《机械设计常用方法》PPT课件
合集下载
机械设计全套课件 ppt课件
凡具备上述（1）、（2）两个特征的实物组合体称为机构。 机器能实现能量的转换或代替人的劳动去做有用的机械功，而 机构则没有这种功能。
仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们 都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。因此，通 常人们把机器与机构统称为机械。
ppt课件
7
机械设计基础
绪论
如图1-1所示的内燃机，
图1-5（a）闭式运动链
机械设计基础
ppt课件
图1-5（a）开式运动链
16
• 将运动链中的一个构件固定，并且它的一个 或几个构件作给定的独立运动时，其余构件 便随之作确定的运动，此时，运动链便成为 机构。
• 机构的组成:
• 机 架：固定不动的构件
• 原动件：输入运动的构件
• 从动件：其余的活动构件
1)运动副：两构件之间直接接触并能产生一定的相对
运动的连接称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参与接触而构成运动副的部分— —点、线或面。
2) 运动副的分类
平面
运 运动副 动 副
空间 运动副
机械设计基础
高副：点、线接触 低副：面接触
球面副 螺旋副
ppt课件
运动副 转动副
13
图1-2 转动副
图1-3 移动副
是由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、 小齿轮5、大齿轮6、凸轮7、推杆8等系列 构件组成，其各构件之间的运动是确定的。
0.1.2 构件与零件
机构是由具有确定运动的单元体组成的，这 些运动单元体称为构件。
组成构件的制造单元体称为零件。 零件则是指机器中不可拆的一个最基本的 制造单元体。构件可以由一个或多个零件组成。
ppt课件
20
机械设计基础
机械设计基础全套课件完整版ppt教程
任务分析
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
任务目标
夯实理论
机器的特征
（1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。
任务实施
识别机器与机构 机械钟表、打字机、发报机用于传递信息都属于机器。
培养技能
机械钟表 打字机 发报机
球磨机的铁球，摇奖机不强调构件间具有确定的相对运动，它们也属于机器。
平面运动副的分类
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
2)移动副 只允许两构件作相对移动。
移动副
夯实理论
移动副
夯实理论
(2)高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
夯实理论
机构中构件按运动性质分类
机 架 用来支承运动构件，相对于地面固定不动的构件。 原动件 按给定的运动规律独立运动的构件。 从动件 除原动件以外的所有活动构件。
B
4
3
2
A
D
C
计算实例
n = 3, PL = 4, PH = 0
F = 3n - 2PL- PH =3×3 – 2×4 – 0 = 1
n：机构中活动构件数； PL ：机构中低副数； PH ：机构中高副数； F ：机构的自由度数；
构件的图样长度
构件的实际长度
夯实理论
单缸四冲程内燃机
任务实施
任务实施
1.设计要求与数据
单缸四冲程内燃机主体机构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运动简图。
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
任务目标
夯实理论
机器的特征
（1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。
任务实施
识别机器与机构 机械钟表、打字机、发报机用于传递信息都属于机器。
培养技能
机械钟表 打字机 发报机
球磨机的铁球，摇奖机不强调构件间具有确定的相对运动，它们也属于机器。
平面运动副的分类
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
2)移动副 只允许两构件作相对移动。
移动副
夯实理论
移动副
夯实理论
(2)高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
夯实理论
机构中构件按运动性质分类
机 架 用来支承运动构件，相对于地面固定不动的构件。 原动件 按给定的运动规律独立运动的构件。 从动件 除原动件以外的所有活动构件。
B
4
3
2
A
D
C
计算实例
n = 3, PL = 4, PH = 0
F = 3n - 2PL- PH =3×3 – 2×4 – 0 = 1
