機械設計基礎

自動化學院魏世民第一章

概論

課時安排：

1-9周，機械原理部分

1-8周，理論教學周，第9周考試；中間有兩次實驗課（不占課時）

10-16周，機械設計部分

考核辦法：

1機械原理、機械設計各占50分

2.實驗課5%

；平時作業10%；考試85%3.三次點名不到或三次作業不交（累計），取消考試資格;4.考核重點：基本概念和基本原理

0-1本課程教學要求

一.研究對象和內容機械中的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法。

二.基本概念

1機械---機器和機構的總稱;2.機器的三大特征;3.機構的兩大特征;0-1本課程研究對象和內容潘存云教授研制典型機器的分析：1.內燃機內燃機組成：65438712910汽缸體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。潘存云教授研制設計：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：化學能機械能機器有以下三個共同的特征：1）它們都是由一系列的相對運動單元體所組成。2）組成機器的各運動單元體之間都具有確定的相對運動。3）它們均能轉換機械能或完成有用的機械功以代替或減輕人們的勞動。具有以上1、2兩個特征的實體稱為機構

4.構件－運動的單元。5.機械零件－制造的單元。6.構件與零件的區別及關系：構件可以是由一個或幾個零件組成的剛性結構。圖0-3’

三.通用機械零件－各種機械中都能用到的零件。如螺栓、齒輪、鍵、等.

四.

幾種常見機構連桿體1連桿體234螺栓tu0-3′連桿體1連桿體234螺栓連桿體1連桿體2軸套34螺栓螺母墊圈7連桿體1連桿體2軸套34螺栓螺母墊圈7零件——機器中的制造單元體3434344343構件——由一個或多個零件連接而成的剛性體。介紹幾種常用的機構(演示)1.連桿機構(第2章講解內容)2.凸輪機構(第3章講解)3.齒輪機構(第4章講解)連桿機構步進式搬運機連桿曲線e凸輪機構

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對已知機構的結構和各種特性（運動學和動力學特性）進行分析。機構綜合：

根據工藝要求來確定機構的結構形式、尺寸參數及某些動力學參數（如質量、轉動慣量和質心位置等）。機構分析和機構綜合的關系：

機構分析是機構綜合的基礎，機構綜合的優劣要用機構分析來檢驗，兩者是相輔相成的。機構的分析與綜合及其方法外-1~3(可以不播放)1．機構的結構綜合機構的結構綜合主要研究機構的組成規律。用多少個構件，多少個運動副能組成多少個具有給定自由度的機構。機構綜合大致包括三方面內容:1.機構的結構綜合2.機構的尺度綜合3.機構的動力學綜合2.機構的尺度綜合（或運動學綜合）

機構的尺度綜合是研究已知結構形式的機構如何按給定的運動要求確定其尺寸參數.外-2可概括為四種類型:1.剛體導引;2.函數變換;3.軌跡復演

;4.瞬時運動量約束(1)剛體導引

當機構的原動件做簡單運動（轉動或移動）時，要求剛體在平面或空間按預定規律連續地變換其位置，此即剛體導引的機構綜合問題。這類問題在工程機械、包裝機械、機械手等方面的機械設計中可以遇到。外-3震實臺的三位置導引根據震實臺的三位置設計連桿機構（2）函數變換

以機構原動件的運動參數（例如轉角）為自變量，使機構某從動件的運動參數（如轉角、位移）為因變量的給定函數，即函數機構綜合。這類問題在解算機構、儀表顯示裝置的設計中可以遇到。外-4(可不放)正弦機構r

S=rsin

s軛架的位移S是曲柄轉角的正弦函數（3）軌跡復演

設計一機構使其運動過程中連桿上某點的軌跡能近似地與給定曲線復合，即機構軌跡綜合。外-5(可不放)yAMDCB港口起重機tu7-01yAMDCB設計港口起重機的變幅機構，使得M點按水平方向運動。yAMDCByyyyyyyyAMDCB（4）瞬時運動量約束

機構在運動過程中各構件的運動參數是不斷變化的，如果按給定機構中某些構件在某些特定位置時的運動量（如角速度、角加速度或線速度、線加速度等）來設計機構的結構參數，即瞬時運動量約束機構綜合。如帶有間停的機構綜合即屬此類。外-6(可不放)飛剪運動演示

武漢科技大學機械設計教