【正文】 滑劑4. 氣體潤滑劑潤滑劑的選用原則為低速、重載、高溫、間隙大，應(yīng)選用粘度大的潤滑油；對脂主要用于速度低、載荷大，不需經(jīng)常加油，使用要求不高或灰塵較高的場合；氣體、固體的主要用于高溫、高壓，防止污染等一般潤滑油不能適用的場合。 潤滑方法和潤滑裝置為了獲得良好的潤滑效果外，除了正確選擇潤滑劑外，還應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臐櫥椒ê拖鄳?yīng)的潤滑裝置，具體情況學(xué)生自學(xué)教材內(nèi)容，不作講解。第3章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一、教學(xué)要求本章內(nèi)容是學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為各類機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)，同時(shí)也為機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一種結(jié)構(gòu)分析的方法。2）掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1）有關(guān)機(jī)構(gòu)組成的概念及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。 3）機(jī)構(gòu)的自由度。 2）機(jī)構(gòu)中虛約束的正確判別。由于是高職學(xué)生，因此教學(xué)要求也與本科生有所區(qū)別，故對機(jī)構(gòu)分類、機(jī)構(gòu)組成原理等只作一般性了解，而教學(xué)重點(diǎn)放在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制及自由度計(jì)算上。2. 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖應(yīng)能正確地表達(dá)機(jī)構(gòu)的組成和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況。在畫圖時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：（1）注意運(yùn)動(dòng)副的位置及表示方法。（3）注意機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖要真實(shí)、簡法。因此，必須搞清機(jī)構(gòu)的組成才能正確地畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。講授教案編寫如下所述。機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)，除機(jī)架外其余所有構(gòu)件都按照某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，如果機(jī)構(gòu)中的所有構(gòu)件都在相同或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這種機(jī)構(gòu)稱為平面機(jī)構(gòu)，否則稱為空間機(jī)構(gòu)，工程中常見的為平面機(jī)構(gòu)，本章就是研究平面機(jī)構(gòu)。使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動(dòng)的連接稱為運(yùn)動(dòng)副。接觸情況有三種：點(diǎn)接觸，線接觸，面接觸，這點(diǎn)、線、面稱為運(yùn)動(dòng)副元素。本章討論的為平面運(yùn)動(dòng)副，它又可分為低副、高副二大類型。兩個(gè)構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接，這樣相對運(yùn)動(dòng)必會(huì)受到限制，這個(gè)限制稱為約束，引入一個(gè)約束條件將減少一個(gè)自由度。構(gòu)件之間以面接觸形成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副，放課件（轉(zhuǎn)動(dòng)副）說明一下低副定義。轉(zhuǎn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副） ，這運(yùn)動(dòng)副只能在某一平面內(nèi)作相對轉(zhuǎn)動(dòng)，相對運(yùn)動(dòng)形式為轉(zhuǎn)動(dòng)。2. 高副 以點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副，分析一下運(yùn)動(dòng)情況。對于轉(zhuǎn)動(dòng)副：引入二個(gè)約束，保留了一個(gè)自由度。故平面低副的運(yùn)動(dòng)副，引入二個(gè)約束，保留一個(gè)自由度。 運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)，放課件（運(yùn)動(dòng)鏈），兩個(gè)以上構(gòu)件以運(yùn)動(dòng)副連接而成的系統(tǒng)稱為運(yùn)動(dòng)鏈，如果運(yùn)動(dòng)鏈中有的構(gòu)件只包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)副元素稱為開鏈（）。如在閉鏈中將其中一個(gè)構(gòu)件固定，就成為機(jī)架，這運(yùn)動(dòng)鏈就成為機(jī)構(gòu)。 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖課件（粉碎機(jī)）放一下，我們分析運(yùn)動(dòng)，這圖就很復(fù)雜。這簡圖有二個(gè)作用：1）可以簡明地表達(dá)一部復(fù)雜機(jī)器的傳動(dòng)原理。 運(yùn)動(dòng)副及構(gòu)件的表示方法1. 構(gòu)件2. 轉(zhuǎn)動(dòng)副 課件（轉(zhuǎn)動(dòng)副）3. 移動(dòng)副 課件（移動(dòng)副）4. 