机械基础(陈长生)PPT-05常用机构58页PPT

为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
引入:机械的产生
机械是人类祖先在长期的生活和生产劳动探索 中逐渐产生的.
机械是人类的生产劳动工具，是人类社会生产 力发展的重要标志，是人类文明的产物.
最古老的机械形式：杠杆、水车、风车、手工 纺织机等.
内燃机的工作过程：
进气 压缩 爆炸 排气
潘存云教授研制
设计：潘存云
内燃机各部分的作用：
活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的连续转动，该组合体称为：
曲柄滑块机构
凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为： 凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动 作，称为：齿轮机构
各部分协调动作的结果： 化学能
机械设备的其它典型例子： 加工机床、机械手、机器人、日用机械设备等。
绪论
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
机械的典型例子：汽车
绪论
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
机械的作用
机械的重要意义：减轻人类的体力和脑力劳动、 提高劳动生产率。
绪论
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
绪论
本章的教学目标：
1）了解本课程研究对象，认识机器的组成，掌握机 器、机构、构件、零件的基本概念及正确识别；
三杆机构：(只能算是一个构件) 构件系统不能运动，不成为机构。

齿轮传动类型及特点分析
01
02
03
齿轮传动的类型
根据齿轮的啮合方式，可 分为平行轴齿轮传动、相 交轴齿轮传动和交错轴齿 轮传动三种类型。
齿轮传动的特点
齿轮传动具有结构紧凑、 效率高、寿命长、工作可 靠、传动比准确等特点。
齿轮传动的应用
广泛应用于各种机械设备 中，如汽车、机床、工程 机械等。
链条、皮带等传动方式简介
近代机械
随着工业革命的兴起，近代机械得到 了快速发展，出现了蒸汽机、内燃机 、电动机等动力机械，以及各种传动 机械和加工机械。
机械应用领域
工业生产
机械在工业生产中发挥着重要 作用，如机床、生产线、工业 机器人等都是机械制造的重要
产品。
交通运输
汽车、火车、飞机等交通工具 的制造和使用都离不开机械的 支持和保障。
根据传递扭矩、转速、工作环境 等条件选择合适的联轴器类型和 规格
离合器类型、结构和选用方法
离合器类型
摩擦离合器、牙嵌离合器、电磁离合器
离合器结构
主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构
选用方法
根据传递扭矩、工作环境、接合与分离要求等条件选择合适的离 合器类型和规格
07
总结与展望
课程重点内容回顾
机械基础概念
介绍了机械基础的定义、研究对象和任务 ，以及机械系统与机电一体化系统的关系
。
机械动力学基础
讲解了机械动力学的研究对象和任务，以 及机械系统动力学模型的建立和分析方法
。
机构学基础
详细阐述了机构的基本概念、组成要素、 运动副及其分类，以及机构运动简图和机 构具有确定运动的条件。
机械设计基础
介绍了机械设计的基本要求和一般步骤， 包括机械零件的强度、刚度、耐磨性、耐 热性、耐腐蚀性等方面的设计准则。

类型。
联轴器类型、特点及选用
刚性联轴器
适用于两轴对中精度高、无冲 击的场合，传递扭矩大，但无
缓冲作用。
弹性联轴器
适用于两轴对中精度稍差、有 冲击的场合，能吸收振动和冲 击，但传递扭矩较小。
液压联轴器
适用于需要无级调速和过载保 护的场合，能自动适应两轴的 不对中，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、对中精 度、工作环境等条件综合考虑
CAE软件
如ANSYS、Nastran等，用于进行有限元分析、 结构优化等，提高设计的准确性和效率。
PDM/PLM软件
如Windchill、Teamcenter等，用于产品数据管 理、流程管理等，提高设计协同和效率。
03
机械制造工艺与装备
机械制造工艺概述
机械制造工艺的定义
研究机械产品制造过程中的加工方法 、工艺装备、加工顺序和工艺参数等 内容的总称。
，选择合适的联轴器类型。
离合器类型、特点及选用
牙嵌离合器
适用于低速重载、有频繁接合和分离 的场合，传递扭矩大，但接合时冲击 较大。
摩擦离合器
适用于中高速轻载、需要平稳接合的 场合，接合平稳，但传递扭矩较小。
电磁离合器
适用于需要远程控制和自动控制的场 合，动作迅速，但价格较高。
选用原则
根据传递扭矩、转速、接合方式、工 作环境等条件综合考虑，选择合适的 离合器类型。
气压元件选用与安装
液压与气压元件选用与安装
根据系统工作压力和流 量选择合适的气源装置 、气缸、控制阀等元件 ；
安装前应检查元件的清 洁度和完好性，确保无 损坏和污染；
安装时应按照制造厂的 推荐规范进行，确保正 确的配合间隙和紧固力 矩；

