《机械设计基础》全套PPT课件.pptx

机械设计基础;绪 论;机械;虽然机器的构造、用途和性能有所不同，但都具有以下几个共同的特征。;机构　实现某种特定运动的构件组合。内燃机中的活塞、连杆、曲轴和气缸体组成曲柄滑块机构；凸轮、顶杆和气缸体组成凸轮机构。;绪 论;绪 论;机械设计基础;项目一 单缸内燃机部分机构设计;分析单缸内燃机装置工作过程 确定凸轮机构的组成、分类 掌握从动件常用的运动规律并进行凸轮轮廓曲线的绘制 完成各学习任务并自我评价、检验;任务一 绘制单缸内燃机机构运动简图 任务二 曲柄滑块机构设计 任务三 配气凸轮机构设计 任务四 气门弹簧设计分析;了解运动副的种类 掌握机构自由度的计算方法，会计算中等复杂机构的自由度 掌握机构运动简图的绘制方法，会绘制机构的运动简图和机构的示意图;使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接;平面低副转动副　图(1-1-2)所示的运动副限制了轴颈沿轴和垂直于轴的移动，只允许轴颈绕轴承作相对转动，这种运动副称为转动副。转动副引入了2个约束，保留了1个自由度。;平面高副　图1-1-4所示，在曲线构成的运动副中，构件2既可沿接触点处切线方向移动，又可绕接触点A转动，运动副保留了2个自由度，引进了一个约束。;项目一 单缸内燃机部分机构设计;机构的相对运动与运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸有关，而与构件的截面尺寸大小、组成构件的零件数目、运动副的具体结构等无关，因此在研究机器或机构运动时，的类型，按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺用线条表示构件，用简单符号表示运动副寸，这种简明表示机构各构件间运动关系的图形称为机构运动简图。;构件的表示方法　构件均用线段或小方块等来表示，画有斜线的表示机架;项目一 单缸内燃机部分机构设计;项目一 单缸内燃机部分机构设计;项目一 单缸内燃机部分机构设计;项目一 单缸内燃机部分机构设计;项目一 单缸内燃机部分机构设计;机构都是有构件和运动副组成的系统，机构要实现预期的运动传递和变换，必须使其运动具有可能性和确定性。;无相对运动或无规则乱动的构件组合都不能实现运动的传递和变换。要使机构具有确定的相对运动，取决于主动件的个数，即机构的自由度。 所谓机构的自由度是指机构具有独立运动参数的数目。当机构的主动件数与机构的自由度相等时机构就具有确定的相对运动。 每构成1个低副，就引入了2个约束，限制2个自由度，只剩1个自由度； 每构成1个高副，就引入1个约束，限制1个自由度（沿接触点法线的移动），还剩2个自由度。 于是，由n个活动构件和机架组成的平面机构中，构件之间尚未构成运动副时，机构共有3n个自由度。每构成PL个低副，便提供2PL个约束；每构成PH个高副，便提供PH个约束。设F表示平面机构的自由度数，有 F=3n-2PL-PH (1-1-1);复合铰链　如图1-1-13所示为直线机构。该机构在A、B、D、E四处都由3个构件组成轴线重合的2个转动副，我们将三个或三个以上构件共用同一转动轴线所构成的转动副称为复合铰链。凡由m个构件组成的复合铰链，其转动副的个数为m－1。;局部自由度　如图1-1-14a所示为凸轮机构，为了减少高副处的摩擦，常在从动件3上装一滚子2。小滚子2绕自身轴的转动与否（图1-1-14b），都不影响构件3的运动，这种与机构原动件和从动件的运动传递无关的构件的独立自由度称为局部自由度。在计算自由度时，这种构件应除去不计。因此，该机构的自由度数 F=3n -2PL -PH=3×2-2×2-1=1;虚约束　虚约束常见的情况有以下三种： 如图1-1-15所示为自卸式卡车的翻斗机构，其中活塞4为原动件，油缸3可以绕定轴C转动。当油缸中充入压力油时，推动活塞上移，使与活塞固连为一体的活塞杆向外伸出，从而推动车斗1绕B点转动，实现自动卸料。在计算此机构的自由度时，往往误认为活塞与油缸壁、活塞杆与油缸盖分别组成两个移动副。实际上活塞与活塞杆是同一个构件，油缸壁与油缸盖也是同一个构件。每两个构件之间只能组成一个有效的运动副，因此该机构存在多余运动副。由多余运动副引入的约束对机构运动起重复限制作用，称为虚约束。计算机构自由度时对虚约束应除去不计。自卸式卡车翻斗机构的自由度数F=3n-2PL-PH=3×3-2×4-0=1。;又如图1-1-16所示两构件1和2组成多个移动方向一致的移动副或两构件组成多个轴线重合的转动副（图1-1-17）时，只有其中一处为约束，其余均为虚约束。;机构中对运动不起作用的对称部分引入的约束为虚约束。如图1-1-19所示差动轮系中，只要有齿轮2机构便可传动，为了提高机构的承