機(jī)械傳動概述

概述(ɡàishù)機(jī)械(jīxiè)基礎(chǔ)精品資料教學(xué)(jiāoxué)目的教學(xué)內(nèi)容習(xí)題1引言2機(jī)器(jīqì)和機(jī)構(gòu)3構(gòu)件和零件1、了解機(jī)械工業(yè)發(fā)展情況。2、掌握機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件和零件的概念。精品資料引入:機(jī)械(jīxiè)的產(chǎn)生機(jī)械是人類祖先(zǔxiān)在長期的生活和生產(chǎn)勞動探索中逐漸產(chǎn)生的.最古老的機(jī)械形式：杠桿、水車、風(fēng)車、手工紡織機(jī)等.精品資料引入:機(jī)械(jīxiè)的發(fā)展簡況十八世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明促進(jìn)了歐洲機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，原動機(jī)的出現(xiàn)(chūxiàn)標(biāo)志著機(jī)械工業(yè)的質(zhì)的飛躍；各門力學(xué)學(xué)科的發(fā)展為機(jī)械的設(shè)計制作奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，使機(jī)械工業(yè)迅猛發(fā)展；機(jī)械設(shè)備的其它典型例子：加工機(jī)床、機(jī)械手、機(jī)器人、日用機(jī)械設(shè)備等。精品資料機(jī)械典型(diǎnxíng)例子：汽車精品資料機(jī)械典型例子(lìzi)：飛機(jī)精品資料機(jī)械典型例子(lìzi)：龍門起重機(jī)精品資料機(jī)械典型例子：數(shù)控加工(jiāgōng)中心精品資料機(jī)械(jīxiè)典型例子：工程機(jī)械(jīxiè)精品資料機(jī)械機(jī)械的重要意義：減輕或替代體力勞動、提高生產(chǎn)效率(xiàolǜ)的輔助工具，是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。精品資料機(jī)器的概念(gàiniàn)：機(jī)器就是人為實體組合，它的各部分之間具有確定的相對運(yùn)動，并能代替或減輕人類的勞動，完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。牛頭刨內(nèi)燃機(jī)二機(jī)器(jīqì)與機(jī)構(gòu)精品資料汽車(qìchē)發(fā)電機(jī)運(yùn)輸(yùnshū)機(jī)器金屬切削機(jī)床計算機(jī)2、常見機(jī)器類型及舉例類型應(yīng)用舉例變換能量的機(jī)器電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)變換物料的機(jī)器機(jī)床、起重機(jī)、運(yùn)輸車輛變換信息的機(jī)器計算機(jī)、手機(jī)精品資料機(jī)器種類繁多，其構(gòu)造、性能和用途也各不相同，但所有的機(jī)器都具有下列三個共同特征：（1）任何機(jī)器都是人為實體組合(不是天然形成的)。（2）各運(yùn)動實體之間具有確定的相對運(yùn)動。（3）能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、代替或減輕人類的勞動，完成(wánchéng)有用的機(jī)械功。3、機(jī)器(jīqì)的特征精品資料內(nèi)燃機(jī)組成(zǔchénɡ)：65438712910汽缸(qìgāng)體1、活塞2、進(jìn)氣閥3、排氣閥4、連桿5、曲軸6、凸輪7、頂桿8、齒輪9、10工作原理：1)活塞下行，進(jìn)氣閥開啟，混合氣體進(jìn)入汽缸；2)活塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，在頂部點(diǎn)火燃燒；3)高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；4)活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。