《机械设计基础(第4版)》教学课件—03计算单缸内燃机的自由度

《机械设计基础》课程重点总结绪论零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。

第一章平面机构的自由度和速度分析1.所以构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构；2.两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。

两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有移动副和转动副。

两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；3.绘制平面机构运动简图；4.机构自由度F=3n-2P l-P h,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链（图1-13）（2）局部自由度：凸轮小滚子焊为一体（3）虚约束（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束；6.自由度的计算步骤要全：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副3）计算自由度4）指出构件有没有确定的运动。

第二章平面连杆机构1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面低副机构；按所含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。

2.铰链四杆机构：机构的固定构件称为机架；与机架用转动副相连接的构件称为连架杆；不与机架直接相连的构件称为连杆；铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。

3.含一个移动副的四杆机构：曲柄滑块机构、转动导杆机构、摆动导杆机构、定块机构、摇块机构，及其相互之间的倒置。

4.铰链四杆机构有整转副的条件是最短杆和最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；整转副是最短边及其邻边组成的；铰链四杆机构是否存在曲柄依据：1）取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构；2）取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构；3）取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。

机械设计基础第四版胡家秀•机械设计概述•机械零件设计基础•机械传动设计•机构设计基础•连接与紧固设计•轴系零部件设计•液压与气压传动设计基础目录CONTENTS01机械设计概述机械设计的定义与重要性定义机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

重要性机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素。

机械设计努力的目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。

机械设计的历史与发展历史机械设计的发展历史可以追溯到古代，随着人类对自然规律认识的深入和手工技艺的提高，古代机械设计经历了直觉设计阶段、经验设计阶段和常规设计阶段。

发展现代机械设计在传统设计的基础上，引入了计算机辅助设计、优化设计、有限元分析等先进的设计方法和技术，使得机械设计更加精确、高效和智能化。

机械设计的基本原则经济性原则机械设计必须考虑制造成本和使用成本，力求以最低的成本实现预定功能。

可靠性原则机械设计必须保证机器或设备的可靠性，即在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

功能原则机械设计必须满足机器或设备的预定功能要求，这是设计的核心。

安全性原则机械设计必须保证机器或设备在使用过程中的安全性，防止发生人身事故和设备事故。

环保性原则机械设计必须考虑对环境的影响，力求减少污染和资源消耗，实现可持续发展。

02机械零件设计基础机械零件的分类与功能分类机械零件可分为通用零件和专用零件两大类。

通用零件如螺栓、轴承等，在各种机械中都有广泛应用；专用零件则根据特定机械的设计需求进行定制。

功能机械零件在机械设备中发挥着连接、支撑、传动、密封等多种功能，是构成机械设备的基本单元。

零件在工作过程中必须能够承受各种载荷而不发生破坏，因此需要满足一定的强度要求。