平面高副 課件（平面高副） 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的步驟作圖時(shí)，因?yàn)閷?shí)物很大，無法按1∶1繪制，只得選用一個(gè)比例尺，有位置比例尺，速度、加速度比例尺，下面只談位置比例尺如何表達(dá) 物體實(shí)際長度/構(gòu)件圖示長度 （m/mm）繪制步驟教材中已談了，可自學(xué)一下。2）機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算公式能很熟練地推導(dǎo)出。二、講授程序設(shè)計(jì)首先從運(yùn)動(dòng)副的約束，自由度的概念開始，推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式，然后得到機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，最后指出在應(yīng)用自由度計(jì)算公式要注意三個(gè)問題，這樣才能使公式應(yīng)用正確。第2講 教案 平面機(jī)構(gòu)的自由度 平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算設(shè)某一平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中包括N個(gè)構(gòu)件，PL個(gè)低副，PH個(gè)高副，現(xiàn)以平面四桿機(jī)構(gòu)為例，說明一下N，PL，PH值=？這N個(gè)構(gòu)件中有一個(gè)構(gòu)件被看作為固定不動(dòng)的為機(jī)架，所以其余均為活動(dòng)的構(gòu)件，則活動(dòng)構(gòu)件數(shù)就為n=N1，這n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，在未用運(yùn)動(dòng)副將它們連接起來以前，共具有3n個(gè)自由度。當(dāng)用PL個(gè)低副，PH個(gè)高副將構(gòu)件連接起來，便會(huì)使構(gòu)件活動(dòng)受到影響，也就是3n個(gè)自由度就要被減少。即 3n2PL 在黑板上寫成 3n2PL 加一個(gè)高副，就引入一個(gè)約束，自由度只有2個(gè)。，課件（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）放一下，計(jì)算一下機(jī)構(gòu)自由度F=1，也就是這機(jī)構(gòu)能具有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目為1，主動(dòng)件為1，輸入運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件就按確定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，這就是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性。如再給定一個(gè)原動(dòng)件（二個(gè)原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以相同，也可以不同）這時(shí)其它構(gòu)件運(yùn)動(dòng)就確定了，這時(shí)機(jī)構(gòu)自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù)。 當(dāng)原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)時(shí)，機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。 應(yīng)用公式時(shí)注意事項(xiàng)1. 局部自由度，放課件（局部自由度）滾子繞其本身軸線作自由轉(zhuǎn)動(dòng)，絲毫不會(huì)影響其它構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，這在進(jìn)行自由度計(jì)算時(shí)，要將局部自由度去除，)。圖31 復(fù)合鉸鏈計(jì)算3. 虛約束在運(yùn)動(dòng)副所加的約束中，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的，這種不起獨(dú)立限制作用的約束稱為虛約束，在計(jì)算自由度時(shí)，虛約束應(yīng)當(dāng)除去不計(jì)，放課件（），）中EF為虛約束，）虛約束是很難找出，一般可從下面二點(diǎn)來找1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變2）虛約束去掉前后F不同，=1，=0，故EF為虛約束。那么虛約束有什么用途？它可提高構(gòu)件的剛性，改善其受力情況，因此，在現(xiàn)場，還是被廣泛地使用。具體的教學(xué)要求如下：1）了解平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)（速度）分析。3）了解平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式，掌握其演化方法。5）掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的圖解法設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：1）平面四桿機(jī)構(gòu)相關(guān)的基本概念。 3）平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)三、教學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)1. 概述2. 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析3. 平面機(jī)構(gòu)的力分析24. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及演化25. 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性6. 