中职教材-机械基础电子教案(全套)--机械工业出版社--朱明松主编--中职生对口升学辅导教材1文档格式.doc

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使用教具

多媒体课件、实物模型

一、机器和机构

1、机器定义：

人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。

2、机构定义：

具有确定相对运动的构件的组合，它是用来传递运动和力的构件系统。

3、机器和机构的区别：

4、机器的组成：

5、机器示例图形

二、构件和零件

1、构件

定义：

机构（由许多具有确定的相对运动的构件组成的）中的运动单元体。

特点：

一个构件可以是不能拆开的单一整体

分类：

按其运动状况，分为固定构件和运动构件两种。

2、零件

机器及各种设备的基本组成单元。

与构件的区别：

构件是运动单元，零件是制造单元

3、机械、机器、机构、构件、零件之间的关系

零件

构件

机构

机器

（制造单元）

（运动单元）

（传递、转变运动形式）

（利用机械能做功或实现能量转换）

机械

三、机械传动的分类

随堂练习

1、机构的功能是什么？

试举例说明。

2、机器的功能是什么？

3、机器与机构有何区别和联系？

4、简要说明机械传动的分类.

教学反思

运动副

1、掌握运动副的概念

2、熟悉运动副的类型、符号

3、掌握运动副的特点及应用

4、了解常用机构运动简图

运动副的特点及应用

一、运动副的概念

两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。

各构件均保持直接接触，并能产生一定的相对运动，因而构成了运动副。

二、运动副的类型

根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副可分为低副和高副两大类。

1、低副

两构件之间作面接触的运动副。

转动副、移动副、螺旋副

2、高副

两构件之间作点或线接触的运动副。

分类：

滚动轮接触、凸轮接触、齿轮接触

3、低副与高副的特点

低副：

单位面积压力较小，较耐用，传力性能好；

摩擦损失大，效率低；

不能传递较复杂的运动

高副：

单位面积压力较大，两构件接触处容易磨损；

制造和维修困难；

能传递较复杂的运动

4、低副机构和高副机构

低副机构——机构中所有运动副均为低副的机构。

高副机构——机构中至少有一个运动副是高副的机构。

三、机构运动简图

对机构进行分析时，实际构件的形状和结构往往比较复杂，为了使问题简单化，可以忽略那些与运动无关的构件外形和运动副的具体构造，仅用简单的线条和符号表示构件和运动副，并按比列绘制出各运动副的位置。

如下机构运动简图示例

1、什么是运动副？

运动副是如何分类的？

2、运动副中的高副和低副有何区分？

各有何特点？

3、什么是机构运动简图？

机构运动简图有何作用？

铰链四杆机构

1、了解铰链四杆机构的基本类型、特点及应用

2、理解曲柄存在的条件

3、掌握铰链四杆机构基本类型的判别方法

铰链四杆机构基本类型的判别方法

前言

机构按其运动空间分为平面机构和空间机构两类。

1、平面连杆机构

由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行平面内运动的机构。

作用：

实现某些较为复杂的平面运动，在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式。

一、铰链四杆机构的基本类型

1、曲柄摇杆机构

曲柄——与机架用转动副相连，且能绕该转动副轴线整圈旋转的构件。

摇杆——与机架用转动副相连，但只能绕该转动副轴线摆动的构件。

铰链四杆机构的两个连架杆中，其中一个是曲柄，另一个是摇杆。

曲柄摇杆机构的应用举例：

曲柄摇杆机构运动简图：

2、双曲柄机构

铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄。

类型：

不等长双曲柄机构；

平行双曲柄机构；

反向双曲柄机构

（1）、不等长双曲柄机构

定义：

两曲柄长度不等的双曲柄机构。

图示：

（2）、平行双曲柄机构

连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相同的双曲柄机构。

（3）、反向双曲柄机构

连杆与机架的长度相等且两个曲柄长度相等，曲柄转向相反的双曲柄机构。

应用：

3、双摇杆机构

铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆。

示例：

二、曲柄存在的条件

1、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。

2、连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

三、铰链四杆机构基类型的判别

1、什么是平面连杆机构？

什么是铰链四杆机构？

2、铰链四杆机构有哪些基本类型？

如何分类？

铰链四杆机构的演化

1、了解铰链四杆机构的演化方法及常见的演化类型

2、了解曲柄滑块机构的演化过程、运动特点及应用

3、了解定块机构、摇块机构、导杆机构的演化过程、

种类、运动特点及应用

了解定块机构、摇块机构、导杆机构的演化过程、

一、曲柄滑块机构

具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，是由曲柄摇杆机构演化而来的。

组成：

曲柄、连杆、滑块、机架

根据滑块的导路中心线是否通过曲柄回转中心，曲柄滑块机构又分为对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构。

