概述(ɡàishù)機械(jīxiè)基礎精品資料教學(jiāoxué)目的教學內容習題1引言2機器(jīqì)和機構3構件和零件1、了解機械工業發展情況。2、掌握機器、機構、構件和零件的概念。精品資料引入:機械(jīxiè)的產生機械是人類祖先(zǔxiān)在長期的生活和生產勞動探索中逐漸產生的.最古老的機械形式：杠桿、水車、風車、手工紡織機等.精品資料引入:機械(jīxiè)的發展簡況十八世紀蒸汽機的發明促進了歐洲機械工業的發展，原動機的出現(chūxiàn)標志著機械工業的質的飛躍；各門力學學科的發展為機械的設計制作奠定了科學基礎，使機械工業迅猛發展；機械設備的其它典型例子：加工機床、機械手、機器人、日用機械設備等。精品資料機械典型(diǎnxíng)例子：汽車精品資料機械典型例子(lìzi)：飛機精品資料機械典型例子(lìzi)：龍門起重機精品資料機械典型例子：數控加工(jiāgōng)中心精品資料機械(jīxiè)典型例子：工程機械(jīxiè)精品資料機械機械的重要意義：減輕或替代體力勞動、提高生產效率(xiàolǜ)的輔助工具，是機器和機構的總稱。精品資料機器的概念(gàiniàn)：機器就是人為實體組合，它的各部分之間具有確定的相對運動，并能代替或減輕人類的勞動，完成有用的機械功或實現能量的轉換。牛頭刨內燃機二機器(jīqì)與機構精品資料汽車(qìchē)發電機運輸(yùnshū)機器金屬切削機床計算機2、常見機器類型及舉例類型應用舉例變換能量的機器電動機、內燃機變換物料的機器機床、起重機、運輸車輛變換信息的機器計算機、手機精品資料機器種類繁多，其構造、性能和用途也各不相同，但所有的機器都具有下列三個共同特征：（1）任何機器都是人為實體組合(不是天然形成的)。（2）各運動實體之間具有確定的相對運動。（3）能實現能量的轉換、代替或減輕人類的勞動，完成(wánchéng)有用的機械功。3、機器(jīqì)的特征精品資料內燃機組成(zǔchénɡ)：65438712910汽缸(qìgāng)體1、活塞2、進氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9、10工作原理：1)活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體進入汽缸；2)活塞上行，氣閥關閉，混合氣體被壓縮，在頂部點火燃燒；3)高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關閉；4)活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。循環運動的結果，使曲軸輸出連續的旋轉運動4、機構精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制設計(shèjì)：潘存云進氣壓縮爆炸排氣內燃機的工作過程：活塞的往復運動通過連桿轉變為曲軸的連續轉動，該組合體稱為：內燃機各部分的作用：曲柄滑塊機構凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機構兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協調動作，稱為：齒輪機構各部分協調動作的結果：化學能機械能精品資料內燃機看似復雜，其實也是由幾種基本(jīběn)機構組成的。機構的概念：能夠用來傳遞運動和力或改變運動形式的多件實物的組合體。（符合(fúhé)機器前兩個特征）曲柄滑塊機構凸輪機構齒輪機構精品資料機器的主要功用是利用機械能做功或實現能量的轉換；機構的主要功用在于傳遞或轉變運動(yùndòng)的形式。通常將機器和機構統稱為機械。