命名：四杆机构和多杆机构。本章的主要内容是介绍四杆机构。a，57，平面四杆机构的基本类型是：基本类型是铰链四杆机构，其他四杆机构都是从它派生出来的。名词解释：曲柄在整个圆周上绕固定轴旋转的部分；有三种基本类型：(1)曲柄摇杆机构，以曲柄摇杆为特