《机械零部件设计 教学课件 ppt 作者 张金美 学习情境二任务二（出版社）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械零部件设计 教学课件 ppt 作者 张金美 学习情境二任务二（出版社）（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械零部件设计 情境二 设计 内燃机中的常用机构,1、了解内燃机的组成及工作原理，学会进行内燃机结构分析。 2、掌握平面机构运动简图绘制与自由度计算。 3、掌握平面连杆机构的设计。 4、掌握凸轮机构设计。 5、培养学生分析和解决工程实际问题的能力，勇于创新、敬业 乐业的工作作风和良好的职业道德以及团队协作精神。,学习目标,任务二,任务三,任务四,任务一,工作任务,内燃机的结构分析,平面机构运动简图绘制与自由度计算,平面连杆机的设计,凸轮机构设计,任务二,平面机构运动简图绘制与自由度计算,工作任务,1、掌握平面机构运动副的概念； 2、学会平面机构运动简图的绘制； 3、掌握平面机构自由度的概念，学
2、会平面机构自由 度的计算方法和机构运动确定性的判定方法。,学习目标,1、完成学习情境（二）工作任务单中的问题： （1）什么是高副？什么是低副？在平面机构中高副和低副各引入几个约束？ （2）什么是机构运动简图？绘制机构运动简图的步骤？ （3）什么是机构的自由度？计算自由度应注意那些问题？ （4）机构具有确定运动的条件是什么？若不满足这一条件，机构会出现什么情况？ 2、完成内燃机机构运动简图的绘制； 3、计算内燃机主体机构的自由度。,任务书,1、平面机构的运动副； 2、平面机构运动简图； 3、平面机构的自由度概念； 4、平面机构的自由度计算； 5、平面机构具有确定运动的条件。,主要内容,1平面运动
3、副的定义 两个构件或两个以上构件直接接触， 并且构件之间能产生一定形式的相对运动的可动联接称为运动副。 若运动副只允许两构件在同一平面或相互平行平面上做相对运动，则称该运动副为平面运动副。,一、运动副及其分类,2平面运动副的分类 根据运动副中两构件接触方式的不同，平面运动副分为低副和高副。 两构件通过面接触组成的运动副称为低副，包括转动副和移动副。 两构件通过点或线接触构成的运动副称为高副，包括凸轮副和齿轮副。,一、运动副及其分类,1）转动副 若运动副只允许两个构件作相对转动，则称该运动副为转动副，也称铰链。,（）低副,2）移动副 若运动副只允许两个构件沿某一直线做相对移动，则称该运动副为移动
4、副。,（）低副,1）齿轮副：两个齿轮接触形成的运动副称为齿轮副。,（2）高副,2）凸轮副：与凸轮表面接触所形成的运动副称为凸轮副。,（2）高副,1.平面机构运动简图的概念 所有构件都只能在相互平行的平面上运动的机构称为平面机构。 为了便于研究机构的运动，将机构中那些与运动无关的实际外形和具体结构略去，只用一些简单线条表示构件、用简单的规定符号表示运动副的类型，按一定比例确定出各运动副的相对位置及与运动有关的尺寸。这种表示机构各构件间相对运动关系的简单图形称为机构运动简图。 若不按比例绘制，则称为机构运动示意图。,二、平面机构运动简图的绘制,2.构件的分类 （1）机架：机构中相对固定的构件称为机
5、架， 它的作用是支承运动构件。 （2）主动件：给定运动规律的构件称为主动件， 一般主动件与机架相连。 （3）从动件：机构中除主动件以外的全部活动件都称为从动件。,二、平面机构运动简图的绘制,3.绘制机构运动简图的目的 1）用来分析现有机器 能够了解机器由哪些构件、哪些机构组成的，还能根据这些机构的运动性能知晓其工作特点。甚至能预知其容易发生故障的部位，进而能正确操作、使用与维护。,二、平面机构运动简图的绘制,简易冲床 1.主动轮 2.凸轮 3.杠杆 4.冲头 5.机架,2）用来设计构思新机器 设计任何一部新机器，首先要根据工作要求，进行设计构思，即拟定各种可能的不同设计方案，制作出机构运动简图
6、（或者示意图），经过比较从中选出最佳设计方案。一开始就进行机器的结构设计，绘制零部件的工作图是不可能的，也是不必要的。,二、平面机构运动简图的绘制,4.平面机构运动简图的绘制 1）绘制简图的比例尺及机构要素的符号,绘制机构运动简图的比例尺l为,l =,实际长度(mm),图示长度(mm),二、平面机构运动简图的绘制,2）绘制平面机构运动简图的步骤 （1）分析机构的构造和运动情况，搞清楚该机构是由多少个构件组成，各构件之间用何种运动副连接。 （2）选择合适的比例尺，机构位置，投影面。 （3）按照机构运动简图的定义绘图，即用简单线条和规定符号分别表示构件和运动副，按比例确定各运动副之间的位置，用简单
7、图形把机构运动情况反映出来。 图中各运动副顺次标以大写英文字母，各构件标以阿拉伯数字，用箭头标明主动件。,二、平面机构运动简图的绘制,机构运动简图符号,绘制平面机构运动简图实例,试绘制图示的自动卸货机构的运动简图。,绘制平面机构运动简图实例,试绘制下图所示颚式破碎机的机构运动简图。,其运动传递为：,绘制平面机构运动简图实例,训练：绘制内燃机的机构运动简图,训练：绘制内燃机的机构运动简图,三、平面机构自由度的计算,1、构件的自由度 所谓构件的自由度，是指构件可能作的独立运动个数。 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。,自由构件,三、平面机构自由度的计算,2、运动副的约束,2、运动副的约束 平
8、面低副的约束为2： 在低副中，十分显然转动副和移动副分别限制了构件的两个自由度（即两个移动或一个移动和一个转动），也就是说使机构减少了两个自由度； 平面高副的约束为1： 在高副中，只限制了两个构件沿接触点公法线方向的移动，也就是说构件减少了一个自由度。,三、平面机构自由度的计算,三、平面机构自由度的计算,3、平面机构自由度的计算,平面机构可能做的独立运动个数称为平面机构的自由度。 设一个平面机构由N个构件组成， 其中必有一个构件是机架， 因机架为固定件， 其自由度为零， 故活动构件数n=N1。 这n个活动构件在没有通过运动副连接时， 共有3n个自由度， 当用运动副将构件连接起来组成机构之后，
9、其自由度就要减少。 当引入一个低副， 自由度就减少两个； 当引入一个高副， 自由度就减少一个。 若机构中有PL个低副和PH个高副， 则共减少2PL+PH个自由度。 于是， 平面机构的自由度F为 F=3n-2PL-PH,例计算右图所示机构的自由度 解：该图中总构件数N为6，转动副数为5，移动副数为2，没有高副。所以n=5，PL=7, PH =0，则自由度为： F=3n-2PL-PH =35-27-0=1,机构自由度计算实例,机构具有确定运动的条件是：机构原动件的数目W应等于机构的自由度F，即W=F0 如果F与W不相等，则 1）若F=0，则机构不能做独立运动，不能动； 2）若FF，机构按动力较大的原动件的运动规律运动，发生运动干涉，机构的薄弱处可能遭到破坏。 4）若WF，则机构的运动不确定。,四、机构具有确定运动的条件,五、计算平面机构自由度时应注意的问题,1、复合铰链 2、局部自由度 3、虚约束,训练：计算内燃机机构的自由度,1、平面机构的运动副； 2、平面机构运动简图； 3、平面机构的自由度概念； 4、平面机构的自由度计算； 5、平面机构具有确定运动的条件。,小 结,