缺点：凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点 或线接触，不便于润滑，易磨损。
应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、 仪表、控制机构和调节机构中。
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§1－3 凸轮机构工作过程及从动件运动规律
一、凸轮机构工作过程 二、从动件常用的运动规律
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一、凸轮机构工作过程
凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速 回转运动，从动件作往复移动
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§1－2 换向机构
换向机构——在输入轴转向不变的条件下， 可改变输出轴转向的机构。
三星轮换向机构 离合器锥齿轮换向机构
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85
三星轮换向机构
1－主动齿轮 2、3－惰轮 4－从动齿轮
曲柄滑块机构的演化
偏心轮机构
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双曲滑块机构的应用
内燃机气缸
内燃机气缸
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冲压机
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滚轮送料机
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二、导杆机构
导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的 构件。连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四 杆机构称为导杆机构。
不等长双曲柄机构
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平行双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度 相等，曲柄转向相同的双曲柄机构。
平行双曲柄机构
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反向双曲柄机构
连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等， 曲柄转向相反的双曲柄机构。
反向双曲柄机构
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32
双曲柄机构的应用
平面铰链四杆机构——构件间用四个转动副 相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。

• 链传动的制造和安装注意事项： • 1.链轮的强度要高于链条的强度； • 2.偶数链节奇数齿； • 3.活动链节上的卡簧的开口要与链条的运
动方向相反。
• 齿轮传动 • 齿轮传动的特点： • 1.平稳性较高，传递运动准确可靠； • 2.传递的功率和速度的范围较大； • 3.承载能力强； • 4.传动效率高，使用寿命长； • 5.齿轮的制造和安装要求较高等。
• 带传动 • 可分为平型带传动和V型带(三角带）传动。 • 广泛应用于内燃机、切削机床、轧钢机、
通风设备、纺织机械等。 • 使用特点： • ①结构简单，适用于两轴距离较大的场合； • ②富有弹性，能缓冲和吸振，传动平稳无
噪声；
• ③过载时能打滑，可防止薄弱零部件的损 坏，起到安全保护作用；
• ④外廓尺寸较大，效率较低；
• 键连接按装配时的松紧，可分为紧键联结 和松键联结两大类。
• 紧键联结中，键的上下表面为工作面，并 制作成1：100的斜度。能在轴上轴向固定 零件。装配后，对中性差，适合于轴径较 大、传递转矩较大的低速场合。
• 松键联结是以键的两侧面为工作面，适合 于对中性好高速精密传动中。
• 松键联结包括：平键联结、半圆键联结、花 键联结等。
• 轴承按摩擦性质可分为滑动轴承和滚动轴 承两类。
• 轴承按受力情况可分为：向心轴承、推力 轴承、向心推力轴承三类。
• 滚动轴承的代号
• 举例：滚动轴承6215
• 其中：15就是15×5=75毫米（轴承内径）。
•
滚动轴承7320
• 其中：20就是20×5=100毫米（轴承内径）。
• 特殊情况：后两位为00，其内径为10毫米；
• 可分为：低副和高副。 • 低副：两构件之间作面接触的运动副。它

