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1、熟悉常用機構、常用機械傳動及通用 零部件的工作原理、特點、應用、結 構和標準；,,,,常用機構、常用機械傳動及用零部件 的工作原理、特點、應用、結構。,抓好基本學習環(huán)節(jié) 學會綜合運用知識 學會知識技能的實際應用,第三篇 常用機構,緒論,緒論,機械設計在工程技術中的地位和作用 機械概述 該部分的性質(zhì)、內(nèi)容、任務和學習方法,1.機械設計在工 程技術中的地位和作用,該課程研究機械設計中的共性問題，是機械設計工程的技術基礎，應用廣泛。 機械設計的程序，實際上是對機械設計基礎所研究內(nèi)容的系統(tǒng)應用過程。 工程上進行機械設計時，首先，將構件按照機械的工作原理要求組成機構；其次，分析各構件的運動情況及
2、構件在外力作用下的平衡問題；第三，分析構件在外力作用下的承載能力問題，合理地選擇材料、熱處理，確定構件（零件）的形狀、具體結構、幾何尺寸、制造工藝；最后，繪制零件工作圖，待加工。,2.機械概述,（1）掌握名詞 機器和機構、構件和零件 （2）機器的組成 （3）機械的類型,機器,具有以下三個特征的實物組合體稱為機器。 1.都是人為的各種實物的組合。 2.組成機器的各種實物間具有確 定的相對運動。 3.可代替或減輕人的勞動，完成 有用的機械功或轉換機械能。,機構,它是具有確定相對運動的各種實物的組合，它只符合機器的前兩個特征。（如齒輪機構） 機構主要用來傳遞和變換運動。 機器主要用來傳遞和
3、變換能量。 從結構和運動學的角度分析，機器和機構之間并無區(qū)別，都是具有確定相對運動的各種實物的組合，所以，通常將機器和機構統(tǒng)稱為機械。,零件和構件,零件是組成機器的最小單元，也是機器的制造單元，機器是由若干個不同的零件組裝而成的。 各種機器經(jīng)常用到的零件稱為通用零件。 特定的機器中用到的零件稱為專用零件。 構件是機器的運動單元，一般由若干個零件剛性聯(lián)接而成，也可以是單一的零件。若從運動的角度來講，可以認為機器是由若干個構件組裝而成的。,機器的組成,根據(jù)功能的不同，一部完整的機器由以下四部分組成： 1.原動部分：機器的動力來源。 2.工作部分：完成工作任務的部分。 3.傳動部分：把
4、原動機的運動和動力傳遞給工作機。 4.控制部分：使機器的原動部分、傳動部分、工作部分按一定的順序和規(guī)律運動，完成給定的工作循環(huán)。,機械的類型,根據(jù)用途不同，機械可分為： （1）動力機械實現(xiàn)機械能與其他形式能量間的轉換。 （2）加工機械改變物料的結構形狀、性質(zhì)及狀態(tài)。 （3）運輸機械改變?nèi)嘶蛭锪系目臻g位置。 （4）信息機械獲取或處理各種信息。。,3.本部分的性質(zhì)、內(nèi)容 任務和學習方法,（1）機械設計是一門綜合性的技術基礎課，其研究對象和課程內(nèi)容： 常用機構 常用機械傳動 通用機械零部件,3.本部分的性質(zhì)、內(nèi)容 任務和學習方法,（2）機械設計課程的任務： 熟悉常用機構、
5、常用機械傳動及通用零部件的工作原理、特點、應用、結構和標準，掌握常用機構、常用機械傳動和通用零部件的選用和基本設計方法，具備正確分析、使用和維護機械的能力，初步具有應用簡單機械傳動裝置的能力。,3.本部分的性質(zhì)、內(nèi)容 任務和學習方法,（3）學習方法 抓好基本學習環(huán)節(jié) 學會綜合運用知識 學會知識技能的實際應用 學會總結歸納 學會創(chuàng)新,第三篇 常用機構,研究對象:機構（平面機構、凸輪機構、間歇運動機構） 內(nèi)容主要:機構的結構分析從分析機構的組成入手，研究機構的組成情況對其運動的影響，以及機構運動簡圖的繪制方法，為研究現(xiàn)有機構和創(chuàng)造新機構打下基礎。 常用機構及其設計從分析幾種常用機構的工作原理和
6、運動特點入手，研究根據(jù)給定運動和傳力要求設計機構運動簡圖的基本方法。這里不涉及構件的強度計算、材料選擇和結構形狀設計等問題。,平面機構,平面機構：所有構件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的機構，否則稱為空間機構。,,機構簡圖繪制：偏心輪機構,機構示意圖繪制：鄂式破碎機,第8章 平面連桿機構,,第2節(jié) 平面連桿機構,定義：若干個剛性構件用平面低副聯(lián)接而成的機構,也可稱為平面低副機構。,優(yōu)點：1.能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動形式的轉換，也可以實現(xiàn)各種預定的運動規(guī)律和復雜的運動軌跡，容易滿足生產(chǎn)中各種動作要求；2.構件間接觸面上的比壓小、易潤滑、磨損輕、適用于傳遞較大載荷的場合；3.機構中運動副的元素形狀簡單