循環(huán)運(yùn)動的結(jié)果，使曲軸輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動4、機(jī)構(gòu)精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制設(shè)計(shèjì)：潘存云進(jìn)氣壓縮爆炸排氣內(nèi)燃機(jī)的工作過程：活塞的往復(fù)運(yùn)動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動，該組合體稱為：內(nèi)燃機(jī)各部分的作用：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪和頂桿用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機(jī)構(gòu)兩個齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動作，稱為：齒輪機(jī)構(gòu)各部分協(xié)調(diào)動作的結(jié)果：化學(xué)能機(jī)械能精品資料內(nèi)燃機(jī)看似復(fù)雜，其實也是由幾種基本(jīběn)機(jī)構(gòu)組成的。機(jī)構(gòu)的概念：能夠用來傳遞運(yùn)動和力或改變運(yùn)動形式的多件實物的組合體。（符合(fúhé)機(jī)器前兩個特征）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)精品資料機(jī)器的主要功用是利用機(jī)械能做功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換；機(jī)構(gòu)的主要功用在于傳遞或轉(zhuǎn)變運(yùn)動(yùndòng)的形式。通常將機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為機(jī)械。5、機(jī)器與機(jī)構(gòu)(jīgòu)的區(qū)別齒輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)間歇機(jī)構(gòu)精品資料三、構(gòu)件(gòujiàn)和零件構(gòu)件機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(yùndòng)單元體，也就是相互之間能作相對運(yùn)動(yùndòng)的物體。一個構(gòu)件，可以是不能拆開的單一整體，也可以是幾個相互之間沒有相對運(yùn)動(yùndòng)的物體組合而成的剛性體。連桿體螺栓螺母連桿蓋內(nèi)燃機(jī)中連桿構(gòu)件精品資料2、零件零件是構(gòu)件的組成部分，零件是加工制造的單元。如連桿構(gòu)件是由連桿體、連桿蓋、螺栓和螺母等零件連接而成。零件與構(gòu)件既有聯(lián)系又有區(qū)別，構(gòu)件可以(kěyǐ)是單一的零件，如內(nèi)燃機(jī)中的曲軸，構(gòu)件也可以(kěyǐ)是由若干零件連接而成的剛性結(jié)構(gòu)。零件(línɡjiàn)組成連桿構(gòu)件精品資料3、零件(línɡjiàn)、構(gòu)件、機(jī)構(gòu)、機(jī)器之間的關(guān)系零件-----一個獨(dú)立(dúlì)加工的單元體。構(gòu)件-----相對運(yùn)動的單元體。機(jī)構(gòu)-----若干構(gòu)件組成。機(jī)器-----若干機(jī)構(gòu)組成。精品資料機(jī)器(jīqì)的組成一般機(jī)器(jīqì)包含四個組成部分：傳動部分：把原動機(jī)的運(yùn)動和動力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)

。如：常用的各種減速和變速裝置均可作為傳動機(jī)構(gòu)?？刂撇糠郑河脕硖幚頇C(jī)器各組成部分之間，以及與外部其它機(jī)器之間的工作協(xié)調(diào)關(guān)系，它通常由各種計算機(jī)和控制器組成。執(zhí)行部分：機(jī)器中最接近作業(yè)工作端的機(jī)構(gòu)，通過執(zhí)行構(gòu)件與被作業(yè)件相接觸，完成作業(yè)任務(wù)。如：起重機(jī)中的起重吊運(yùn)機(jī)構(gòu)和挖掘機(jī)中的挖掘機(jī)構(gòu)。動力部分：為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)提供動力。常用的原動機(jī)有電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓機(jī)、氣動機(jī)等。精品資料控制(kòngzhì)器(控制(kòngzhì))電動機(jī)(原動)帶(傳動(chuándòng))減速器(傳動)波輪(工作)潘存云教授研制洗衣機(jī)精品資料原動部分傳動部分執(zhí)行部分控制部分機(jī)械傳動(jīxièchuándònɡ)液壓傳動(chuándòng)電傳動氣壓傳動傳遞動力、扭矩改變運(yùn)動參數(shù)及運(yùn)動方式螺旋齒輪蝸桿帶鏈離合器機(jī)器的組成精品資料課后練習(xí)：1、機(jī)器的特征(tèzhēng)是什么？3、什么是構(gòu)件？