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1、机 械 原 理,机构:一种传递或变换机械运动或力的可动装置。,机器:一种转换或传递能量、传递物料或信息的 机构组合装置。,机械：机器与机构的总称。,什么是机械、机器、机构？,医护病床机构设计 2.住宅、写字楼窗户开启机构设计 3.康复机器人机构 设计 4.无链条传动自行车机构设计 5.机械马机构设计 6.啤酒瓶洗刷机构设计 7.护肤霜灌霜机构设计 8.汽车车门、地铁车门开启机构 9.机械螃蟹机构设计 10.糕点切片机构设计 11.电动宠物狗机构设计 12.医用棉签卷棉机构设计 13.自动制钉机构设计 14.无碳小车机构设计 15.折叠桌椅机构设计 16.爬楼梯的轮椅机构设计 17.折叠自行车设
2、计 18.工程抓斗机构设计 19.人力洗衣机设计 20.双人沙发床机构设计 21. 小型扑翼机构设计 22.自卸翻斗车翻转机构设计 23. 自选机构设计,一.机械原理课程设计项目布置,1. 给出原始数据、设计要求及工作原理； 2. 根据工作原理画出工艺动作要求的运动循环图； 3. 进行各部分机构的选型，提出23种机构运动方案； （画出草图） 4. 进行方案评定和选择； 5. 对机构进行尺寸设计和计算； 6. 按比例画出机构运动简图； 7. 对典型机构进行运动和动力学分析； 8. 提交项目说明书一份（包含图解法、解析法分析过程-手写，解析法程序代码-可打印，三维结构图-打印）、至少1张1#图纸-
3、手绘。,二.项目任务内容,三.实施要求,1.项目以团队开展，每个团队以45人，要求团队队员分工明确（图解法、解析法、三维设计，数据统计与误差分析，说明书撰写）； 2.课程设计题目各组自行确定或选择参考题目，但所做方案中必须含4杆以上机构； 3.每组需有图解法、解析法、三维设计、机构实体设计搭接视频或图片； 4.课程设计过程中包括所设计方案的讨论和最后答辩，主答辩人由团队确定，团队其余人均为答辩人。,四.进程安排,课程考核包括5个部分，分别为： 1.选题（10）； 2.前期研究演示汇报和讨论的情况（10）； 3.自评分（10）； 4.项目完成的质量（50%）； 5.最终答辩情况（20%）。,注：
4、 1.答辩组成员包括指导老师及可选出的一位项目小组代表； 2.对于讨论时方案没通过的组，小组需要重新做方案； 3.答辩PPT中必须有连杆机构的搭接视频或图片； 4.答辩人答辩成绩即整组每位成员的加权成绩。,五.考核方式,六.说明书撰写格式,1.B5纸型； 2.统一封面； 3.目录页； 4.封底； 5.插图；用圆规、直尺作图； 6.正文；参照项目内容写即可； 7.装订：书的格式。,表1 项目知识点与项目阶段的对应表,知识点,项目的阶段,序号,无碳小车机构设计,工程抓斗机构设计,汽车车门开启机构,车门外侧,车门内侧,车门关闭,车门打开,第六届全国大学生机械创新设计大赛 多功能折叠式桌椅获全国一等奖
5、,加工制作的牛头刨床模型,1.5 常用机构概述,1.5.1连杆机构概述 1.5.2凸轮机构概述 1.5.3齿轮机构概述 1.5.4间歇运动机构概述 1.5.5螺旋机构概述 1.5.6皮带与链传动机构概述 1.5.7组合机构概述 1.5.8机器人机构概述,1 绪论,1.平面连杆机构实例与表示,(1)健身器与窗,1.5.1 连杆机构概述1,健身器机构简图,(2)压力机模型,曲柄滑块机构模型,(3)汽车发动机模型,(1)连杆机构 (linkages)：若干刚性杆件用转动或滑动 联结所构成的机构。,特点： 平面连杆机构能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律；且易于加工，应用广泛。,2.平面连杆机构的组成与
6、基本形式,2.平面连杆机构的组成与基本形式,( four bar linkage),(2)铰链四杆机构,曲柄：整周转动； 摇杆：往复摆动； 连杆：平面运动； 机架：固定。,(3)平面连杆机构基本型式,曲柄摇杆机构 (crank-rocker mechanism),双摇杆机构 (double rocker mechanism),双曲柄机构 (double crank mechanism),曲柄摇杆机构,双曲柄机构,双摇杆机构,（1）滚切式定尺剪机构,3.平面连杆机构的应用,滚切式定尺剪机构模型,滚切式定尺剪机构简图,（2）鄂式破碎机,3.平面连杆机构的应用,（3）飞机起落架,3.平面连杆机构的应
7、用,（4）汽车转向机构模型,3.平面连杆机构的应用,（5）家用缝纫机,3.平面连杆机构的应用,家用缝纫机驱动机构简图,（6）折叠茶几,3.平面连杆机构的应用,腿部实物图,背部实物图,（7）折叠沙发床,3.平面连杆机构的应用,背部机构简图,腿部机构简图1,(8)空间连杆机构,月球车、并联机床的模型。,1.凸轮机构的实例与表示,1.5.2 凸轮机构概述,e,1.凸轮机构的实例与表示,o,o,A,A,凸轮机构简图,凸轮机构,凸轮 推杆 机架,2.凸轮机构的组成与基本形式,推杆,凸轮,机架,2.凸轮机构的组成与基本形式,尖顶凸轮机构,平顶凸轮机构,滚子凸轮机构,摆动凸轮机构,2.凸轮机构的组成与基本形
