机械设计基础教案.docx

机械设计基础教案课程名称机械设计基础授课班级捶任课教师：设塞破£机器的功能Ia成一笈，内容:绪论日的要求：了解机蛾设计基地课程研亮时京及学习要求直点冷点：重点：课程学习要求和点：课程学习要求计划学H：2结论第一节本课程研究的对象和内容机搐原理:研究机擀、机构运动原理一机械设计:研究现成机器、机构的零件设计原理本母极研完对机嫉（机招与机构的总称.机3的定义：执行机械运动的装置机B的分奥原动机匚二将其他形式的倦量转化为机械能的机叁机器一-工作机n利用机能去交换及传通能、物料、信总的机Q动力部分传动部分拄制部分执行部分机M主体分由机构霞晟育机滑块机构：活窸的往复运动通过连杆特变为曲轴连续转动凸轮执构：G轮和顶杆用枭启用送气阀和排工阀：青帖也构：两个古轮保证遗、排气间与活塞之间召成外溺动作：机嫉是机E和机构的总#机构通用机构匚二）用地广泛，如齿轮机构、连杆机构等的分r“J专用机构匚二）只能用于特定场合，如务表的机构第二节本课程在就学中的地位一、本”的转点是工型制图、工程材H7J.机械制造基础、理论力学,材料力芋、公工实习等理论知识和实典技能的标合运用，«时，为后续课假的学习打下基他通过本课卷的学习，可以培养大家初步其备运用手册设计简单机城设备的能力，为今后操作、维护、tf,革新工叔祝嫉设备到造条件三、怎样学好本叫1 .更思考，常想几个问题：A.什么样子B.怎么运动C.工作原理、方式D.JJ1.实生活中的实除例子2 .会查衣'会用工乂书3 .不注支公代的记忆一哪些公式矣汜忆，会在课堂上和考通前提醒4 .多舟一些设计方面的书，如工业设计、机依优化设计等5 .一定要会几个谀计收件二段的:AUTOCAD三坡的：ProE.UG等校，内容:第1章平面机构的自由度和速度分析(§1.1§1.2)可的要求：热忌玷动用的分臭点中点：虫点：造前副的分臭堆点：遂动副的分具计划学计：2第一节.平面机构的姐成接本概念1、平面机构的定义：所有构件都在互相平行的平面内运动的机构2、自由度：构件所具有的独立运动个数一个平面构件有三个自由度，在空间内，一个构件有几个自由度？3、运动制：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相计运动的取楞如：,齿轮齿麻、活塞与红会等。运动副的分类二：1、%副：两构件通江而接触如成的运动的低副移动副转动副组成运动副的两构件只能沿某H戏相对移动组成的运动副匚二)纲成运动制的两构件只能在一个平面内相时转动现成运动副2、高副：两构件通过点或线拄触组成的运动副凸轮副齿轮副球较彼运动制的衰承)71TTQ口目4Xt喘移动剧转动副校景内第1张平面机构的自由度和速度分析(§1.3§1.4)目的费求：理解平面机构运动管图的蛉制朦理、热盍机构自由度计算直点中点：支点：平面机构运动简图的险制自由度计第.:自由度计算计划学能：2第二节平面机构的运动简图平时观察机构的组成及运动形式时，不可能将发杂的机构全部绘制卜来观看，应该将不必要的零件去掉,用简单的线条我示机构的运动形式：机构的运动管图、机构管图步«1.运转机城,杨沛是运动副的性庵、数目和构件数目：2、测量各运动创之何的尺寸.速投影面(运动平面)：3、按比例绘制运动简阳：筒图比例尺：“/=实除尺寸m/图上长度E4、检胎机构是否满足运动隔足的皋件。学例：绘制图示Si及破碎机的运动向图第三节平面机构的自由度一、平西九杓口由度计算公式枕树的白由度保证机杓具有项定运动.