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机械设计基础(ppt)

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机械设计基础 第2版(机械工业出版社)ppt课件

机械设计基础 第2版(机械工业出版社)ppt课件

精选课件
35
第三节 平面四杆机构的设计
图2-30 按K设计曲柄摇杆机构
1)由公式θ=-1/+1×180°计算出极位夹角θ。
精选课件
36
第三节 平面四杆机构的设计
1)由公式θ=-1/+1×180°计算出极位夹角θ。 2)选定转动副D的位置，选择比例尺μl，按给定的摇杆长度及摆角ψ， 绘出摇杆的两个极限位置C1D和C2D。 3)由C1、C2作∠C1C2O=∠C2C1O=90°-θ，得交点O。 4)以O点为圆心、OC1为半径作圆m，则弧所对的圆周角为θ。 5)连接C1A和C2A，则C1A和C2A分别为曲柄与连杆共线的两个位置， 故AC1=B1C1-AB1=lBC-lAB，AC2=B2C2+AB2=lBC+lAB。
图2-4 双曲柄机构 a)惯性筛机构 b)平行双曲柄机构 c)反向双曲柄机构
图2-5 平行双曲柄机构
精选课件
7
第一节 平面连杆机构的类型和演化
(3)双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构，其 主要功用是实现摆动与摆动的互相转换。
图2-6 鹤式起重机
精选课件
8
第一节 平面连杆机构的类型和演化
16
第一节 平面连杆机构的类型和演化
5)偏心圆盘机构。
图2-15 偏心圆盘机构
(2)双滑块四杆机构的基本形式 1)正弦机构。 2)正切机构。 3)椭圆仪机构 图2-18为双滑块机构。
精选课件
17
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-16 正弦机构
精选课件
18
第一节 平面连杆机构的类型和演化
图2-17 正切机构
精选课件
23
第二节 铰链四杆机构的基本特性

机械设计基础知识培训课件(PPT102页)

机械设计基础知识培训课件(PPT102页)
②如果四个构件的长度满足杆长之和条件，则最短杆 所联接的两个转动副均为整转副，另两个转动副均为摆动 副。此时若取最短杆为机架，则得双曲柄机构；而取最短 杆的任一相邻杆为机架，则得曲柄摇杆机构；又若取最短 杆的相对杆为机架，则得双摇杆机构。
③如果四杆中有两个构件长度相等且均为最短，若另 两杆长度不相等，则不存在整转副； 若两杆长度也相等， 则两最短杆相邻时，有三个整转副， 当两最短杆相对时， 有四个整转副。
平面四杆机构的设计
内容
3.1 平面四杆机构的类型及其应用
一、基本概念
1、铰链四杆机构： 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆 机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它 的基础上通过演化而成的。
2、机架：机构的固定构件，如杆4 。 3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件，如杆1、3 。
ad bc ①
b (d a) c c (d a) b
整理得 a b c d ②
acd b ③
将式①、②、③中的三个不等 式两两相加，化简后得④
a a
b c
④
a d
曲柄存在条件： ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。
若不满足①？ 该机构只能是双摇杆机构。
判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构
a、b、c、d
Y
ad bc
N 双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：
最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
推论：
①如果四杆长度不满足杆长条件，则机构无周转副， 此时不论取哪个构件为机架，机构均为双摇杆机构；

机械设计全套课件 ppt课件

机械设计全套课件 ppt课件

凡具备上述（1）、（2）两个特征的实物组合体称为机构。 机器能实现能量的转换或代替人的劳动去做有用的机械功，而 机构则没有这种功能。
仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们 都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。因此，通 常人们把机器与机构统称为机械。
ppt课件
7
机械设计基础
绪论
如图1-1所示的内燃机，
图1-5（a）闭式运动链
机械设计基础
ppt课件
图1-5（a）开式运动链
16
• 将运动链中的一个构件固定，并且它的一个 或几个构件作给定的独立运动时，其余构件 便随之作确定的运动，此时，运动链便成为 机构。
• 机构的组成:
• 机 架：固定不动的构件
• 原动件：输入运动的构件
• 从动件：其余的活动构件
1)运动副：两构件之间直接接触并能产生一定的相对
运动的连接称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参与接触而构成运动副的部分— —点、线或面。
2) 运动副的分类
平面
运 运动副 动 副
空间 运动副
机械设计基础
高副：点、线接触 低副：面接触
球面副 螺旋副
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运动副 转动副
13
图1-2 转动副
图1-3 移动副
是由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、 小齿轮5、大齿轮6、凸轮7、推杆8等系列 构件组成，其各构件之间的运动是确定的。
0.1.2 构件与零件
机构是由具有确定运动的单元体组成的，这 些运动单元体称为构件。
组成构件的制造单元体称为零件。 零件则是指机器中不可拆的一个最基本的 制造单元体。构件可以由一个或多个零件组成。
ppt课件
20
机械设计基础

