第1章 机械设计基础概论
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第一篇总论第一章机械设计基础概论第一节机器的组成教学内容:机器的组成教学重点:机器的组成、机器与机构的区别教学难点:对机器与机构的理解与区别教学目的:让学生掌握机器的组成教学要点:机器:凡能实现确定的机械运动,又能作有用的机械功或完成能量、物料与信息的转换和传递的装置。
机构:用来传递运动和力或改变运动形式的机械传动装置。
机械:机器与机构的总称。
构件:组成机器的各个相对运动的单元体。
问题:1、机器与机构的区别?2、构件与零件的区别?3、通用零件与专用零件的区别?机器中常用的机构:带传动机构、链传动机构、齿轮传动机构、连杆机构、轮机构、螺旋机构、间歇机构、组合机构。
按用途的不同机器可分为:动力机器机器:工作机器信息机器现代机器的组成:动力装置传动装置机器的组成:执行装置操纵、控制装置辅助装置第二节本课程的内容、性质和任务教学内容:1、基本要求2、注意事项教学目的:让学生了解本课程的内容、性质和任务教学要点:1、研究对象:是一般工况条件下的常用机构和通用机械零、部件。
2、目的:3、学生应达到的基本要求:(1)掌握通用零部件的选用和设计的基本方法,初步具有设计能力。
(2)具有解题、计算、绘图、执行国家标准和使用有关技术资料的能力。
(3)熟悉常用机构和通用机械零件的结构、工作原理、特点、应用。
(4)具有测绘、装拆、调整、检测一般机械装置的能力。
(5)具有使用、维护机械传动装置的能力、(6)具有分析和处理机械一般问题的能力。
(7)初步具有应用计算机的能力。
4、注意事项:(1)理论联系实际(2)综合考虑各方面的因素第三节机器应满足的要求和设计制造程序教学内容:1、机器应满足的要求2、机器设计制造的程序教学目的:让学生了解机器应满足的要求和设计制造的程序教学重点:机器应满足的要求教学要点:❆一、机器应满足的要求:1、使用要求2、经济性要求3、社会要求4、可靠性要求5、其它特殊性要求❆二、机器设计制造的一般程序:1、可行性研究阶段2、方案设计阶段3、技术设计阶段机器的动力学设计机器的运动学设计零件工作能力设计部件装配草图和总装配草图设计主要零件校核4、施工设计阶段5、样机试制阶段6、投产销售阶段第四节机械零件设计的基本知识教学内容:1、机械零件的工作能力和计算准则2、设计的一般步骤3、三化教学重点:机械零件设计的工作能力和计算准则教学难点:判定条件教学目的:让学生掌握工作能力和几个判定条件,了解设计的一般步骤和三化教学要点:❆一、机械零件的工作能力和计算准则失效:机械零件丧失规定的功能的现象工作能力:在不发生失效的条件下,在规定的期限内零件所能工作的限度。
第一章机械设计基础概论一.机器的组成:1.按机器的各部分功能分析:机器由四大部分组成:动力部分,工作部分,传动部分,控制部分;2.按机器的构成分析:机器是由一个或几个机构和动力源组成。
机构是由若干个构件通过可动联接(零件之间有相对运动的联接)面组成的具有确定运动的组合体。
构件是由一个或若干个零件通过刚性联接而组成,它是运动的单元体。
机械零件是加工的单元体。
机器和机构统称为机械。
第二章平面机构运动简图及自由度度一.运动副:两构件直接接触并能产生相对运动的活联接称为运动副。
分为高副和低副,高副:以点或线接触所形成的运动副称为高副,如凸轮副和齿轮副;低副:以面接触所形成的运动副称为低副,如转动副,移动副。
第二节.平面机构的自由度:一个自由构件在平面中,有三个自由度。
沿X,Y轴移动和绕Z轴转动。
二.平面运动副对构件的约束:每个低副引入两个约束,每个高副引入一个约束。
三.平面机构的自由度:设一个平面机构有N个构件,其中必有一个构件为机架,故活动构件数为n,其中P L个低副,P H个高副,则这些运动副引入的约束为2P L+P H,若用F表示自由度,则F=3n-2P L-P H,这就是平面自由度计算公式。
也称为平面机构的结构公式。
四.机构具有确定运动的条件:机构的自由度数目必须与主动件数目相等。
自由度F要大于零。
五.复合铰链、局部自由度和虚约束1. 复合铰链:由两个以上的构件通过转动副并联在一起所构成的铰链称为复合铰链。
用K 个构件构成的复合铰链其转动副数目应为K-1。
2.局部自由度:在机构中常用一种与整个机构运动无关的。
局部的独立运动,称为局部自由度,在计算机构自由度时应除去不计。
3.虚约束:机构中某些运动副所引入的约束可能与其他运动副所起到的限制作用是一致的,这种对机构不起真正约束作用的约束称为虚约束,在计算自由度时也应除去不计。
平面机构的虚约束常出现在以下场合中:1)两构件组成多个平行的移动副时,只有一个移动副起作用;2)两构件间组成多个轴线重合的转动副,只有一个转动副起作用;3)传递机构中的对称部分。