創(chuàng)新設(shè)計(jì)課件

1、第二章第二章 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) 機(jī)械及其組成機(jī)械及其組成 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械控制系統(tǒng)機(jī)械控制系統(tǒng) 一、一、 機(jī)械（機(jī)器）的組成機(jī)械（機(jī)器）的組成 1 1 機(jī)械概念機(jī)械概念 定義：由原動(dòng)機(jī)和若干機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械系統(tǒng)。定義：由原動(dòng)機(jī)和若干機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械系統(tǒng)。 2 2 機(jī)械特點(diǎn)機(jī)械特點(diǎn) 執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)完成有用的功，并進(jìn)行信息或物執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)完成有用的功，并進(jìn)行信息或物 料的變換域傳遞完成能量裝換。沒有能量轉(zhuǎn)換料的變換域傳遞完成能量裝換。沒有能量轉(zhuǎn)換 的為機(jī)構(gòu)。的為機(jī)構(gòu)。 3 3 按特點(diǎn)分類按特點(diǎn)分類 原動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)

2、：電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī) 工作機(jī)：進(jìn)行信息或物料的變換域傳遞工作機(jī)：進(jìn)行信息或物料的變換域傳遞 信息機(jī)：通過復(fù)雜的信息控制機(jī)械。打印機(jī)、信息機(jī)：通過復(fù)雜的信息控制機(jī)械。打印機(jī)、 繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)等。繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)等。 4 4 機(jī)械的組成機(jī)械的組成 原動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控制系統(tǒng) 圖 2-1 機(jī)械組成示意圖 注：有的機(jī)械沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而是由原動(dòng)注：有的機(jī)械沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而是由原動(dòng) 機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 1 1 機(jī)構(gòu)的基本型機(jī)構(gòu)的基本型 l機(jī)構(gòu)的基本型是指最基本的、最常用的機(jī)機(jī)構(gòu)的基本型是指最基本的、最常用的機(jī) 構(gòu)型式。目前，機(jī)構(gòu)基本型的確定原則尚構(gòu)型式。目前，機(jī)構(gòu)基本型的確定原則

3、尚 無確切說明。本講介紹無確切說明。本講介紹1717種基本型。種基本型。 l主要介紹常見基本型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、演化方式主要介紹常見基本型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、演化方式 等內(nèi)容等內(nèi)容 （1）全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型）全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，可演全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，可演 化為雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)?；癁殡p曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示。 圖圖1 1 （2 2）含有一個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型）含有一個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 含有一個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基奪型為曲柄滑含有一個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基奪型為曲柄

4、滑 塊機(jī)構(gòu)，可演化為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、塊機(jī)構(gòu)，可演化為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、 曲柄播塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。曲柄播塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。 （3 3）含有二個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型）含有二個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 正弦機(jī)構(gòu)。正弦機(jī)構(gòu)。 圖圖2 2 圖圖3 3 （4 4）園柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型）園柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型為外嚙合直齒圓柱齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型為外嚙合直齒圓柱齒輪 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可演化為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、人字齒圓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可演化為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、人字齒圓 柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可用漸開線齒形，也可用擺線齒形和柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可用漸開線齒形

5、，也可用擺線齒形和 圓弧齒形，還可以演化為行星齒輪傳動(dòng)。圓弧齒形，還可以演化為行星齒輪傳動(dòng)。 (5)(5)圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型為外嚙合置齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型為外嚙合置齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 可演化為斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可演化為斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲齒圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu). . (6)(6)蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型為阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可演蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型為阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可演 化為延伸漸開線圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、漸開線圓柱蝸桿傳劫機(jī)構(gòu)?；癁檠由鞚u

6、開線圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、漸開線圓柱蝸桿傳劫機(jī)構(gòu)。. . (7)(7)內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)杌構(gòu)的基本型是指漸開線圓柱齒輪。可內(nèi)嚙合行星齒輪傳動(dòng)杌構(gòu)的基本型是指漸開線圓柱齒輪?？?演化為擺線針輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、演化為擺線針輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 例例 卡車翻斗卸料機(jī)構(gòu)示意圖卡車翻斗卸料機(jī)構(gòu)示意圖 (8)(8)直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型 直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型是指直動(dòng)對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型是指直動(dòng)對(duì)心 尖底從

7、動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)，可演化為直動(dòng)對(duì)心滾尖底從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)，可演化為直動(dòng)對(duì)心滾 子從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)對(duì)心平底從動(dòng)件平子從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)對(duì)心平底從動(dòng)件平 面凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)偏置從動(dòng)平面凸輪機(jī)構(gòu)。面凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)偏置從動(dòng)平面凸輪機(jī)構(gòu)。 (9)(9)擺動(dòng)從動(dòng)件平面西輪機(jī)構(gòu)的基本型擺動(dòng)從動(dòng)件平面西輪機(jī)構(gòu)的基本型 擺動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型是指擺動(dòng)尖底擺動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型是指擺動(dòng)尖底 從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)，基本型可演化為擺動(dòng)滾子從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)，基本型可演化為擺動(dòng)滾子 從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)t t擺動(dòng)平底從動(dòng)件平面凸輪擺動(dòng)平底從動(dòng)件平面凸輪 機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。 (10)