2024版机械设计基础PPT全套完整教学课件pptx

2024版机械设计基础PPT全套完整教学课件pptx

人机交互优化
通过改进人机交互方式，提高机械操作的便捷性和舒适性。
未来机械设计的创新点与突破
• 跨领域融合：将不同领域的技术和理念融 入机械设计，创造出更具创新性和实用性 的产品。
未来机械设计的创新点与突破
新材料应用
探索和应用新型材料，提高机械 产品的性能和寿命。
先进制造技术
采用先进的制造技术，如精密加工、 超精密加工等，提高机械制造的精 度和效率。
绿色设计
注重环保和可持续发展，减少资源消耗 和环境污染。
机械设计的发展历程与趋势
集成化设计
实现多学科、多领域的协同设计和优化。
个性化设计
满足用户个性化需求，提供定制化的设计方案。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
包括齿轮、带轮、链轮 等，用于传递动力和扭
矩。
轴系零件
连接零件
密封零件
机械制造工艺的优化与改进
工艺优化
通过对现有工艺的改进和优化， 提高产品质量和生产效率，降低
生产成本。
新技术应用
积极引进和应用新技术、新工艺、 新材料等，推动机械制造工艺的 创新和发展。
智能化制造
借助人工智能、大数据等先进技 术，实现机械制造工艺的智能化 和自动化，提高生产效率和果
完成齿轮减速器的三维模型设 计、二维工程图绘制及装配图
等。
案例二：轴承座的设计
设计背景
轴承座是支撑轴承并传递载荷的重要部件， 广泛应用于各种机械设备中。
设计步骤
确定轴承类型、选择轴承座结构形式、计算 轴承座尺寸、校核轴承座强度等。
设计目标
实现支撑轴承、传递载荷、保证轴的旋转精 度等功能。
机械设计的发展趋势与挑战

机械设计基础教案ppt课件

机械设计基础教案ppt课件

一、平面机构自由度的计算
移动副:约束了沿y轴方向的移动和在xOy平面内的 转动, 只保留沿x轴方向的移动；
转动副:约束了x、 y两个方向的移动, 只保留一个转动；
高副:只约束了沿接触处公法线n-n方向的移动。
单个自由构件的自由度为 3
低副引入两个约束！
高副引入一个约束！
活动构件数 构件总自由度 低副约束数
(1) 转动副连接两构件运动轨迹重合AB、CD、EF平行且相
等 (2)两构件组成多个转动副、且各转动副轴线重合 (3)两构件组成多个移动副、且各转动副导路平行 或者重合 (4)两构件组成多个平面高副、且各高副接触点处公法线重合 (5)对机构运动不起作用的对称部分如：行星轮
B2
E
1
5
A
F4
（a）
CB
学习难点
复合铰链、局部自由度和虚约束的识别和处理
• 作业： 2-6（a), (c), (d), (f)
•
2-8
• 思考：2-10
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
n
3×n
2 × PL
计算公式： F=3n－(2PL +Ph )
要求：记住上述公式，并能熟练应用。
高副约束数 1 × Ph
F3n2P LP H
n 式中， 为活动构件个数; PL 为低副个数; PH 为高副个数。
n = 3 Pl= 4 F = 3×3–2×4 = 1
n=4
Pl = 5
F = 3×4–2×5 = 2
F=3×4-2×4-2=2
例2-7 图示2-28组合机构中的轴线yy//xx；且齿轮2及凸 轮4固定在同一轴线上，计算其机构的自由度。

