机械设计基础教案

授课内容：绪 论

目的要求：了解机械设计基础课程研究对象及学习要求

重点难点：重点：课程学习要求难点：课程学习要求

计划学时：2

绪 论

第一节 本课程研究的对象和内容

本课程研究对象：机 械（机器与机构的总称

机器的定义：执行机械运动的装置

机器的分类

—原动机丨〉将其他形式的能量转化为机械能的机器

机器-

—工作机—> 利用机械能去变换或传递能量、 物料、信息的机器

机器主体部分由机构组成

曲柄滑块机构：活塞的往复运动通过连杆

转变为曲轴连续转动

凸轮机构：凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀;

齿轮机构：两个齿轮保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作;

机器的功能组成 --- 动力部分

传动部分 控制部分

___ 执行部分

机械是机器和机构的总称

用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等

只能用于特定场合，如钟表的发条机构

第二节本课程在教学中的地位

一、本课程的特点

是工程制图、工程材料及机械制造基础、理论力学，材料力学、金工实习 等理论知识和实践技能的综合运用，同 时，为后续课程的学习打下基础

通过本课程的学习，可以培养大家初步具备运用手册设计简单机械设备的 能力，为今后操作、维护、管理、革新工程机械设备创造条件

三、怎样学好本课程

1. 重思考，常想几个问题：

A.什么样子

B.怎么运动

C.工作原理、方式

D.现实生活中的实际例子

2. 会查表、会用工具书

3. 不注重公式的记忆一一哪些公式要记忆，会在课堂上和考试前提醒

4. 多看一些设计方面的书，如工业设计、机械优化设计等

5. 一定要会几个设计软件二维的： AUTOCA 三维的：Pro/E 、UG 等

机构 的分一 类

—通用机构

一专用机构

授课内容：第1xx 平面机构的自由度和速度分析(§ 1.1 —§1.2 ) 目的要求: 熟悉运动副的分类

重点难点：重点：运动副的分类难点：运动副的分类计划学时：2

第一节平面机构的组成

基本概念

1、 平面机构的定义：所有构件都在互相平行的平面内运动的机构

2、 自由度：构件所具有的独立运动个数

一个平面构件有三个自由度，在空间内，一个构件有几个自由度？

3、 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 如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。

运动副的分类—12高副

1、低畐U ：两构件通过面接触组成的运 组成运动副的两构件只能沿某一直线相对移动组成的运动副 [―〉组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动组成运动副

2、高畐U ：两构件通过点或线接触组成的运动副 运动副的表示

一移动副

低副■

■转动副 动副

授课内容：第1XX 平面机构的自由度和速度分析(§ 1.3 —§ 1.4 )

目的要求：理解平面机构运动简图的绘制原理、熟悉机构自由度计算

重点难点：重点：平面机构运动简图的绘制

自由度计算 难点：自由度

计算 计划学时：2

第二节 平面机构的运动简图

平时观察机构的组成及运动形式时，不可能将复杂的机构全部绘制下来观 看，应该将不必要的零件去掉，用简单的线条表示机构的运动形式：机构的运 动简图、机构简图

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）；

3、 按比例绘制运动简图；简图比例尺： 卩I =实际尺寸m /图上xxmm

4、 检验机构是否满足运动确定的条件。

举例：绘制图示颚式破碎机的运动简图

第三节 平面机构的自由度

一、平面机构自由度计算公式

机构的自由度保证机构具有确定运动，机构中各构件相对于机架的独立运 动数目 一个原动件只能提供一个独立运动

机构具有确定运动的条件为

自由度二原动件的个数

平面机构的每个活动构件在未用运动副联接之前，都有三个自由度

经运动副相联后，构2 A 1 T

件自由度会有变化：

自由度的计算公式

F=3n－(2PL +Ph ) 二、计算平面机构自由度的注意事项

1、复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联例如：计算图示机构的自由度

解：活动构件数n=7 低副数PL=10

F=3n －2PL －PH

=3X 7 —2X 10- 0=1

2、局部自由度：与输出件运动无关的自由度出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp

例如: 计算图示两种凸轮机构的自由度本例中局部自由度FP=1

F=3n—2PL—PH—FP=3X 3 2 x 3—1 —1 =1 或计算时去掉滚子和铰链：

F=3x 2 —2x 2 —1=1

机械设计基础教案

3、虚约束：对机构的运动实际不起作用的约束计算自由度时应去掉虚约束

例如：已知：AB= Cf> EF,计算图示平行四边形机构的自由度

n=3,PL=4,PH==3n －2PL －PH

=3X 3 —2X4 =1

授课内容：第2xx 平面四杆机构(§ 2.1—§2.2)

目的要求: 了解铰链四杆机构的基本型式和特性、铰链四杆机构有整转副的条件

重点难点：重点：平面四杆机构的基本特性难点：平面四杆机构的基本特计划学时：2