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2
第1
章
机械概述
1-1机器的组成 1-2金属材料的性能 1-3机械零件的强度 1-4摩擦和磨损
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3
1-1 机器的组成
•本节任务： 1、什么是机器、机构、机械、零件和构件？ 2、机器的组成部分。
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4
1-1机器的组成
一、机器和机构
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5
1、机器
机械基础
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1
绪论
•机械基础是一门什么样的课？
机械基础是中等职业学校机械专业的一门综合性的基础课。 工程力学
机械基础
机械工程材料 机械零件与传动
机工械程工零力程件学材与：料传生：动产构：实件为践是了中材正常料确用制的成使机的用械。机设机器备械，和工必工程须程材了部料解件的机都基器是本的由知组许识成多为。构合从件理运（地动具选上有择看独材，立料机运，器动充由的 分若基发干本挥传单材动元料机）本构组身组成的成的潜；。在从工性结程能构力提上学供看为了，分基机析础器构。由件若的干强零度件、组刚成度。与要选了择解合机理器的，结就构要提了供解了机基构本 的理工论作与原方理法、。特点及应用和通用零件的类型、结构、材料、标准及选择方法。
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25
2. 抗氧化性 （1）金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 （2）金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、焊接等加热作业 时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时， 常在其 周围形成一种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3. 化学稳定性 （1）化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。
二、机器的组成 2、执行部分

• 杆件在力作用下处于平衡的问题 • 直杆轴向拉伸与压缩时的应力分析及强度计算，
连接件的剪切与挤压，圆轴扭转，直梁弯曲等 • 选择工程材料 • 键连接、销、螺纹等连接 • 常用的机构、传动 • 轴、滑动轴承、滚动轴承等 • 机械润滑、密封、环保与安全防护等
·4 ·
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1.1 课程的内容、性质、任务和基本要求
油膜厚度/mm
摩擦系数
液体静力润滑
5×10-2～5×10-
3
10-6～10-3
液体动力润滑
弹性液体动力润 滑
边界润滑
10-2～10-3 10-3～10-4 10-3～10-6
10-3～10-2 10-3～10-2 0.05～0.15
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第2章 杆件的静力分析
2.1 力的概念与基本性质 2.2 力矩、力偶、力的平移 2.3 约束、约束力、力系和受力图的应用 2.4 平面力系的平衡方程及应用*
2.1 力的概念与基本性质
• 推论2（三力平衡汇交定理）
• 若刚体受到同平面内三个互不 平行的力的作用而平衡时，则 该三个力的作用线必汇交于一 点。如下图所示，刚体受不平 行三力F1、F2和F3作用而平衡 时，这三个力的作用线必汇交 于一点。
公理4（作用力与反作用公理） 作用力和反作用力同时存在于相互作用的物体之间，这 两个力大小相等方向相反，沿作用线分别作用在这两个 物体上。
·12 ·
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1.2 一般机械的组成及基本要求
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磨损曲线
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1.2 一般机械的组成及基本要求
• 3.润滑
• 润滑实际上就是为了减少机械的两个相对运动的接触 表面之间的摩擦及磨损而采取的措施。

人字齿等。
通过带与带轮之间的摩擦力 传递运动和动力，具有结构 简单、制造容易、运转平稳 等特点。根据带截面形状可 分为平带、V带、多楔带等。
用于支撑旋转零件并传递运 动和动力，根据轴线形状可 分为直轴、曲轴和软轴等。
轴承
用于支撑轴并减少其摩擦系 数的零件，根据摩擦性质可 分为滑动轴承和滚动轴承两
大类。
高精度
通过精确的数值计算和控制， 实现加工过程的高精度。
高效率
自动化程度高，减少人工干预 ，提高生产效率。
灵活性
可轻松实现复杂形状和结构的 加工，适应性强。
柔性制造系统（FMS）简介
FMS定义
一种高度自动化的制造系统， 可根据生产需求灵活调整生产
流程。
加工设备
如数控机床、加工中心等。
物料储运系统
实现工件的自动识别和运输。
定期检查轴承运转情况 及时更换损坏或磨损严重的轴承部件
04
连接与紧固技术
连接类型及其特点
刚性连接
被连接件之间不能产生相对运动的连接。如焊接、铆接、螺纹连接等。这类连 接能传递较大的动力，并能承受各种外力作用。
挠性连接
允许被连接件之间产生一定相对位移的连接。如各种弹性元件构成的挠性连接 、轴承与轴之间的连接等。这类连接可缓冲、减振、提高抗冲击能力。
机械基础PPT课件
目 录
• 机械概述与分类 • 机构与传动基础知识 • 轴承与润滑技术 • 连接与紧固技术 • 液压与气动技术 • 机械制造工艺基础 • 现代制造技术与装备发展趋势
01
机械概述与分类
机械定义及作用
机械定义
机械是装置有驱动、传动、工作、控 制等部分，通过能量转换实现有用功 的装置或系统。
液压传动