枕构中各构件相对于机架的独立运动数目一个原动件只能提供一个独立运动机构具有确定运动的条件为自由度=原动件的个数平面机构的每个活动构件在未用运动副联接之前.都有三个自由度经运动副相联后，构件自由度会有变化，活动构件构件总自由度.低副的束数*w*n3×112XP.IXPh自由度的计算公式F=3n-(2P1.+Ph)二、计算平面机构宜由度的注*事411、复合校健：两个以上的构件在同一处以行动副相联例如，计算图示机构的自由度解：活动构件数n=7低副数P1.=IOF=3n-2P1.-PH=3X7-2×10-0=12、局部自由度，叮幼出件运动无关的自由发出现在加装滚子的场合,计算时应去掉FP例如:计算图示两种凸轮机构的自由度木例中局部自由度FP=IF=3n-2P1.-PH-FP=3×32×3-1.=1或计算时去掉滚子和饺鞋：F=3X2-2×2-I=I3、虚的束：对机构的运动实际不起作用的约束计都白由度时应去拉感约束例如：已知：AB=CD=EF,计尊图示平行四边形机构的自由度n=3.P1.=4.PH=OF=3n-2P1.-PH=3X3-2×4=I校景内容：第2章平而四杆机构(§2.1-§2.2)日的要求：了鼾钦核四杆机构的及本型式和特姓、钦林四杆机构有矮林制的品件直点中点：支点：平面四杆机构的队本挣牲难点：平面吗杆机杓的基本特性计划学时:2第一节较处四杆机构的基本型式和特性1)曲柄拄杆机杓：两逢架杆中,一个为曲柄.而另一个为幅杆.2)双曲梢机构两连架杆均为西柄.3)双接杆机构两连架杆均为按杆。念画竹姓V)=CiCj/1V?=CQ/12(Pt=I80+。，(p：=180°。*>2,，t>t2,V<v2行程速比系数K=给出件空回行程的平均建度枪出件沙行在的平均速度8=180“(K-1)/(K+1)./机构的无点位置担杆为主动件.且连杆与曲柄两次共线时,有：Y=O此时机杓不j½运动.林此住*,为：“死点”两姐机构错开排列，如火车轮机构；片飞轮的惯性第二节锐健四杆机构有整杆副的条件平面0杆如杓具有祭气副可凭存在整转的存在的务件改长杆与我双杆的长皮之和应其他两杆长度之和空转制是由最精杆（曲柄）与/桁边幽成四端；Uf长条件甘，说明舂庭祭升副，者逸¥不同的构件作为如聚”，可得不向的九构.如*M*f1、*桥3杆2、m¼,双*杆机构授课内*:第2章平面四杆机构<§2.3-§2.4>S的要求：了解较接四杆机构的基本型式和材姓、校接四杆机杓有将转尚的条件点木点：/点：平面四杆机构的本朴性雎点：平面四杆机构的基本特性计刈学时：22.3较链四杆机构的演化通过前面的学习,我们知道在校鞋四杆机构中，可根据两连架杆是曲柄还是摇杆.把跤胜四杆机构分为.种基本形式一一曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，而后两种可视为曲柄摇杆机构取不同构件作为机架的演变。通过用移动副取代回转副、变更杆件长度、变更机架和扩大回转剧等途径，还可以得到钱链四杆机构的其他演化形式.卜面我们分别用几福图来说明.2.3.1 曲柄滑块机构请行下图所示的曲柄滑块机构,曲柄滑块机构2.3.2 曲柄滑块机构的演化1 .导杆机构见下图的曲柄滑块机构演化的导杆机构。曲柄滑块机构的演化2 .猫块机构犯下所示的卡车车厢自动翻转卸料机构.自卸货车3 .定块机构见下图所示的抽水唧筒.2.3.3双滑块机构双滑块机构：是具有两个移动副的四杆机构，我们可以认为是校能四杆机构两杆长度趋于无穷人演化而成.下图所示的这种机构中的两种,一种是从动件3的位移与原动件转角的正切成正比.称为正切机构.