什么是零件(línɡjiàn)？二者的關(guān)系如何？2、機(jī)器和機(jī)構(gòu)的區(qū)別是什么？精品資料機(jī)器都具有下列三個共同特征：（1）任何機(jī)器都是人為實體組合(不是天然(tiānrán)形成的)。（2）各運(yùn)動實體之間具有確定的相對運(yùn)動。（3）能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、代替或減輕人類的勞動，完成有用的機(jī)械功。機(jī)器(jīqì)的特征精品資料機(jī)構(gòu)和機(jī)器(jīqì)的區(qū)別：機(jī)構(gòu)只是一個構(gòu)件系統(tǒng)，而機(jī)器(jīqì)除構(gòu)件系統(tǒng)外，還包含電氣、液壓等其它系統(tǒng)。（即一部機(jī)器(jīqì)可以包含一個或若干個機(jī)構(gòu)）機(jī)構(gòu)只用來傳遞運(yùn)動和力，而機(jī)器(jīqì)除傳遞運(yùn)動和力外，還具有變換或傳遞能量、物料和信息的功能。精品資料構(gòu)件：運(yùn)動的單元(dānyuán)?？梢允菃我坏恼w，也可以是由幾個零件組成的剛性結(jié)構(gòu)。零件：制造的單元(dānyuán)。零件分為兩大類：通用零件：齒輪、螺釘、彈簧；專用零件：氣輪機(jī)的葉片；內(nèi)燃機(jī)的活塞。部件：一套協(xié)同工作且完成共同任務(wù)的零件組合。如:軸承。構(gòu)件與零件(línɡjiàn)的區(qū)別精品資料機(jī)構(gòu)是有確定相對運(yùn)動的構(gòu)件組合。若所有構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動，這樣的機(jī)構(gòu)就稱為平面機(jī)構(gòu)，否則(fǒuzé)稱為空間機(jī)構(gòu)。XYO一個作平面運(yùn)動的自由的構(gòu)件有三種獨(dú)立運(yùn)動，即構(gòu)件沿x軸和y軸方向(fāngxiàng)的移動以及在xoy平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。構(gòu)件具有的獨(dú)立運(yùn)動的數(shù)目，稱為構(gòu)件的自由度。一個作平面運(yùn)動的自由的構(gòu)件有三個自由度。四機(jī)構(gòu)的組成精品資料1、運(yùn)動副兩構(gòu)件直接接觸并產(chǎn)生(chǎnshēng)一定相對運(yùn)動的聯(lián)接，稱為運(yùn)動副。當(dāng)構(gòu)件用運(yùn)動副聯(lián)接后，它們之間的某些獨(dú)立運(yùn)動將不能實現(xiàn)，這種對構(gòu)件間相對運(yùn)動的限制，稱為約束。自由度隨著約束的引入而減少，不同的運(yùn)動副，引入不同的約束。精品資料運(yùn)動副可按接觸方式的不同分為兩大類1）低副兩構(gòu)件通過面接觸所組成的運(yùn)動副稱為(chēnɡwéi)低副。它包括轉(zhuǎn)動副和移動副兩種。轉(zhuǎn)動(zhuàndòng)副若運(yùn)動副只允許兩構(gòu)件作相對回轉(zhuǎn)，這種運(yùn)動副稱為轉(zhuǎn)動(zhuàndòng)副或鉸鏈。精品資料移動(yídòng)副若運(yùn)動副只允許兩構(gòu)件沿某一方向作相對移動(yídòng)，這種運(yùn)動副稱為移動(yídòng)副。轉(zhuǎn)動副和移動副的構(gòu)件間的聯(lián)接(liánjiē)是面接觸，傳力時壓強(qiáng)低，磨損小，使用壽命較長。精品資料2）高副兩構(gòu)件通過(tōngguò)點(diǎn)或線組成的運(yùn)動副，稱為高副。凸輪與從動件、輪齒與輪齒在接觸(jiēchù)處分別組成高副。凸輪副齒輪副高副的構(gòu)件間的聯(lián)接是點(diǎn)或線接觸，接觸壓強(qiáng)較大，易磨損，故使用壽命較短。精品資料2、機(jī)構(gòu)的自由度低副中，轉(zhuǎn)動副只能在一個平面內(nèi)相對轉(zhuǎn)動，移動副只能沿某一軸線方向移動。因此，一個低副引入兩個約束(yuēshù)，即減少兩個自由度。對于高副，彼此間的相對運(yùn)動是沿接觸處的切線方向的移動和在平面內(nèi)的相對轉(zhuǎn)動。所以一個高副引入一個約束(yuēshù)，即減少一個自由度。精品資料機(jī)構(gòu)要進(jìn)行運(yùn)動變換和力的傳遞就必須具有確定的運(yùn)動，其運(yùn)動確定的條件就是(jiùshì)機(jī)構(gòu)的原動件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。