5、機器與機構(jīgòu)的區別齒輪機構連桿機構凸輪機構間歇機構精品資料三、構件(gòujiàn)和零件構件機構中的運動(yùndòng)單元體，也就是相互之間能作相對運動(yùndòng)的物體。一個構件，可以是不能拆開的單一整體，也可以是幾個相互之間沒有相對運動(yùndòng)的物體組合而成的剛性體。連桿體螺栓螺母連桿蓋內燃機中連桿構件精品資料2、零件零件是構件的組成部分，零件是加工制造的單元。如連桿構件是由連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母等零件連接而成。零件與構件既有聯系又有區別，構件可以(kěyǐ)是單一的零件，如內燃機中的曲軸，構件也可以(kěyǐ)是由若干零件連接而成的剛性結構。零件(línɡjiàn)組成連桿構件精品資料3、零件(línɡjiàn)、構件、機構、機器之間的關系零件-----一個獨立(dúlì)加工的單元體。構件-----相對運動的單元體。機構-----若干構件組成。機器-----若干機構組成。精品資料機器(jīqì)的組成一般機器(jīqì)包含四個組成部分：傳動部分：把原動機的運動和動力傳遞給執行機構

。如：常用的各種減速和變速裝置均可作為傳動機構。控制部分：用來處理機器各組成部分之間，以及與外部其它機器之間的工作協調關系，它通常由各種計算機和控制器組成。執行部分：機器中最接近作業工作端的機構，通過執行構件與被作業件相接觸，完成作業任務。如：起重機中的起重吊運機構和挖掘機中的挖掘機構。動力部分：為機器運轉提供動力。常用的原動機有電動機、內燃機、液壓機、氣動機等。精品資料控制(kòngzhì)器(控制(kòngzhì))電動機(原動)帶(傳動(chuándòng))減速器(傳動)波輪(工作)潘存云教授研制洗衣機精品資料原動部分傳動部分執行部分控制部分機械傳動(jīxièchuándònɡ)液壓傳動(chuándòng)電傳動氣壓傳動傳遞動力、扭矩改變運動參數及運動方式螺旋齒輪蝸桿帶鏈離合器機器的組成精品資料課后練習：1、機器的特征(tèzhēng)是什么？3、什么是構件？什么是零件(línɡjiàn)？二者的關系如何？2、機器和機構的區別是什么？精品資料機器都具有下列三個共同特征：（1）任何機器都是人為實體組合(不是天然(tiānrán)形成的)。（2）各運動實體之間具有確定的相對運動。（3）能實現能量的轉換、代替或減輕人類的勞動，完成有用的機械功。機器(jīqì)的特征精品資料機構和機器(jīqì)的區別：機構只是一個構件系統，而機器(jīqì)除構件系統外，還包含電氣、液壓等其它系統。（即一部機器(jīqì)可以包含一個或若干個機構）機構只用來傳遞運動和力，而機器(jīqì)除傳遞運動和力外，還具有變換或傳遞能量、物料和信息的功能。精品資料構件：運動的單元(dānyuán)。可以是單一的整體，也可以是由幾個零件組成的剛性結構。零件：制造的單元(dānyuán)。零件分為兩大類：通用零件：齒輪、螺釘、彈簧；專用零件：氣輪機的葉片；內燃機的活塞。部件：一套協同工作且完成共同任務的零件組合。如:軸承。構件與零件(línɡjiàn)的區別精品資料機構是有確定相對運動的構件組合。若所有構件都在相互平行的平面內運動，這樣的機構就稱為平面機構，否則(fǒuzé)稱為空間機構。XYO一個作平面運動的自由的構件有三種獨立運動，即構件沿x軸和y軸方向(fāngxiàng)的移動以及在xoy平面內的轉動。構件具有的獨立運動的數目，稱為構件的自由度。一個作平面運動的自由的構件有三個自由度。四機構的組成精品資料1、運動副兩構件直接接觸并產生(chǎnshēng)一定相對運動的聯接，稱為運動副。當構件用運動副聯接后，它們之間的某些獨立運動將不能實現，這種對構件間相對運動的限制，稱為約束。自由度隨著約束的引入而減少，不同的運動副，引入不同的約束。精品資料運動副可按接觸方式的不同分為兩大類1）低副兩構件通過面接觸所組成的運動副稱為(chēnɡwéi)低副。