7、、易于加工制造和保證精度。,缺點：1.只能近似地滿足給定的運動規(guī)律和軌跡要求，且設計比較復雜；2. 運動構件產(chǎn)生的慣性力難以平衡，高速時會引起較大的振動，因此常用于速度較低的場合。,命名:根據(jù)所含有構件的數(shù)目。如四桿機構，多桿機構(五桿機構、六桿機構)。本章主要研究平面四桿機構的類型、基本性質(zhì)和設計方法。,8.2 平面四桿機構的類型及應用,平面四桿機構,鉸鏈四桿機構 (全轉動副),含有移動副的平面四桿機構,,鉸鏈四桿機構,鉸鏈四桿機構中，固定不動的構件為機架；與機架相聯(lián)的構件為連架桿，連架桿中，能繞機架的固定鉸鏈作整周轉動的稱為曲柄，僅能在一定角度范圍內(nèi)往復擺動的稱為搖桿；聯(lián)接兩連架桿且不與機
8、架直接相聯(lián)的構件稱為連桿。,根據(jù)兩個連架桿能否成為曲柄，鉸鏈四桿機構可分為三種基本形式：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構和雙搖桿機構。,,曲柄搖桿機構特點是：既能將曲柄的整周轉動變換為搖桿的往復擺動，又能將搖桿的往復擺動變換為曲柄的連續(xù)回轉運動。,雙曲柄機構的特點是：能將等角速度轉動轉變?yōu)橹芷谛缘淖兘撬俣绒D動。,例如：攪拌機、縫紉機等。,例如：慣性篩、挖掘機（平行四邊形機構）、車門啟閉機構（反平行四邊形機構）等。,雙搖桿機構的特點是：兩個連架桿均為搖桿 。,例如：起重機、電風扇搖頭機構等。,,,,,,含有一個移動副的平面四桿機構,1.曲柄滑塊機構：,,,鉸鏈四桿機構中，擴大轉動副，使轉動副變成移動副。
9、,根據(jù)滑塊往復移動的導路中心線是否通過曲柄轉動中心，曲柄滑塊機構可分為對心曲柄滑塊機構和偏置曲柄滑塊機構。,特點：可以實現(xiàn)轉動和往復移動的變換。,應用：活塞式內(nèi)燃機、空氣壓縮機、沖床等機械等。,,2.曲柄導桿機構,應用實例：回轉式油泵（轉動導桿機構）牛頭刨床的主體機構（擺動導桿機構）。,取曲柄滑塊機構的不同構件為機架而獲得的。取構件2為機架，構件3為主動件，若 ，導桿1作整周運動，稱為轉動導桿機構；若 ，導桿1作往復擺動，稱為擺動導桿機構。,,取曲柄滑塊機構中的連桿3為機架而得到的。當 曲柄2為原動件繞點轉動時，滑塊4繞機架3上的鉸鏈中心擺動，故稱該機構為曲柄搖塊機構或稱為擺動滑塊機構。,
10、3.曲柄搖塊機構,,應用于各種擺動式原動機和工作機中。擺缸式液壓泵、卡車車箱自動翻轉卸料機構 。,,取曲柄滑塊機構中的滑塊4為機架而得到的。當曲柄2轉動時，導桿1可在固定滑塊4中往復移動，故該機構稱為移動導桿機構（或定塊機構）。,4.移動導桿機構,應用實例：手壓抽水機、抽油泵等。,,,鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件,1.最短桿與最長桿的長度之和，小于或等于其他兩桿長度之和； 2.連架桿和機架中必有一個是最短桿。,鉸鏈四桿機構中，若最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，則取最短桿的相鄰桿為機架時，得曲柄搖桿機構；取最短桿為機架時，得雙曲柄機構；取與最短桿相對的桿為機架時，得雙搖桿機構。
11、鉸鏈四桿機構中，若最短桿與最長桿的長度之和大于其余兩桿長度之和，則不論取何桿為機架時均無曲柄存在，而只能得雙搖桿機構。,推論：,,8.2 鉸鏈四桿機構的基本性質(zhì),,,,1.急回特性 :,搖桿的擺角， 極位夾角。,,,,,,,為描述從動搖桿的急回特性，在此引入行程速比系數(shù) K，即：,,K值的大小反映了急回運動特性的顯著程度。K值的大小取決于極位夾角 ， 角越大，K值越大，急回運動特性越明顯；反之，則愈不明顯。當時 ，K=1 ，機構無急回特性。,若在設計機構時先給定K值，則 :,,在生產(chǎn)實際中，常利用機構的急回運動來縮短非生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)率，如牛頭刨床、往復式運輸機等。,8.2 鉸鏈四桿機構
12、的基本性質(zhì),2.壓力角與傳動角,壓力角愈小，機構的傳力效果愈好。所以，衡量機構傳力性能，可用壓力角作為標志。,,,,,,,,,,,,壓力角：從動件受力方向與受力點線速度方向之間所夾的銳角。,傳動角:壓力角的余角即連桿與從動件間所夾的銳角。,,在連桿機構中，為度量方便，常用壓力角的余角即連桿與從動件間所夾的銳角(傳動角)檢驗機構的傳力性能。,傳動角愈大，機構的傳力性能愈好，反之則不利于機構中力的傳遞。機構運轉過程中，傳動角是變化的，機構出現(xiàn)最小傳動角的位置正好是傳力效果最差的位置，也是檢驗其傳力性能的關鍵位置。,設計要求：,曲柄搖桿機構，以曲柄為原動件時，其最小傳動角發(fā)生在曲柄與機架兩次共線位置之一。,8.2 鉸鏈四桿機構的基本性質(zhì),機構處于死點位置，從動件會出現(xiàn)卡死（機構自鎖）或運動方向不確定的現(xiàn)象。,措施和應用,
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