【正文】 心距：兩齒輪節(jié)圓半徑之和。6．1．2齒輪機構(gòu)的類型 按照一對齒輪軸線間的相互位置、齒向和嚙合情況，可以分為：1．平面齒輪機構(gòu)（兩軸線平行）； 1）軸線平行：直齒圓柱齒輪機構(gòu)、斜齒圓柱齒輪機構(gòu) 、人字齒圓柱齒輪機構(gòu) 2）兩齒輪嚙合情況：外嚙合齒輪機構(gòu) 、內(nèi)嚙合齒輪機構(gòu)、齒輪與齒條機構(gòu) 2．空間齒輪機構(gòu)（兩軸線不平行）； 1）相交軸圓錐齒輪機構(gòu)：直齒、斜齒 2）交錯軸齒輪機構(gòu)：交錯軸斜齒輪機構(gòu)、蝸桿機構(gòu)3．按輪齒的齒廓曲線形狀：漸開線、擺線、圓弧齒輪。6．1．1齒輪機構(gòu)的傳動特點優(yōu)點：傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證恒定的瞬時傳動比。3．通過直齒圓柱齒輪機構(gòu)闡明齒輪嚙合的基本規(guī)律、傳動參數(shù)、幾何尺寸計算和切齒原理等，在此基礎(chǔ)上研究斜齒圓柱齒輪機構(gòu)、圓錐齒輪機構(gòu)和蝸桿機構(gòu)。第6章 齒輪機構(gòu)【本章提示】1．概述齒輪機構(gòu)類型、特點和傳動的基本要求。4．6．1圖解法設(shè)計四桿機構(gòu)按照給定連桿的位置設(shè)計四桿機構(gòu)按照給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)1）導(dǎo)桿機構(gòu)：2）曲柄搖桿機構(gòu)4．6．2解析法設(shè)計平面四桿機構(gòu)首先建立方程式，然后依據(jù)已知參數(shù)對方程求解。4．6平面四桿機構(gòu)的設(shè)計平面四桿機構(gòu)的設(shè)計：依據(jù)給定的運動條件選定機構(gòu)的型式，確定機構(gòu)的運動尺寸。 最小傳動角的確定最小傳動角：一定出現(xiàn)在曲柄與機架共線的兩位置之一4．5．3死點在曲柄搖桿機構(gòu)中，取搖桿為原動件，在連桿與曲柄共線的兩位置將出現(xiàn)傳動角γ=0176。壓力角越小，有效分力就越大，機構(gòu)傳力性能越好。行程速比系數(shù)：K=V2/V1θ越大，K也越大，急回特性越明顯。最短桿條件：最短桿是連架桿或機架。三角形存在的條件：兩邊之和大于第三邊。范圍內(nèi)擺動的連架桿。整軸副：相鄰兩桿能作相對整周回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)副。連架桿：與機架直接相聯(lián)的桿。4．2 鉸鏈四桿機構(gòu)類型及應(yīng)用鉸鏈四桿機構(gòu)：四桿機構(gòu)的運動副都是回轉(zhuǎn)副機架：固定不動的桿。2）不宜要求從動件精確實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律。3）可使從動件實現(xiàn)多種形式的運動。1．平面連桿機構(gòu)的優(yōu)點：1）低副——面接觸——壓強小——磨損輕——圓柱面、平面——制造簡單——加工精度高。3．說明平面四桿機構(gòu)的運動設(shè)計方法。 處理：將局部自由度預(yù)先排除虛約束：對機構(gòu)運動不起實際約束效果的重復(fù)約束 處理：虛約束須除去不計第二篇 常用機構(gòu)第4章 平面連桿機構(gòu)【本章提示】1．通過鉸鏈四桿機構(gòu)，系統(tǒng)介紹平面四桿機構(gòu)的基本類型及其判別法、應(yīng)用和基本特性。3．3．2機構(gòu)具有確定運動的條件F=0 沒有運動的可能性而不是機構(gòu)F=3n2PP=32230=0F=1 且有一個原動件，機構(gòu)具有確定的運動F=3n2PP=33240=1F=2 有一個原動件，機構(gòu)無確定的運動F=2 有兩個原動件，機構(gòu)有確定的運動F=3n2PP=34250=2機構(gòu)具有確定運動的條件，（1）F0（2）F等于原動件個數(shù)自由度的計算的意義在于自由度數(shù)目就標志著機構(gòu)需要的原動件的數(shù)目，即輸入獨立運動的數(shù)目，當(dāng)F小于原動件個數(shù)時，機構(gòu)就會卡死或損壞，當(dāng)F大于原動件個數(shù)時，機構(gòu)將會出現(xiàn)運動不確定狀態(tài)，只有當(dāng)F等于原動件個數(shù)時，機構(gòu)的運動才完全確定?