若機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目小于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)時，機(jī)構(gòu)運(yùn)動不確定；若機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目大于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)時，機(jī)構(gòu)將在強(qiáng)度最薄弱處破壞。因此，機(jī)械設(shè)計時必須考慮其機(jī)構(gòu)是否滿足機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件。精品資料一個作平面運(yùn)動(yùndòng)的自由構(gòu)件有3個自由度，當(dāng)構(gòu)件與構(gòu)件用運(yùn)動(yùndòng)副聯(lián)接后，構(gòu)件之間某些運(yùn)動(yùndòng)將受到限制，自由度將減少。若一個平面機(jī)構(gòu)中有n個活動構(gòu)件，在未用運(yùn)動(yùndòng)副聯(lián)接前，應(yīng)有3n個自由度。當(dāng)用PL個低副和PH個高副聯(lián)成機(jī)構(gòu)后，共引入了（2PL+PH）個約束，即減少了（2PL+PH）個自由度。用F表示機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)，則：F=3n-2PL-PH精品資料計算機(jī)構(gòu)自由度時，必須(bìxū)注意的幾個問題：1）復(fù)合鉸鏈由三個或三個以上的構(gòu)件在一處組成的軸線重合的多個(duōɡè)轉(zhuǎn)動副，稱為復(fù)合鉸鏈。由K個構(gòu)件用復(fù)合鉸鏈相聯(lián)接時，構(gòu)成的轉(zhuǎn)動副數(shù)目應(yīng)為（K?1）個。該機(jī)構(gòu)n=5，B處為復(fù)合鉸鏈，含有兩個轉(zhuǎn)動副，故PL=7、PH=0，F(xiàn)=3×5?2×7?0=1精品資料2）局部自由度不影響整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動的局部的獨(dú)立運(yùn)動，稱為局部自由度。計算(jìsuàn)機(jī)構(gòu)自由度時，應(yīng)將局部自由度除去不計。n=3、PL=3、PH=1F=3×3?2×3?1=2n=2、PL=2、PH=1F=3×2?2×2?1=1精品資料3）虛約束機(jī)構(gòu)中，與其它約束重復(fù)(chóngfù)而不起限制運(yùn)動作用的約束，稱為虛約束。計算機(jī)構(gòu)自由度時應(yīng)將虛約束去除不計。在機(jī)構(gòu)中聯(lián)接(liánjiē)構(gòu)件上點(diǎn)的軌跡和機(jī)構(gòu)上聯(lián)接(liánjiē)點(diǎn)的軌跡重合，形成虛約束，稱為軌跡重合的虛約束。精品資料組成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件通?？煞譃槿悾哼\(yùn)動副中用來支承活動構(gòu)件的構(gòu)件稱為固定件（機(jī)架）；運(yùn)動規(guī)律(guīlǜ)已知（由外界輸入）的活動構(gòu)件稱為原動件；隨原動件的運(yùn)動而運(yùn)動的其余活動構(gòu)件稱為從動件。3、構(gòu)件(gòujiàn)分類精品資料對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(yùndòng)分析時，為了便于設(shè)計和討論，僅用簡單的線條和符號來代表構(gòu)件和運(yùn)動(yùndòng)副，這種簡單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(yùndòng)簡圖。平面運(yùn)動副的表示方法4、運(yùn)動(yùndòng)副及構(gòu)件的表示精品資料構(gòu)件的表示(biǎoshì)方法精品資料繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖是本節(jié)的難點(diǎn)。初學(xué)者按下列步驟進(jìn)行逐步掌握繪制的要領(lǐng)。（1）分析機(jī)械的實際工作情況，從原動件開始，沿著運(yùn)動傳遞路線，確定原動件（驅(qū)動力作用的構(gòu)件）、機(jī)架、從動件系統(tǒng)（包括執(zhí)行系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)）及其最后的執(zhí)行構(gòu)件的總數(shù)、運(yùn)動副的數(shù)目(shùmù)和種類。（2）合理選擇投影面。選擇平行于運(yùn)動平面的平面作投影面。5、繪制機(jī)構(gòu)(jīgòu)運(yùn)動簡圖的步驟