機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)(三)練習(xí)匯報人：AA2024-01-14CATALOGUE目錄緒論機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪傳動輪系連接與緊固緒論01機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的定義機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是機(jī)械工程專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，主要研究機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論及計算方法。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)的重要性機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)是連接基礎(chǔ)課與專業(yè)課的重要橋梁，也是學(xué)生由理論到實踐、由基礎(chǔ)到專業(yè)的過渡課程，在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)等方面具有重要的作用。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)概述課程目的通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本的設(shè)計理論及計算方法，具備機(jī)械設(shè)計的基本技能，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及從事機(jī)械設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。課程要求要求學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計的基本原理和方法，能夠運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行簡單的機(jī)械設(shè)計和分析，具備解決工程實際問題的能力。同時，要求學(xué)生具備創(chuàng)新精神和實踐能力，能夠積極參與課堂討論和實踐活動，不斷提高自己的綜合素質(zhì)。課程目的與要求本課程的學(xué)習(xí)方法主要包括課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、獨(dú)立思考、積極實踐等。學(xué)生應(yīng)該認(rèn)真聽講，做好筆記，積極思考和提問，及時完成作業(yè)和實驗報告。學(xué)習(xí)方法建議學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中注重理論與實踐的結(jié)合，多參加實踐活動和課程設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)。同時，要注重知識的積累和應(yīng)用，不斷擴(kuò)大自己的知識面和視野。此外，還要注重培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊協(xié)作能力，不斷提高自己的綜合素質(zhì)。學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法與建議機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析02機(jī)構(gòu)組成與分類機(jī)構(gòu)組成機(jī)構(gòu)是由兩個或兩個以上的構(gòu)件通過活動聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)。根據(jù)各構(gòu)件間的相對運(yùn)動關(guān)系，機(jī)構(gòu)可分為固定件、主動件、從動件等。機(jī)構(gòu)分類機(jī)構(gòu)可按照其運(yùn)動特性、結(jié)構(gòu)特性、動力特性等進(jìn)行分類。常見的機(jī)構(gòu)類型包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)等。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中，運(yùn)動副是用來表示兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動的聯(lián)接。根據(jù)兩構(gòu)件的接觸形式，運(yùn)動副可分為低副和高副。運(yùn)動副的表示繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖時，需用特定的符號表示構(gòu)件和運(yùn)動副，同時標(biāo)明主動件的運(yùn)動方向。通過運(yùn)動簡圖，可以清晰地表達(dá)機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動傳遞關(guān)系。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖VS平面機(jī)構(gòu)的自由度是指機(jī)構(gòu)中具有獨(dú)立運(yùn)動參數(shù)的數(shù)目。它是衡量機(jī)構(gòu)運(yùn)動確定性的重要指標(biāo)。自由度計算公式平面機(jī)構(gòu)的自由度計算公式為F=3n-2Pl-Ph，其中n為活動構(gòu)件數(shù)，Pl為低副數(shù)，Ph為高副數(shù)。通過計算自由度，可以判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動條件。自由度的概念平面機(jī)構(gòu)自由度計算平面連桿機(jī)構(gòu)03

鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本性質(zhì)桿長條件構(gòu)成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的四個桿件必須滿足一定的長度條件，即最長桿與最短桿之和小于或等于其余兩桿長度之和。運(yùn)動特性鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動特性，即主動件等速轉(zhuǎn)動時，從動件在回程中的平均速度大于其在工作行程中的平均速度。傳動角與壓力角傳動角是衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的重要指標(biāo)，壓力角越小，傳動角越大，機(jī)構(gòu)的傳力性能越好。演化方法通過改變構(gòu)件的形狀、尺寸或連接方式等，可以得到不同類型的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)等。創(chuàng)新方法引入新的設(shè)計元素或采用先進(jìn)的制造技術(shù)，可以創(chuàng)造出具有特殊功能或優(yōu)異性能的平面連桿機(jī)構(gòu)。例如，采用柔性構(gòu)件或智能材料可以實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的自適應(yīng)或智能化。