n：机构中活动构件数； PL ：机构中低副数； PH ：机构中高副数； F ：机构的自由度数；
构件的图样长度
构件的实际长度
夯实理论
单缸四冲程内燃机
任务实施
任务实施
1.设计要求与数据
单缸四冲程内燃机主体机构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运动简图。
机械设计基础PPT课件
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
蜗杆传动
优点是具有自锁性、传动比大、结 构紧凑等；缺点是效率较低、发热 量大、需良好的润滑和冷却等。
链传动
优点包括适用于远距离传动、能在 恶劣环境下工作等；缺点主要有瞬 时传动比不准确、易磨损等。
齿轮传动设计计算与校核方法
设计计算
包括确定传动比、选择齿轮材料、计 算齿轮主要参数和尺寸、进行强度校 核等步骤。
根据实际需求选择合适的机构类型，并确 定构件数目。
根据实际尺寸选择合适的比例尺进行绘制 。
绘制构件及运动副
检查并修正简图
按照约束类型和相对位置关系绘制构件和 运动副。
检查简图是否符合实际情况，并进行必要的 修正。
常见机构运动简图实例分析
平面连杆机构
包括曲柄摇杆机构、双 曲柄机构、双摇杆机构
等。
凸轮机构
花键连接优点
承载能力高、定心精度高、导向性好；缺点 ：加工成本高、对设备要求高。
销连接和铆接应用场景分析
销连接应用场景
主要用于定位、传递扭矩或作为安全装置中 的过载剪断元件，适用于轻载或无载的连接 。
铆接应用场景
适用于金属构件的永久连接，如桥梁、建筑 、船舶等重载或承受冲击振动的场合。
弹簧在连接中作用及设计要点
螺纹连接类型
包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接等，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
防松措施
采用摩擦防松、机械防松和永久防松等方法，防止螺纹连接在振动或冲击载荷下自行松脱。
键连接和花键连接优缺点比较
键连接优点
结构简单、装拆方便、对中性好；缺点：承 载能力较低、易磨损、对轴和键槽的削弱较 大。
最全机械制图ppt课件
② 另外两个投影，反映线段实长。且垂直 于相应的投影轴。
上页 下页 26 返回
⑶ 一般位置直线
b
b
投影特性：
a
a
a b
三个投影都缩短。 即: 都不反映空间线段 的实长及与三个投影面 夹角的实大，且与三根 投影轴都倾斜。
上页 下页 27 返回
二、直线与点的相对位置
判别方法：
◆ 若点在直线上, 则 V
且符合空间一个点的投影规律。
⒊ 交叉（异面）
同名投影可能相交，但“交点”不符合空
间一个点的投影规律。“交点”是两直线上一
对重影点的投影。
上页 下页 42 返回
五、相互垂直的两直线的投影特性 ⒈ 两直线同时平行于某一投影面时，在该
投影面上的投影反映直角。 ⒉ 两直线中有一条平行于某一投影面时，
在该投影面上的投影反映直角。 ⒊ 两直线均为一般位置直线时，
⒊ 投影面垂直线
在其垂直的投影面上的投影积聚为一点。 另两个投影反映实长且垂直于相应的投影轴。
上页 下页 41 返回
三、直线上的点
⒈ 点的投影在直线的同名投影上。
⒉ 点分线段成定比，点的投影必分线段的投影 成定比——定比定理。
四、两直线的相对位置
⒈ 平行
同名投影互相平行。
⒉ 相交
同名投影相交，交点是两直线的共有点，
另两个投影面上的投影分别积聚成与相应 的投影轴平行的直线。
上页 下页 48 返回
⒊ 一般位置平面
b
b
c
c 投影特性：
a
a 三个投影都类似。
b
a
c
上页 下页 49 返回
三、平面上的直线和点 ⒈ 平面上取任意直线
判断直线在平面 内的方法
机械设计手册-常用机构(共32张PPT)
二 、棘轮机构的类型
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
1、间歇送进
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
2、制动
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
3、转位、分度
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
4、超越离合
结束
§ 12 - 1
四 、动程和动停比的调整
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换为槽轮的 单向间歇转动
结构简单、尺寸小，传动平稳、效率高
；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成：