；剞D(zhuǎn)副引入了兩個約束，保留了一個自由度（2）移動副：兩構(gòu)件只能沿某一軸線作相對移動 移動副也引入了兩個約束，保留了一個自由度2） 高副：以點或線接觸構(gòu)成的運動副高副引入了一個約束，保留了兩個自由度3．2 平面機構(gòu)的運動簡圖機構(gòu)運動簡圖：把與實際機構(gòu)運動無關(guān)系的因素拋開，僅用運動副規(guī)定的簡單符號和代表構(gòu)件的簡單線條，按一定比例定出各運動副的位置，畫出的表示機構(gòu)各構(gòu)件之間相對運動關(guān)系的簡單圖形。3．1．2運動副及其分類 運動副：兩構(gòu)件直接接觸而又能允許彼此產(chǎn)生相對運動的可動聯(lián)接。機構(gòu)分為平面機構(gòu)和空間機構(gòu)。3．闡明怎樣將具體的機械抽象成簡單的運動學(xué)模型，即如何繪制機構(gòu)運動簡圖。第3章 平面機構(gòu)的組成和運動簡圖【本章提示】1．從運動學(xué)觀點介紹與機構(gòu)有關(guān)的若干基本概念，如構(gòu)件、運動副、自由度等。3）耐磨性計算 p≤〔p〕 p：零件工作表面的壓強（MPa）〔p〕：零件工作表面的許用壓強（MPa） pv≤〔pv〕 振動穩(wěn)定性1．3．3機械零件設(shè)計的一般步驟選擇材料擬定計算簡圖工作能力計算機構(gòu)設(shè)計繪制工作圖并標注必要的技術(shù)條件1．3．4機械零件的標準化 機械零件的強度1．4．1載荷和應(yīng)力：載荷及其分類:（1）靜載荷：不隨時間變化，變化緩慢，變化幅度很小 動載荷：隨時間作周期性或非周期性變化的載荷（2）名義載荷：根據(jù)名義功率和轉(zhuǎn)速計算的； 計算載荷：載荷系數(shù)與名義載荷的乘積；應(yīng)力及其分類（1）靜應(yīng)力：不隨時間變化的或變化緩慢的應(yīng)力； 變應(yīng)力：隨時間顯著變化的應(yīng)力；（2）名義應(yīng)力：用名義載荷計算出的應(yīng)力； 計算應(yīng)力：用計算載荷計算出的應(yīng)力；1．4．2許用應(yīng)力1．4．3機械零件的靜強度1．4．4機械零件的疲勞強度1．4．5機械零件的接觸強度和擠壓強度。耐磨性：指做相對運動的零件工作表面抵抗磨損的能力。 σ≤〔σ〕 τ≤〔τ〕 σ： 最大計算正應(yīng)力（MPa）， τ： 最大計算剪應(yīng)力（MPa） 〔σ〕：許用正應(yīng)力： （MPa）， 〔τ〕：許用剪應(yīng)力（MPa）剛度：零件受載后抵抗彈性變形的能力。3．機械零件的主要失效形式： 斷裂：疲勞斷裂、過載斷裂； 表面失效：疲勞點蝕、膠合、磨損、壓潰、腐蝕；3． 過量變形：塑性變形4． 破壞正常工作條件而引起的失效。1. 使用要求2. 可靠性和安全性要求3. 經(jīng)濟性要求4. 其他要求1. 規(guī)劃和準備階段2. 方案設(shè)計階段3. 技術(shù)設(shè)計階段4. 試驗分析階段 機械零件設(shè)計的基本知識1．3．1機械零件設(shè)計的基本知識1．失效：由于某些原因不能在既定的工作條件和使用期限內(nèi)正常工作；即喪失工作能力或達不到設(shè)計功能的現(xiàn)象。 機械設(shè)計的基本要求及一般程序機械設(shè)計是為了實現(xiàn)機器的某些特定功能要求而進行的創(chuàng)造過程，它可以開發(fā)創(chuàng)造出新產(chǎn)品，或?qū)ΜF(xiàn)有機械局部進行創(chuàng)新改革。3．掌握通用零部件的選用和設(shè)計的基本方法，初步具有正確運用各類標準、規(guī)范、手冊、圖冊、CAD及網(wǎng)絡(luò)信息等工程技術(shù)資料，設(shè)計簡單機械傳動裝置的能力。3．任務(wù)：1．培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和創(chuàng)造性思維方法，了解和貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策和法規(guī)。（起重機的吊鉤）1．1．2本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)1．