它包括轉動副和移動副兩種。轉動(zhuàndòng)副若運動副只允許兩構件作相對回轉，這種運動副稱為轉動(zhuàndòng)副或鉸鏈。精品資料移動(yídòng)副若運動副只允許兩構件沿某一方向作相對移動(yídòng)，這種運動副稱為移動(yídòng)副。轉動副和移動副的構件間的聯接(liánjiē)是面接觸，傳力時壓強低，磨損小，使用壽命較長。精品資料2）高副兩構件通過(tōngguò)點或線組成的運動副，稱為高副。凸輪與從動件、輪齒與輪齒在接觸(jiēchù)處分別組成高副。凸輪副齒輪副高副的構件間的聯接是點或線接觸，接觸壓強較大，易磨損，故使用壽命較短。精品資料2、機構的自由度低副中，轉動副只能在一個平面內相對轉動，移動副只能沿某一軸線方向移動。因此，一個低副引入兩個約束(yuēshù)，即減少兩個自由度。對于高副，彼此間的相對運動是沿接觸處的切線方向的移動和在平面內的相對轉動。所以一個高副引入一個約束(yuēshù)，即減少一個自由度。精品資料機構要進行運動變換和力的傳遞就必須具有確定的運動，其運動確定的條件就是(jiùshì)機構的原動件的數目應等于機構的自由度數目。若機構的原動件數目小于機構的自由度數時，機構運動不確定；若機構的原動件數目大于機構的自由度數時，機構將在強度最薄弱處破壞。因此，機械設計時必須考慮其機構是否滿足機構具有確定運動的條件。精品資料一個作平面運動(yùndòng)的自由構件有3個自由度，當構件與構件用運動(yùndòng)副聯接后，構件之間某些運動(yùndòng)將受到限制，自由度將減少。若一個平面機構中有n個活動構件，在未用運動(yùndòng)副聯接前，應有3n個自由度。當用PL個低副和PH個高副聯成機構后，共引入了（2PL+PH）個約束，即減少了（2PL+PH）個自由度。用F表示機構的自由度數，則：F=3n-2PL-PH精品資料計算機構自由度時，必須(bìxū)注意的幾個問題：1）復合鉸鏈由三個或三個以上的構件在一處組成的軸線重合的多個(duōɡè)轉動副，稱為復合鉸鏈。由K個構件用復合鉸鏈相聯接時，構成的轉動副數目應為（K?1）個。該機構n=5，B處為復合鉸鏈，含有兩個轉動副，故PL=7、PH=0，F=3×5?2×7?0=1精品資料2）局部自由度不影響整個機構運動的局部的獨立運動，稱為局部自由度。計算(jìsuàn)機構自由度時，應將局部自由度除去不計。n=3、PL=3、PH=1F=3×3?2×3?1=2n=2、PL=2、PH=1F=3×2?2×2?1=1精品資料3）虛約束機構中，與其它約束重復(chóngfù)而不起限制運動作用的約束，稱為虛約束。計算機構自由度時應將虛約束去除不計。在機構中聯接(liánjiē)構件上點的軌跡和機構上聯接(liánjiē)點的軌跡重合，形成虛約束，稱為軌跡重合的虛約束。精品資料組成機構的構件通常可分為三類：運動副中用來支承活動構件的構件稱為固定件（機架）；運動規律(guīlǜ)已知（由外界輸入）的活動構件稱為原動件；隨原動件的運動而運動的其余活動構件稱為從動件。3、構件(gòujiàn)分類精品資料對機構進行運動(yùndòng)分析時，為了便于設計和討論，僅用簡單的線條和符號來代表構件和運動(yùndòng)副，這種簡單圖形稱為機構運動(yùndòng)簡圖。平面運動副的表示方法4、運動(yùndòng)副及構件的表示精品資料構件的表示(biǎoshì)方法精品資料繪制機構運動簡圖是本節的難點。初學者按下列步驟進行逐步掌握繪制的要領。（1）分析機械的實際工作情況，從原動件開始，沿著運動傳遞路線，確定原動件（驅動力作用的構件）、機架、從動件系統（包括執行系統和傳動系統）及其最后的執行構件的總數、運動副的數目(shùmù)和種類。（2）合理選擇投影面。選擇平行于運動平面的平面作投影面。5、繪制機構(jīgòu)運動簡圖的步驟