机械设计基础全套ppt课件

机械设计基础全套ppt课件
机械设计基础
1
研究对象和内容 课程特点和学习要求
一、 研究对象和内容
机器: 1.实物组合
2.各实物间有确定的运动
3.做有用功ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ转换能量
－利用机器来减轻劳动和提高生产率
机器种类: 金属切削机床
机构:
内燃机 汽车 拖拉 机 起重机 …
－具备1、2特征
零件 －制造单元
2
机械
机构和机器的总称
机器由机构(连杆机构、凸轮机构、齿轮机构)组成
└摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动
(天线→摇杆)→调整天线 俯仰角的大小
放映机
图2-3雷达调整机构
12
2 . 双曲柄机构： 连架杆均为曲柄→ ┌主动曲柄: 匀速转动
└从动曲柄: 变速转动
例: 惯性筛中的铰链四杆机构→从动曲柄3变速转动 →使筛子6产生加速度 →使不同材料因惯性不同而筛分
13
3.双摇杆机构－连架杆均为摇杆 例: 门式起重机的变速机构: CD(杆3)为原动件, 悬挂重 物的E 点在连杆上→保持E点运动轨迹在近似水平线上。 （平移货物→平稳、减小能量消耗）
二.φ死1 点位置 三φ.2压力曲角柄和摇传杆机动构角
极位: 曲柄与连杆共线(B1、 B2)→摇杆极位C1、C2
→ 缩短非生产时间, 提高生产率
工作行程: B1→B2 (φ1) → 摇杆C1→C2 (ψ)
空回行程: B2→B1 (φ 2) →
C2→C1 (ψ)
∵ φ 1＞ φ 2 , 而ψ不变
16
其运动特性→行程速度变化系数(行程速比系数)K
图2-4曲柄摇杆机构
自身惯性
存在死点条件：有极限位置（从动件与连杆共线1）8
三、压力角和传动角 p.22倒6, 图2-7
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1 θ1
4
F=3n － 2PL － PH =3×4 － 2×5
=2
③计算图示凸轮机构的自由度。
解：活动构件数n= 2
3
2
低副数PL= 2
高副数PH= 1
1
F=3n － 2PL － PH =3×2 －2×2－1
=1
二、计算平面机构自由度的注意事项
④计算图示圆盘锯机构的自由度。
解：活动构件数n= 7
运动副 名称
常用运动副的符号 运动副符号
两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副
2 转
2
动
平副 1
1
面
运
动
2
副移
动
1
副
2
1
2
2
1
1
2
1 2 1
22
22
1
1
1
1
2
2
1 2 1
1 2
1
平
面
2
高
副
1
2
螺
旋
1
空副 2
间
1
运
动球 副面
1
副
球 销
2
副
2 1
2 1
1
2
2 1
2 1
1 2
1 2
1 2
2 1
顺口溜：先两头，后中间， 从头至尾走一遍， 数数构件是多少， 再看它们怎相联。
步骤： 1.运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；
2.测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面）， 绘制示意图。
3.按比例绘制运动简图。
简图比例尺： μl =实际尺寸 m / 图上长度mm
4.检验机构是否满足运动确定的条件。
构件的表示方法:
一般构件的表示方法
杆、轴构件 固定构件 同一构件
一般构件的表示方法
两副构件 三副构件
注意事项:
画构件时应撇开构件的实际外形，而只考虑运动副 的性质。 3. 运动链 运动链－两个以上的构件通过运动副 的联接而构成的系统。闭式链、开式链
4. 机构
机构是由若干构件经运动副联接而成的，很显然，机构归属于运动链，那么，运动链在什么条件下就 能称为机构呢？即各部分运动确定。分别用四杆机构和五杆机构模型演示得出如下结论： 在运动链中，如果以某一个构件作为参考坐标系，当其中另一个（或少数几个）构件相对于该坐标系
运动副元素－直接接触的部分（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
运动副的分类： 1)按引入的约束数分有： I级副、II级副、III级副、IV级副、V级副。
I级副
II级副
III级副
两者关联
IV级副
V级副1
V级副2
V级副3
2)按相对运动范围分有： 平面运动副－平面运动
空间运动副－空间运动
例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。