另外种是从动件3的位移与原动件转用的正弦成正比，称为正弦机构.正弦机构再来价下图所小的为信心轮机构杆1为例盘.其几何中心为5因运动时该网盘缓（8心/发动,故称偏心轮.A5之间的距离狒为偏心距.按照相对运动关系，可画出该机构的运动简图.偏心轮是网转利a扩大到包括回转副JI而形成的.偏心即!j是曲柄的长度.偏心轮机构2.4平面四杆机构的设计平面四杆机构的设计归纳起来主要有两类问题：1 .按照给定从动件的运动规律（位制、速度、加速收）设计四杆机构：2 .按照给定轨迹设计四杆机构.平面四杆机构的设计方法：1. 图解法：直观清晰2. 解析法：结果精碘3. 实验法：简便易行3.1.1 按给定的行程速度变化系数设计四杆机构琏四杆机构在卜所示的曲柄推杆机构必&中,已知行程速庾变化系数M-F1.S的长度和摆动的用度要求设计四杆机构.设计步骤如下：e=w1 .计算极位夹角,£*12 .什息选定游动剂DU,井拉的长哎MHJ大小画出摇杆的两个板«位肖q°CTD3 .连拮-Gr/依*=铲-6过年出姓印CAQrC#相交"次邛，：也的外接囱，则即ctpciI吁'.',.ctc>.出也的卜悖1.A卬SW火他辅助条件.如，；ADG7.叫/点的位置便可完全确定.按行程速度变化系数设计校隹四杆机构齐'而，c；,按曲柄拉杆机构极限位R曲柄与连杆共线的原理可得q.A4“-。由此可求出曲柄长度连杆长度2.4.2按蛤定连杆的两个或三个位设计四杆机构,川卜M，j、.“g*4A班连杆要通过的-:个位置，该四杆机，D按给定连杆三个位置设计四杆机构1 .世2i,RA,CC42 .分别作bABAKJ中委尹<3/、两条中天线相交f.,3 .分别件C£，4A的中率发q>ca,两条中乖线相交-JDF,则交JUt是所求钱桂四后机构的固定校链中心,yco卬为所求的钱链四杼机构在第一个位置时的机构图，通过上面分析可以知道,共知连杆两个位置,则点4Q可分别在中垂，Mte看上任意选择,因此有无穷多解.若再给定辅助条件，则可得个确定的解.校，内容:第3章凸轮机构（§3.1§3.2）的集纸：了解凸轮机构的N用和分类、从动件的常用运动规律<MA:支点：从动件的常用运动视律难点：从动件的常用运动规律计划学时：23.1 凸轮机构的应用和分类3.1.1 凸轮机构的应用凸轮是个具有曲戏轮席或凹槽的构件，主要由凸轮、从动件和机架三个构件祖成，凸轮通常作连续等速转动,从动件则按预定运动规律作间歇（或连续）a戏往发移动或摆动。请看卜图所示的内燃机配气凸轮机构，凸轮1以等角速度回转，它的轮廓物使从动件（阀杆）按预期的运动规律启闭同门.内燃机配气机构送料机构上图所示则是自动送料机构.当有凹槽的凸轮1转动时,通过槽中的滚子3,驱使从动件2作是更移动。凸轮年转周，从动件即从储料器中推出一个毛坯送到加工位置，3.1.2 凸轮机构的分类接下来学习凸轮机构的分类.如果按凸轮的形状分，可以分为;J形凸轮：如卜图出)所示.移动凸轮:如下图(b)所示，圆柱凸轮：如下图(C)所示.凸轮的类型如果按从动件的形状分，可以分为:尖顶从动件：如下图GI)所示.滚子从动件：如下图(b)所示.平底从动件：如下图(C)所示，(a><b1.()从动件的类型3.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律有下面三种：1. 等速运动燃律2. 等加速等微速运动规律3. 简谐运动规律3.3图解法设计量形凸轮轮麻3.3.1 图解法原理凸轮轮像的设计原理按从动件的己知运动规律绘制凸轮轮睨的明木原理