8、式,圆柱凸轮机构,移动凸轮机构,凸轮机构的运动规律,3.凸轮机构的应用,送料机构,3.凸轮机构的应用,1.齿轮机构实例与表示,齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，应用广泛。 传动比稳定、工作可靠、效率高、寿命较长，适用的直径、圆周速度和功率范围广。,1.5.3 齿轮机构概述,1.齿轮机构实例与表示,齿轮机构简图,直齿锥齿轮,斜齿锥齿轮,曲线齿锥齿轮,蜗轮蜗杆,1.齿轮机构实例与表示,圆锥齿轮机构简图,蜗轮蜗杆机构简图,1.齿轮机构实例与表示,外啮合齿轮,内啮合齿轮,圆锥齿轮,2.齿轮机构的基本形式,3.齿轮机构的参数与运动,齿轮机构是通过一对对齿面的依次啮合来传递两轴之间的运动和动力的，根据
9、一对齿轮实现传动比的情况，它可以分为定传动比和变传动比齿轮机构。,一对齿轮的传动比： i12 =1 /2 = - z2 /z1,(1)模数 m 模数是齿轮的主要参数之一。 齿轮模数 m取标准值。 (2)齿数 z (3)传动比 i (4)中心距 a 中心距 a是圆柱齿轮传动的特征参数，设计中应取值整齐、简单，并尽量不含小数。,3.齿轮机构的参数与运动,4. 齿轮系,由一对以上齿轮组成的齿轮系统称为齿轮系。,定轴轮系 周转轮系 混合轮系,轮系类型,(1)定轴轮系：所有齿轮的轴线是固定的轮系。,4. 齿轮系,(2)周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定的轮系。,系杆 中心轮 行星轮 机架,4. 齿轮系
10、,周转轮系,周转轮系机构简图,周转轮系工作原理,减速器,5.齿轮机构的应用,汽车变速器原理图,5.齿轮机构的应用,5.齿轮机构的应用,汽车后轮转向机构模型,1.棘轮机构 2.槽轮机构 3.不完全齿轮机构 4.凸轮间歇运动机构,1.5.4 间歇运动机构概述,棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠等优点。存在噪声和冲击。因此棘轮机构不宜应用于高速和运动精度要求较高的场合。,1.棘轮机构,（1）棘轮机构,作者：潘存云教授,棘轮,摆杆,棘爪,止动爪,机架,棘轮机构,槽轮机构简图,（2）棘轮机构的基本类型,双向棘轮机构1,单动棘轮机构,双动式棘轮机构,双向棘轮机构2,棘轮间歇送进机构,（3）棘轮机构应
11、用,牛头刨简图,2.槽轮机构,槽轮机构具有结构简单、制造容易、工作可靠和机械效率较高等优点。但转角固定不可调节，槽轮机构在工作时有冲击，故不宜用于高速。,（1）槽轮机构组成,拨盘 槽轮 锁止弧 圆柱销,1,槽轮机构,槽轮机构简图,槽轮机构原理图,外槽轮机构,（2）槽轮机构的基本类型,内槽轮机构,（3）槽轮机构的应用,电影片放片机构,3.不完全齿轮机构,在主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使从动轮静止。,锁止弧,从动轮,主动轮,不完全齿轮运动机构的应用,4.凸轮间
12、歇运动机构,特点及应用场合：实现交错轴间的间歇运动，可传递高速、高精度运动要求的间歇运动。,圆柱凸轮间歇运动机构,蜗杆凸轮间歇运动机构,1.5.5 螺旋机构概述,螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成。 通常它是将旋转运动转换为直线运动。,螺旋机构常用于起重机、压力机以及功率不大的进给系统和微调装置中。,螺母,螺杆,机架,1. 螺旋机构组成,螺旋机构简图,传力螺旋,传导螺旋,千斤顶,压力机,金属切削,2. 螺旋机构类型,3. 螺旋机构的应用,螺旋机构模型,3. 螺旋机构的应用,镗刀进刀量的微调螺旋机构,应用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线机构等。,3. 螺旋机构的应用,3. 螺旋机构的应用,返回通道
13、,返回通道,1.5.6 皮带与链传动机构概述,带传动由主动带轮、从动带轮和传动带组成，其使用的挠性曳引元件是传动带，靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。,1. 皮带传动机构,皮带传动机构的传力,链传动使用的挠性曳引元件是传动链，通过链轮的轮齿与链条的链节相互啮合实现传动链传动。链传动主要用于两轴中心距较大的动力和运动的传递。,2. 链传动机构,链传动机构简图,1.5.7 组合机构概述,组合机构利用机构的组合能实现任意给定的运动规律的特点，它可使从动件获得变速运动、间歇运动及复杂的运动规律。,1.5.7 组合机构概述,凸轮连杆组合机构,齿轮连杆组合机构,1.5.7 组合机构概述,组成:机身、大
14、臂、小臂和手部等。,1.5.8 机器人机构概述,每个关节具有一个自由度，机构的自由度等于关节数。 该机构具有6个自由度。,并联机器人分为平面并联机器人和空间并联机器人。图a所示为3自由度平面并联机器人，3个连架杆为驱动件，共同驱动平台1运动。该机器人简称为平面3RRR并联机器人，在微动机构中有广泛应用。图b为3自由度空间并联机器人。,平面并联机器人,空间并联机器人,思考题,常用机构的组成、运动传递的形式、特点及应用。 2.常用机构的符号表示,人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。,