內(nèi)容：以一般工況條件下的常用機構(gòu)和通用機械零、部件為研究對象，以它們的工作原理、運動特征、結(jié)構(gòu)形式以及設(shè)計、選用和計算方法等為研究內(nèi)容。（如齒輪機構(gòu)）通用零件：在各種機器中都普遍使用的機械零件。（如齒輪）部件；將完成共同任務(wù)的一組協(xié)同工作的零件分別裝配和制造成的一個組合體。5．機構(gòu)所具有的特征：1． 它們是人為的實物組合；2． 它們各部分之間具有確定的相對運動；6．機器與機構(gòu)的關(guān)系：機器是由一個或若干個機構(gòu)組成的。2. 工作機器：做機械功或搬運物體（如軋鋼機）。3．機器的組成：原動機（動力部分）、工作部分、傳動部分和操縱控制部分。機器：一種能實現(xiàn)確定的機械運動，又能做有用的機械功或完成能量、物料和信息轉(zhuǎn)換或傳遞的裝置。 扼要介紹零件設(shè)計的基本知識。課程名稱：機械設(shè)計基礎(chǔ)使用教材：機械設(shè)計基礎(chǔ)多媒體CAI教學(xué)教材編 者：王春香等主 講：韓利聯(lián)系電話：5951633；13190691135總 學(xué) 時：72第一篇 總論第1章 機械設(shè)計基礎(chǔ)概論【本章提示】 介紹機器、機構(gòu)、機械、零件、部件等概念，明確本課程的研究對象、研究內(nèi)容和任務(wù)。 闡明機械設(shè)計的基本要求及一般程序。 本課程研究的對象、內(nèi)容和任務(wù)、機構(gòu)及機械機械：機器和機構(gòu)的總稱。機構(gòu)：能傳遞運動和動力或改變運動和動力參數(shù)、運動形式的機械傳動裝置2．機器所具有的特征：1. 它們是人為的實物組合；2. 它們各部分之間具有確定的相對運動；3. 它們用來代替或減輕人類的勞動去完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換能量。4．機器的分類（按用途的不同）：1. 動力機器：實現(xiàn)其他形式的能量與機械能之間的變換（如電動機）。3. 信息機器：作信息獲取或變換。7．零件和部件零件：機器中不可拆卸的制造單元。（如滾動軸承）常用機構(gòu)：各種機械中普遍使用的機構(gòu)。（如螺栓）專用零件：只在某些特定類型的機器中使用的零件。2．性質(zhì)：重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。2．熟悉常用機構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用場合。4．適當(dāng)了解機械設(shè)計的革新和發(fā)展，擴大學(xué)生的視野，使所學(xué)知識具有時代氣息。概括地說，就是設(shè)計人員按照所設(shè)計的機械需要具備的功能，運用設(shè)計理論、方法和技能，通過創(chuàng)造性思維和實踐活動，把該機械的系統(tǒng)及其零部件的參數(shù)和具體結(jié)構(gòu)用圖紙和文字（實物或電子手段）等技術(shù)文件表達出來。2．工作能力：在不發(fā)生失效的形式下，零件所能安全工作的限度。1．3．2機械零件的工作能力計算準則.強度：零件抵抗整體斷裂、塑性變形和表面失效的能力。 f≤〔f〕 f：零件工作時的廣義變形，包括撓度、偏轉(zhuǎn)角、扭轉(zhuǎn)角〔f〕：零件工作時的廣義許用變形。1）磨損的過程（1）磨合磨損階段（2）穩(wěn)定磨損階段（3）劇烈磨損階段2）磨損的類型磨粒磨損、粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損。1．5 機械零件的材料和選用原則1．5．1機械零件的材料剛：碳素鋼、合金鋼鑄鐵：有色金屬合金：其他材料：1．5．2零件材料先用原則使用要求制造工藝要求經(jīng)濟要求。2．說明平面機構(gòu)的組成、自由度的計算及其意義和機構(gòu)具有確定運動的條件。3．1 平面機構(gòu)的組成機構(gòu)的功用：傳遞運動和動力或改變運動形式、運動軌跡、實現(xiàn)預(yù)期的機械運動。3．1．