平面机构－全部由平面运动副组成的机构。 空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。
3)按运动副元素分有： ①高副－点、线接触，应力高。
例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
②低副－面接触，应力低 例如：转动副（回转副）、移动副 。
常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84
按给定的运动规律运动时，其余所有的构件都能得到确定的运动，那么，该运动链便成为机构。
定义：具有确定运动的运动链称为机构 。
机架－作为参考系的构件，如机床床身、车辆 底盘、飞机机身。
原（主）动件－按给定运动规律运动的构件。 从动件－其余可动构件。
机构的组成：
机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
自由度＝原动件数
一、 平面机构自由度的计算公式
作平面运动的刚体பைடு நூலகம்空间的位置需
要三个独立的参数（x，y, θ） y
才能唯一确定。
单个自由构件的自由度为 3
F=3
θ (x , y)
x
经运动副相联后，构件自由度会有变化：
y
y
y
2
x
θ1 x
12
x
1
2
S
R=2, F=1
R=2, F=1
R=1, F=2
运动副 自由度数
机械设计基础(ppt)
北京联合大学专用
潘存云教授研制
§1－1 运动副及其分类
名词术语解释: 1.构件 －独立的运动单元 内燃机中的连杆
零件 －独立的制造单元
套筒
内燃机 连杆 螺栓
连杆体
垫圈 螺母
轴瓦
连杆盖
2.运动副 定义：运动副－－两个构件直接接触组成的仍能产 生某些相对运动的联接。
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
举例：绘制破碎机和偏心泵的机构运动简图。
绘制图示鳄式破碎机的运动简图。
2A 1 B
3 D
C4
绘制图示偏心泵的运动简图
3 2 1 4
设计：潘存云
偏心泵
§1－3 平面机构的自由度
1 θ1 2
3
S’3 S3
2 1 θ1
3 4 θ4
给定S3＝S3(t)，一个独立参数 θ1＝θ1（t）唯一确定，该机 构仅需要一个独立参数。
§1－2 平面机构运动简图
机构运动简图－用以说明机构中各构件之间的相对 运动关系的简单图形。
作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
机动示意图－不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。
常用机构运动简图符号
在 机 架 上 的 电 机
齿 轮 齿 条 传 动
圆
带
锥
传
齿
动
轮
传
动
链 传 动
外啮 合圆 柱齿 轮传 动
圆柱 蜗杆 蜗轮 传动
凸 轮 传 动
内啮
棘
合圆
轮
柱齿
机
轮传
构
动
机构运动简图应满足的条件： 1.构件数目与实际相同
2.运动副的性质、数目与实际相符
3.运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构 成比例。
绘制机构运动简图
思路：先定原动部分和工作部分（一般位于传动线 路末端），弄清运动传递路线，确定构件数目及运 动副的类型，并用符号表示出来。
低副数PL= 6
高副数PH=0
若仅给定θ1＝θ1（t）,则θ2 θ3 θ4 均不能唯一确定。若同 时给定θ1和θ4 ，则θ3 θ2 能 唯一确定，该机构需要两个独立
参数 。
定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的 独立运动参数称为机构的自由度。
原动件－能独立运动的构件。 ∵一个原动件只能提供一个独立参数
∴机构具有确定运动的条件为：
约束数
回转副
移动副 高副
1（θ） +
1（x） + 2（x,θ） +
2（x，y） = 3 自由构 2（y，θ）= 3 件的自 1（y） = 3 由度数
结论：构件自由度＝3－约束数 ＝自由构件的自由度数－约束数
推广到一般：
活动构件数 构件总自由度 低副约束数 高副约束数
n
3×n
2 × PL
1 × Ph
计算公式： F=3n－(2PL +Ph )
要求：记住上述公式，并能熟练应用。
①计算曲柄滑块机构的自由度。
解：活动构件数n= 3 低副数PL= 4 高副数PH= 0
F=3n － 2PL － PH =3×3 － 2×4 =1
1
2
3
S3
②计算五杆铰链机构的自由度
解：活动构件数n= 4
2
3
低副数PL= 5 高副数PH= 0