主动拨盘、从动槽轮、机架 2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换 为槽轮的单向间歇转动
kn(1/21/z) 又 k 1 n 2 z /z ( 2 ) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td /t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间
t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21槽数2 与圆2销数的关系
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 2122
k2 2 1 2 2 2 2 2 /z 1 2 1 z
由上式可见： k 0 z 3 且 k 0 .5
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
1、间歇送进
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
2、制动
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
3、转位、分度
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
4、超越离合
结束
§ 12 - 1
四 、动程和动停比的调整
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换为槽轮的 单向间歇转动
结构简单、尺寸小，传动平稳、效率高
；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成：
主动拨盘、从动槽轮、机架 2、工作特点
将主动拨盘的连续转动转换 为槽轮的单向间歇转动
kn(1/21/z) 又 k 1 n 2 z /z ( 2 ) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td /t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间
t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21槽数2 与圆2销数的关系
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 2122
k2 2 1 2 2 2 2 2 /z 1 2 1 z
由上式可见： k 0 z 3 且 k 0 .5
机械设计基础知识PPT课件
3、向视图的表6、剖视图的表达方法 全剖视图
半剖视图
局部剖视图
7、剖面图的表达方法
第三节 、常用简化画法 1）、机件上某些交线的投影的简化画法
2）、相同结构的简化画法
3）、机件上较小结构的简化画法
第四节、螺纹的规定画法
第五节、圆柱齿轮的规定画法 1）、单个的圆柱齿轮
2）、两圆柱齿轮啮合
第六节、滚动轴承简化画法 1）、滚动轴承的基本结构及表达方法
2）、三种画法的选用
第二章 产品图样的基本内容和要求
第一节 产品图样包括的主要内容
产品图样包括的主要内容： 1、标题栏及明细表 2、视图 3、材料 4、尺寸和尺寸公差 5、形状和位置公差及表面粗糙度 6、关重件、关重特性 7、技术要求 8、其它技术参数图表
1、发动机总成图要反映出发动机的主要外部形状、安装部 位形状、内部主要结构形状，各组件（或部件）的装配位置和装配
关系、运动关系等；
2、发动机主视图一般采用沿曲轴轴线方向的综剖视图， 主要反映与曲轴轴向有关的各主要零部件的装配关系和运动关 系等，发动机的左视图一般采用横剖视图，反映曲柄连杆的装 配、运动关系及配气机构的装配运动关系等；
4、化油器、磁电机、火花塞、点火器、消音器、空滤 器等专业性很强的部件可以不拆分或部分拆分。
第三节 尺寸
一、尺寸的标注 1、尺寸在图纸上要标注齐全、正确、具有唯一性；标注方
法要符合国家标准的规定；基准选择要合理。 2、.图样中所标注的尺寸数值是实物真实的尺寸，不以图样
的比例大小为依据； 3、 图样中未标注单位的尺寸数字的单位是mm ； 4、在标注直径尺寸时，应在尺寸数字前加写字母Φ。在标注
连杆机构的动平衡试验曲线、配气相位、配缸间隙分组等。 四、零件图的要求
机械设计常用机构ppt课件
相对独立运动所受到的限制。 根据运动副对被联接的两构件相对运动约束的
不同，可将运动副分为Ⅰ至Ⅴ级，如：引入一个约 束的称为Ⅰ级副。球面副为Ⅲ级副，圆柱副、球销 副为Ⅳ级副，移动副、转动副、螺旋副为Ⅴ级副。
运动副的自由度=6-运动副所有的约束个数
精选课件PPT
6
机构可动的运动学条件：输入的独立运动数目等
机车车轮联动机构
精选课件PPT
20
惯性筛
精选课件PPT
21