1構(gòu)件 構(gòu)件及其分類:構(gòu)件：機構(gòu)運動的最小單元體（1） 原動件：機構(gòu)中按外界給定的運動規(guī)律獨立運動的活動構(gòu)件（2） 從動件：隨原動件的運動而運動的其余活動構(gòu)件（3） 機架：用來支撐活動構(gòu)件的固定構(gòu)件 構(gòu)件的自由度：一個做平面運動的構(gòu)件有三個自由度 即沿X、Y軸的移動和繞點K的轉(zhuǎn)動。 運動副的分類1） 低副：以面接觸構(gòu)成的運動副（1） 回轉(zhuǎn)副：兩構(gòu)件只能在同一平面內(nèi)工作相對的轉(zhuǎn)動 回轉(zhuǎn)副：固定鉸鏈：有一個構(gòu)件是固定的 活動鉸鏈：兩個構(gòu)件均是活動的。3．2．1構(gòu)件和運動副的表示方法3．2．2平面機構(gòu)運動簡圖的繪制3．3 平面機構(gòu)的自由度3．3．1平面機構(gòu)自由度的計算機構(gòu)的自由度：機構(gòu)相對于機架具有的獨立運動數(shù)目N：構(gòu)件數(shù) n：活動構(gòu)件數(shù) n=N1PL：低副 PH：高副 F：機構(gòu)的自由度F =3 n —2 PL— PH機構(gòu)的自由度取決于活動構(gòu)件的數(shù)目以及構(gòu)件間運動副的類型和數(shù)目。3．3．3計算機構(gòu)自由度的注意事項復(fù)合鉸鏈：兩個以上的構(gòu)件在同一處用回轉(zhuǎn)副相聯(lián)接； 處理：A處有K個構(gòu)件，則有（K1）個回轉(zhuǎn)副局部自由度：機構(gòu)中某些構(gòu)件的局部獨立運動并不影響其他構(gòu)件的運動。2．討論鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件、演化方法、演化類型及其應(yīng)用。4．1概述平面連桿機構(gòu)：所有構(gòu)件都用低副聯(lián)接構(gòu)成的平面機構(gòu)。2）易于實現(xiàn)基本運動形式之間的轉(zhuǎn)換。2．平面連桿機構(gòu)的缺點：1）運動傳遞線路長，低副磨損后間隙不易消除，運動累計誤差較大。3．平面四桿機構(gòu)：具有4個構(gòu)件的連桿機構(gòu)。連桿：不與機架直接相聯(lián)而作復(fù)雜平面運動的桿。曲柄：能夠繞各自的回轉(zhuǎn)副中心作整圓回轉(zhuǎn)運動的連架桿。搖桿：只能在小于360176。根據(jù)兩個連架桿是否為曲柄可將其分為三種型式：4．2．1曲柄搖桿機構(gòu)兩連架桿：一個是曲柄，另一個是搖桿連續(xù)轉(zhuǎn)動←→往復(fù)擺動4．2．2雙曲柄機構(gòu)兩連架桿都是曲柄兩曲柄不等長：等速轉(zhuǎn)動—→變速轉(zhuǎn)動4．2．3雙搖桿機構(gòu)兩連架桿都是搖桿擺動—→擺動4．3鏈接四桿機構(gòu)曲柄存在條件曲柄存在條件欲使AB桿—→曲柄必須使BC桿與CD桿不能重合為一直線—→即B、C、D三點不能共線—→BCD始終保持為一個三角形。鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件：桿長條件：最短桿和最長桿長度之和不大于其他兩桿長度之和。鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判定1）在滿足桿長條件時（1）最短桿為機架是雙曲柄機構(gòu)（2）最短桿的對桿為機架式雙搖桿機構(gòu)（3）最短桿的鄰桿為機架式曲柄搖桿機構(gòu)2)不滿足桿長條件時，不論取哪一桿為機架，只能得到雙搖桿機構(gòu)4．4鉸鏈四桿機構(gòu)的演化4．3．1轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)化為移動副單移動副機構(gòu)——對心式曲柄滑塊機構(gòu)、偏置式曲柄滑塊機構(gòu)兩個移動副的四桿機構(gòu)：正弦機構(gòu)：正切機構(gòu)：雙轉(zhuǎn)塊機構(gòu)：雙滑塊機構(gòu)：4．3．2擴大的轉(zhuǎn)動副——偏心輪機構(gòu)4．3．3選取不同的構(gòu)件為機架曲柄搖桿機構(gòu)對心曲柄滑塊機構(gòu)（1）導(dǎo)桿機構(gòu)——取1為機架 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu) 擺動導(dǎo)桿機構(gòu)（2）搖塊機構(gòu)