谢谢！
Hale Waihona Puke 机械基础(陈长生)PPT-05常用机构
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿

机构类型
了解常见机构类型，如连 杆机构、凸轮机构、齿轮 机构等，及其工作原理和 应用场景。
机构分析
掌握机构运动学和动力学 分析方法，如速度、加速 度、力等参数的计算。
机构设计
根据实际需求，选择合适 的机构类型，进行参数设 计和优化。
零件强度计算及校核
强度理论
掌握材料力学基本理论，如拉伸 、压缩、弯曲、剪切等强度计算
综合考虑机械结构中的热传导和力学行为，利用有限元方 法进行热-结构耦合分析，预测结构在热载荷作用下的变 形和应力分布。
可靠性设计在机械设计中的应用
可靠性分析方法
运用概率统计和可靠性 理论，对机械设计中的 不确定性因素进行分析 和建模，评估产品的可 靠性指标。
可靠性优化设计
在机械设计过程中考虑 可靠性要求，采用优化 算法对设计参数进行调 整，实现产品性能与可 靠性的协同优化。
可靠性试验与验证
通过可靠性试验和仿真 分析等手段，对机械设 计的可靠性进行验证和 评估，确保产品在实际 使用中的可靠性表现。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
机械设计原则与方法
01
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设计原则
确保机器在预定使用期限 内，实现所需功能，满足 经济性、安全性、可靠性 等要求。
设计方法
采用系统化、标准化的设 计流程，包括需求分析、 概念设计、详细设计、制 造与装配等阶段。
创新设计
鼓励创新思维，运用现代 设计方法和工具，提高设 计质量和效率。
常用机构设计与分析
机械应用领域与前景
应用领域
机械广泛应用于制造、交通、建筑、农业、能源等领域，为各行业的发展提供 了强有力的支持。
前景
随着科技的进步和社会的发展，机械的应用领域将不断扩大，同时机械行业也 将迎来更多的发展机遇和挑战。未来，机械将更加注重环保、节能、智能化等 方面的发展，以适应社会的需求和变化。

第14页/共33页
机器是由机构组成的。
简单的机器，可能只含有一个机构, 但一般都含有多个 机构。 机器中的单个机构不具有转换能量或完成有用功的功能。
机器 机构 机械: 机器和机构的总称。
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机构的组成
机构是传递运动和力或者导引构件上的点按给定轨迹运动 的机械装置。机构的组成要素为构件和运动副
一般的原动机作回转运动变速回转往复摆动往复移动间歇运动特定轨迹转换运动形式的各种机构间歇运动机构连杆机构连杆机构连杆机构凸轮机构凸轮机构连杆机构驱动装置传动装置执行装置控制装置检测伺服电机的输出转角检测执行装置的运动输出由程序给定运动规律前馈控制反馈控制控制装置的作用是控制机器各部分的运动
课程内容
绪论 第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
运动速度的转换 运动形式的转换
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运动速度的转换
一般的普通交流电动机速度 是固定的。
一般机器执行部分速度低于 原动机的转速,
减速、增速、变速
带、链传动 各种齿轮传动 减速器
例如汽车、机床的变速器
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运动形式的转换
一般的原动机 作回转运动
连杆机构
机器执行部分可能 有各种运动形式：
工业机器人 特种机器人 工业机器人：在工业生产中越来越广泛地应 用。用于搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工 作。
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图一 机器人在焊接工业
图二 数控加工中心
现代机器向主动控制、信息化和智能化方向发展， 从这个意义上讲，正如有的学者所说：
“今后的机器都将是机器人”。
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感谢您的观看！
检测执行装置 的运动输出
反馈控制