演化與創(chuàng)新方法平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計確定設(shè)計任務(wù)和要求；選擇合適的機(jī)構(gòu)類型；根據(jù)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)要求進(jìn)行設(shè)計計算；優(yōu)化設(shè)計方案并進(jìn)行仿真驗證；繪制工程圖紙并制造樣機(jī)。設(shè)計步驟在滿足功能要求的前提下，盡量簡化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)以降低制造成本和提高可靠性；合理選擇構(gòu)件材料和制造工藝以提高機(jī)構(gòu)的承載能力和耐久性；注意機(jī)構(gòu)的平衡問題以減少振動和噪音。設(shè)計要點凸輪機(jī)構(gòu)04根據(jù)凸輪形狀和從動件類型，凸輪機(jī)構(gòu)可分為盤形凸輪機(jī)構(gòu)、移動凸輪機(jī)構(gòu)、圓柱凸輪機(jī)構(gòu)等。凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動機(jī)械、儀表和操縱控制裝置中，如內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)、縫紉機(jī)、打印機(jī)等。凸輪機(jī)構(gòu)類型應(yīng)用領(lǐng)域凸輪機(jī)構(gòu)類型和應(yīng)用等加速等減速運(yùn)動規(guī)律從動件在推程和回程中先作等加速運(yùn)動，后作等減速運(yùn)動，這種運(yùn)動規(guī)律使凸輪輪廓曲線為拋物線或余弦曲線。余弦加速度運(yùn)動規(guī)律從動件在推程和回程中按余弦加速度規(guī)律運(yùn)動，這種運(yùn)動規(guī)律使凸輪輪廓曲線為正弦曲線。等速運(yùn)動規(guī)律從動件在推程和回程中作等速運(yùn)動，這種運(yùn)動規(guī)律使凸輪輪廓曲線為直線或圓弧。從動件常用運(yùn)動規(guī)律設(shè)計原則01根據(jù)從動件的運(yùn)動規(guī)律和凸輪的基圓半徑，確定凸輪的輪廓曲線。設(shè)計時需考慮壓力角、基圓半徑、滾子半徑等因素。設(shè)計方法02可采用作圖法或解析法進(jìn)行設(shè)計。作圖法包括直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制和擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪制；解析法則是通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，得到精確的輪廓曲線。設(shè)計注意事項03在設(shè)計過程中，應(yīng)注意避免過大的壓力角和過小的基圓半徑，以保證機(jī)構(gòu)的傳力性能和運(yùn)動的平穩(wěn)性。同時，還需考慮加工工藝性和測量方便性等因素。凸輪輪廓曲線設(shè)計齒輪傳動05齒輪傳動由于嚙合部位接觸緊密，傳動效率高，通?？蛇_(dá)98%以上。傳動效率高圓柱齒輪、圓錐齒輪、蝸輪蝸桿等。常見的齒輪類型有齒輪傳動的傳動比是恒定的，不受負(fù)載大小和轉(zhuǎn)速高低的影響。傳動比穩(wěn)定齒輪傳動可以傳遞較大的扭矩和承受較高的負(fù)載。承載能力強(qiáng)齒輪傳動可用于平行軸、相交軸和交錯軸之間的傳動，且可根據(jù)需要設(shè)計成不同的類型和尺寸。適用范圍廣0201030405齒輪傳動特點和類型嚙合角不變可分性壓力角適中重合度大漸開線齒廓嚙合特性01020304漸開線齒廓在嚙合過程中，嚙合角始終保持不變，使得傳動更加平穩(wěn)。漸開線齒廓具有可分性，即兩個相嚙合的齒輪，其齒形可以用同一把刀具加工出來。漸開線齒廓的壓力角適中，既保證了齒形的強(qiáng)度，又減小了嚙合時的沖擊和噪聲。漸開線齒廓的重合度較大，有利于提高傳動的平穩(wěn)性和承載能力。模數(shù)是齒輪的一個重要參數(shù)，表示輪齒的大小。模數(shù)越大，輪齒越強(qiáng)壯，承載能力越強(qiáng)。模數(shù)m壓力角是漸開線齒廓的一個重要參數(shù)，表示齒形與分度圓之間的夾角。標(biāo)準(zhǔn)壓力角一般為20°。壓力角α齒數(shù)是齒輪上輪齒的數(shù)量。齒數(shù)越多，齒輪的直徑越大，傳動比也越穩(wěn)定。齒數(shù)z分度圓直徑是齒輪上的一個重要尺寸，用于計算齒輪的模數(shù)和齒數(shù)。d=m*z。分度圓直徑d漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本尺寸計算輪系06輪系可分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系兩大類。定軸輪系中所有齒輪的軸線都是固定的，而周轉(zhuǎn)輪系中至少有一個齒輪的軸線是繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動的。分類輪系廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如汽車、機(jī)床、航空航天器等。它們的主要功能是傳遞動力和改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向。應(yīng)用輪系分類及應(yīng)用傳動比定義定軸輪系中，輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速之比稱為傳動比。計算方法計算定軸輪系的傳動比時，需考慮各對嚙合齒輪的齒數(shù)比，并將它們連乘起來。對于多級傳動的輪系，還需考慮各級傳動的效率。定軸輪系傳動比計算傳動比定義周轉(zhuǎn)輪系中，輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速之比同樣稱為傳動比。要點一要點二計算方法計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比時，需先確定各齒輪的齒數(shù)和模數(shù)，然后根據(jù)齒輪嚙合原理及相對運(yùn)動關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算。此外，還需考慮輪系的效率及外部負(fù)載對傳動比的影響。周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算連接與緊固07螺紋的形成和分類螺紋是在圓柱或圓錐表面上，沿著螺旋線所形成的具有相同剖面的連續(xù)凸起和溝槽。根據(jù)剖面形狀不同，可分為三角螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。螺紋的主要參數(shù)包括大徑、小徑、中徑、螺距、導(dǎo)程、線數(shù)、螺旋升角和牙型角等。這些參數(shù)決定了螺紋的規(guī)格和性能。螺紋連接的類型根據(jù)連接方式不同，可分為螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接等。螺紋連接基本知識螺紋連接的預(yù)緊通過擰緊螺母或螺栓，使連接件產(chǎn)生預(yù)緊力，達(dá)到提高連接剛度、緊密性和防松能力的目的。預(yù)緊力的大小應(yīng)根據(jù)連接件的材料、強(qiáng)度和工作要求進(jìn)行確定。螺紋連接的防松方法為了防止螺紋連接在振動或沖擊載荷作用下發(fā)生松動，可采用鎖緊螺母、彈簧墊圈、自鎖螺母等防松措施。此外，還可采用涂膠、點焊等方法進(jìn)行固定。螺紋連接預(yù)緊和防松方法鍵連接的特點及應(yīng)用場合鍵連接是通過鍵將軸和軸上零件周向固定以傳