双摇杆机构 特征：无曲柄，有两个摇杆 作用：一杆摆动可以影响另一杆的摆动幅度，实 现特定运动轨迹。
起重机
精选课件PPT
22
汽车换向机构
精选课件PPT
23
其它平面连杆机构
曲柄滑块机构
转动导杆机构
曲柄摇块机构
移动导杆机构
精选课件PPT
24
定运动的实现，都是通过机构的协调运动来完成的。
一部较复杂的机器一般是由很多常用机构组成的，如
：连杆机构、轮系机构、凸轮机构、间隙机构和其它
机构，它们之间的相互组合，为实现不同的运动方案
提供了基础 ，而这使机械设计更加丰富与更富有挑战
性，使设计更加趋向合理实用。
精选课件PPT
12
二.机械设计常用机构
于机构的自由度数。
机构的自由度的计算：
F=6n-(5*P5+4*P4+3*P3+2*P2+P1) 但做平面运动的自由构件只有3个自由度，故平 面机构自由度计算也可用以下公式：
F=3n-2P5-P4（n为机构的活动构件数） P1,P2,P3,P4,P5为Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ级副的个数 在自由度的计算中，要注意公共约束和虚约束对
机构自由度的影响，去除多余的约束和局部自由度才
不同，可将运动副分为Ⅰ至Ⅴ级，如：引入一个约 束的称为Ⅰ级副。球面副为Ⅲ级副，圆柱副、球销 副为Ⅳ级副，移动副、转动副、螺旋副为Ⅴ级副。
运动副的自由度=6-运动副所有的约束个数
精选课件PPT
6
机构可动的运动学条件：输入的独立运动数目等
机车车轮联动机构
精选课件PPT
20
惯性筛
精选课件PPT
21
双摇杆机构 特征：无曲柄，有两个摇杆 作用：一杆摆动可以影响另一杆的摆动幅度，实 现特定运动轨迹。
起重机
精选课件PPT
22
汽车换向机构
精选课件PPT
23
其它平面连杆机构
曲柄滑块机构
转动导杆机构
曲柄摇块机构
移动导杆机构
精选课件PPT
24
定运动的实现，都是通过机构的协调运动来完成的。
一部较复杂的机器一般是由很多常用机构组成的，如
：连杆机构、轮系机构、凸轮机构、间隙机构和其它
机构，它们之间的相互组合，为实现不同的运动方案
提供了基础 ，而这使机械设计更加丰富与更富有挑战
性，使设计更加趋向合理实用。
精选课件PPT
12
二.机械设计常用机构
于机构的自由度数。
机构的自由度的计算：
F=6n-(5*P5+4*P4+3*P3+2*P2+P1) 但做平面运动的自由构件只有3个自由度，故平 面机构自由度计算也可用以下公式：
F=3n-2P5-P4（n为机构的活动构件数） P1,P2,P3,P4,P5为Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ级副的个数 在自由度的计算中，要注意公共约束和虚约束对
机构自由度的影响，去除多余的约束和局部自由度才
《机械设计》教学PPT课件 第九章 轴
练习4
指出图中结构不合理的地方，并予以改正。
练习5
§9-3 轴的工作能力计算
轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计 算方法。常见的轴的强度计算有以下两种
一、按扭转强度计算
对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为
T
WT
9.55 10 6 0.2d 3n
P
[ ]
MPa
设计公式为
9.55106 P
三、轴的结构工艺性
1.轴端倒角C×45°(1C、2C等) 2.螺纹退刀槽——切制螺纹 3.砂轮越程槽——磨削 4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同 尺寸。圆角半径r也尽量一致。
1.轴端倒角C 2.螺纹退刀槽——切制螺纹
3.砂轮越程槽——磨削
4.同一轴上键槽位于圆柱同 一母线上，且取相同尺寸。 圆角半径r也尽量一致。
1.轴向固定 —— 轴肩定位
r轴<C孔
r轴<R孔
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力
应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位
r轴>C孔
固定滚动轴承的轴肩高度 ─-查轴承的安装尺寸
da
轴向固定
2-3
轴长应略短于轮毂宽度(保证零件固定)
套筒用于两个零件间距离较小时 不宜用于高速旋转
轴向固定 圆螺母
2. 按轴线形状分
直轴 曲轴
光轴 阶梯轴
空心轴: 有特殊要求时，如航空发 动机的主轴。
实心轴
钢丝软轴：可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意 空间位置。
钢丝软轴
选用合适的材料 结构设计
强度计算 轴的结构形状和尺寸
一、碳钢
1.对应力集中敏感性低，强度、塑性和韧性均较好； 2.般经调质或正火热处理，如40、45； 3.不重要或承受载荷较小的轴，可用普通碳素钢，Q235等