8、直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型 直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型主要指直動(dòng)滾子從直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型主要指直動(dòng)滾子從 動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。 (11)擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型主要指擺動(dòng)滾子從擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型主要指擺動(dòng)滾子從 動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。 (12)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型是指平帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它可演帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型是指平帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它可演 化為化為V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、圓帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、活絡(luò)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、圓帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、活絡(luò)V

9、帶傳動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)杓。其基本型如圖所示。構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)杓。其基本型如圖所示。 （13）鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型）鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型可演化為多排鏈傳動(dòng)、齒鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型可演化為多排鏈傳動(dòng)、齒 形鏈傳動(dòng)等，基本型如圖所示形鏈傳動(dòng)等，基本型如圖所示 （1414）液壓氣動(dòng)基本型）液壓氣動(dòng)基本型 可演化為擺動(dòng)缸、移動(dòng)缸等。液壓氣動(dòng)可演化為擺動(dòng)缸、移動(dòng)缸等。液壓氣動(dòng) 基本型如圖基本型如圖 液壓缸液壓缸 控制閥控制閥 油泵油泵 油箱油箱 （1515）螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 基本型圖基本型圖1 1。 可演化為梯形、矩形、滾珠絲杠螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)?？裳莼癁樘菪?、矩形、

10、滾珠絲杠螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （1616）電磁傳動(dòng)基本型）電磁傳動(dòng)基本型 基本型圖基本型圖2 2。 （1717）間歇運(yùn)功基本型）間歇運(yùn)功基本型 基本型圖基本型圖3a3a、b b。 圖圖1 1 圖圖2 2 圖圖3 3 2 2 機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)的組合 （1 1）定義）定義 為滿足不同的工作需要，把基本機(jī)構(gòu)通過為滿足不同的工作需要，把基本機(jī)構(gòu)通過 適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來組成一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，成為適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來組成一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)，成為 機(jī)構(gòu)組合。并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)、疊加等。機(jī)構(gòu)組合。并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)、疊加等。 （2 2）特點(diǎn)）特點(diǎn) 組合系統(tǒng)中的每一個(gè)基本機(jī)構(gòu)都獨(dú)立于組組合系統(tǒng)中的每一個(gè)基本機(jī)構(gòu)都獨(dú)立于組 合系統(tǒng)中，保

11、持原來的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性不變。合系統(tǒng)中，保持原來的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性不變。 （3 3）舉例）舉例 見圖見圖 機(jī)構(gòu)組合舉例 1、2齒輪；3、 7、8 、9、10和3、4、5、6的機(jī)構(gòu)組合（并聯(lián)） 1 1、2 2、4 4和和3 3、5 5、6 6的組合（串聯(lián)）的組合（串聯(lián)） 3 組合機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu) （1 1）定義）定義 為滿足不同的工作需要，把基本機(jī)構(gòu)通過特為滿足不同的工作需要，把基本機(jī)構(gòu)通過特 殊的方式組成一個(gè)具有新屬性的機(jī)械系統(tǒng)，成為殊的方式組成一個(gè)具有新屬性的機(jī)械系統(tǒng)，成為 組合機(jī)構(gòu)。組合機(jī)構(gòu)。 （2 2）特點(diǎn)）特點(diǎn) 組合系統(tǒng)中的每一個(gè)基本機(jī)構(gòu)都不能保持原組合系統(tǒng)中的每一個(gè)基本機(jī)構(gòu)都不能保持原 來的

12、結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，需要不同的、新的分析方來的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，需要不同的、新的分析方 法和設(shè)計(jì)方法。法和設(shè)計(jì)方法。 （3 3）舉例）舉例 圖圖1 1 圖圖2 2 圖圖1 1：齒輪機(jī)構(gòu)與五桿機(jī)構(gòu)組合齒輪機(jī)構(gòu)與五桿機(jī)構(gòu)組合 圖圖2 2：凸輪機(jī)構(gòu)與五桿機(jī)構(gòu)組合凸輪機(jī)構(gòu)與五桿機(jī)構(gòu)組合 形成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)輸出（形成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)輸出（F CF C） 三三 機(jī)械控制系統(tǒng)（簡講）機(jī)械控制系統(tǒng)（簡講） : :機(jī)械控制、電氣控制、液壓與氣動(dòng)控制、綜合機(jī)械控制、電氣控制、液壓與氣動(dòng)控制、綜合 控制?？刂?。 1 1機(jī)械控制機(jī)械控制 換向、運(yùn)動(dòng)分解、增減速等換向、運(yùn)動(dòng)分解、增減速等 2 2電氣控制電氣控制 繼電器、繼電器、PLCPLC、微機(jī)、智能控制等。、微機(jī)、智能控制等。 3 3 液壓控制液壓控制 換向、順序控制、運(yùn)動(dòng)分解、增減速等換向、順序控制、運(yùn)動(dòng)分解、增減速等 4 1234 123的復(fù)合應(yīng)用的復(fù)合應(yīng)用 舉例舉例1：機(jī)械運(yùn)動(dòng)的變換：機(jī)械運(yùn)動(dòng)的變換 低速倒車檔低速倒車檔 (1)-2(7)- 8- 6()(1)-2(7)- 8- 6() 高速檔高速檔: :- - 中速檔中速檔: :(1)-2(3)- 4()(1)-2(3)-