图示：

功能：

曲柄滑块机构的功能时将主动曲柄的等速转动转换为从动滑块的往复直线移动，或者将主动滑块的往复移动转换为从动曲柄的转动。

演化：

定块机构、摇块机构、导杆机构

二、定块机构

曲柄滑块机构中，将滑块作为机架，即为定块机构

三、摇块机构

如下图所示，取构件2为机架，即为摇块机构。

四、导杆机构

导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。

连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。

转动导杆机构、摆动导杆机构

1、转动导杆机构

当机架的长度小于连杆长度时，连杆和导杆均能做整周转动，即为转动导杆机构。

2、摆动导杆机构

当导杆机构中机架的长度大于连杆的长度时，导杆只能绕机架摆动，即为摆动导杆机构。

五、偏心轮机构

概念：

当要求滑块的行程H很小时，曲柄的长度必须很小。

此时，出于结构的需要，常将曲柄做出偏心轮，用偏心轮的偏心距e来代替曲柄的长度，曲柄滑块机构便演化成偏心轮机构。

偏心轮机构中滑块的行程等于偏心距的2倍，即H=2e，传动时只能以偏心轮为主动件。

5、曲柄滑块机构是如何演化而成的？

6、摆动导杆机构是如何演化而成的？

它有何功能？

是举例说明。

7、如何区分摆动导杆机构和转动导杆机构？

转动导杆机构有何功能？

8、定块机构是如何演化而成的？

试举例说明其构成。

9、摇块机构是如何演化而成的？

四杆机构的基本特性

1、认识急回特性，了解其参数及应用。

2、理解压力角的定义。

3、了解“死点”的产生及其克服方法。

压力角的定义

一、急回特性

极位夹角：

摇杆在C1D、C2D两极限位置时，曲柄与连杆共线，对应两位置所夹的锐角，用θ表示。

急回特性：

空回行程时的平均速度大于工作行程时的平均速度。

曲柄摇杆机构的急回特性：

行程速比系数K：

机构的急回特性可用行程速比系数K表示。

极位夹角θ越大，机构的急回特性越明显。

特点：

机构有无急回特性，取决于行程速比系数K的数值。

若K>

1，则机构具有急回特性，且K值越大，急回特性越显著，也就是从动件空回行程越快；

当K=1时，机构无急回特性。

偏置曲柄滑块机构

摆动导杆机构极位夹角

二、压力角

定义:

如图所示铰链四杆机构中，主动件AB经连杆BC推动从动件CD摆动，若不计构件质量和运动副中的摩擦，则连杆BC为二力构件。

从动件上C点所受力方向（沿连杆BC）与C点速度方向Ｖｃ方向（与ＣＤ垂直）间所夹的锐角α 

称为压力角。

压力角余角：

工程中，为了度量方便，常将压力角的余角 

γ＝９０－α 

。

很明显，机构的传动角越大，则传力性能越好，反之机构的传力性能就越差，当传动角过小时，机构将发生自锁现象。

三、死点位置

下图所示，机构处于死点位置

一般来说，用作传动的机构有死点是不利的，工作中应采取相应措施使机构能顺利通过死点位置。

克服死点方法：

一是利用从动件本身的质量或附加一转动惯性较大的飞轮，依靠其惯性来通过死点位置。

二是增设辅助机构。

三是采取多组机构错列。

死点位置的利用（图示）：

机床上死点的利用：

飞机起落架死点的利用：

１.什么是机构的急回特性？

机构具有急回特性有何作用？

２.试举例具有急回特性的机构并分析其具有急回特性的前提的条件。

３.什么是压力角？

压力角的大小对机构传动有何影响？

４.什么是死点位置？

如何通过死点位置？

凸轮机构概述

授课课时