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2注：為了照顧編寫教案時(shí)的系統(tǒng)性，表中列出的學(xué)時(shí)數(shù)只僅供參考，但全章總學(xué)時(shí)數(shù)不變。四、教學(xué)思路設(shè)計(jì)本章主要介紹平面四桿機(jī)構(gòu)的類型、特性、運(yùn)動(dòng)分析、力分析及運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)等，同時(shí)簡要討論機(jī)構(gòu)的效率和自鎖問題。第4章 第1講知識(shí)點(diǎn)教學(xué)手段1. 平面連桿機(jī)構(gòu)概況介紹2. 同一構(gòu)件上各點(diǎn)速度分析3. 1）運(yùn)動(dòng)副中的摩擦 2）機(jī)構(gòu)的受力分析 3）機(jī)械效率及自鎖 4）螺旋機(jī)構(gòu)的效率課件（同一構(gòu)件上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分析、平面摩擦、楔形滑塊等速移動(dòng)受力、軸頸的摩擦和摩擦圓、轉(zhuǎn)動(dòng)副、考慮摩擦?xí)r機(jī)構(gòu)的靜力分析、矩形螺旋副受力、滑塊等速上升受力、滑塊等速下滑受力）一、講授時(shí)注意幾點(diǎn)：1. 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析主要講授用相對運(yùn)動(dòng)圖解法求解同一構(gòu)件各點(diǎn)速度的方法，其中提出速度影像原理，求解加速度等不作要求。對這部分內(nèi)容主要應(yīng)了解運(yùn)動(dòng)副的摩擦情況，機(jī)構(gòu)受力分析方法、機(jī)械效率及自鎖概念。平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及力分析。若干個(gè)構(gòu)件可以是4桿、5桿等，其中平面四桿機(jī)構(gòu)是平面連桿機(jī)構(gòu)中最常用的一種形式。其任務(wù)：根據(jù)機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分析確定該機(jī)構(gòu)其它構(gòu)件上的某些點(diǎn)的位移、速度、加速度或角位移、角速度、角加速度等。2）如知道了機(jī)構(gòu)的速度，就可求出機(jī)構(gòu)的功率等。這里就要指出一點(diǎn)：這些運(yùn)動(dòng)分析是在不考慮引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)外力的影響下進(jìn)行的。已知：1）各構(gòu)件的尺寸，位置 2）原動(dòng)件1以等ω轉(zhuǎn)動(dòng)求：1. 圖示位置時(shí)的機(jī)構(gòu)中C點(diǎn)、E點(diǎn)的、。放課件，并按圖41所示的，一邊講，一邊徒手在黑板上作圖。步驟：（1）求取基點(diǎn)為A點(diǎn)，大小為，方向，指向與相同。（2）求因?yàn)锽點(diǎn)與C點(diǎn)同為構(gòu)件2上的點(diǎn)，物體2作平面運(yùn)動(dòng)，基點(diǎn)取在B點(diǎn)，這是為什么？問一下學(xué)生，根據(jù)工程力學(xué)可知： ：為基點(diǎn)的速度。 大小 ？ ？方向 下面說明二點(diǎn)：1）為什么的方向?yàn)?？在?gòu)件3上，C點(diǎn)的速度為在構(gòu)件2上，C點(diǎn)的速度為這C點(diǎn)為同一點(diǎn)，在二個(gè)構(gòu)件上，因此=，由于方向?yàn)椋苑较蛞矠?。一邊作圖，一邊講解，根據(jù)相對運(yùn)動(dòng)矢量方程，就可得出pbc圖形，求出大小及大小。 同上法，可得出為逆時(shí)轉(zhuǎn)。（4）求因?yàn)锽、C、E為同上構(gòu)件上的點(diǎn)，同樣道理可得出下列矢量方程 這方程是以B點(diǎn)為基點(diǎn)，列出的。二者同等于則 大小 ？ ？ ？方向 ？ ⊥AB ⊥BE ⊥CE ⊥CE這矢量方程為二個(gè)未知數(shù)，就可用速度圖解法求出。1）極點(diǎn)p代表該構(gòu)件上速度為零的點(diǎn)。3）在速度多邊形中，連接其他任意兩點(diǎn)的矢量，便代表該兩點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的同名點(diǎn)間的相對速度，其指向與速度下標(biāo)的順序相反。4）從圖中可見出，代表各相對速度的矢量分別⊥于機(jī)構(gòu)圖中的。圖形bce稱為機(jī)構(gòu)圖中BCE的速度影像，這樣我們就可利用圖形相似原理求出同一構(gòu)件上某一點(diǎn)的速度。 平面機(jī)構(gòu)的力分析作用于機(jī)構(gòu)上的力有5種類型1. 驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力，這力所作的功為正值，稱輸入功。 1）有效阻力：這個(gè)與生產(chǎn)工作直接相關(guān)的阻力，其功稱有效功或輸出功，又稱工作阻力。3. 運(yùn)動(dòng)副反力。法向反力：又稱正壓力，它與運(yùn)動(dòng)副元素的相對運(yùn)動(dòng)方向相⊥的。切向反力：即為運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力，因它是由于正壓力而產(chǎn)生的，起到阻止運(yùn)動(dòng)的作用，一般情況下摩擦力對生產(chǎn)是無效的，有害的，但有些機(jī)構(gòu)中摩擦力是起到有利的作用，如帶傳動(dòng)中的摩擦力。4. 重力。為了保證機(jī)構(gòu)作持續(xù)的預(yù)先確定運(yùn)動(dòng)，根據(jù)此運(yùn)動(dòng)條件與作用在機(jī)構(gòu)上的已知外力，就可求出與之相平衡的未知外力，這未知外力稱為平衡力或平衡力矩，這一點(diǎn)學(xué)生一定要記牢，理解，以后就要用到這原理去求平衡力的。最后說明一下，研究機(jī)構(gòu)力的分析的目的有兩個(gè)。力的分析可為今后計(jì)算各構(gòu)件零件的強(qiáng)度，確定機(jī)械效率及軸承型式等提供了必需的資料。 運(yùn)動(dòng)副中的摩擦1. 移動(dòng)副中的摩擦力最常見的移動(dòng)副中的摩擦可分為平滑塊的摩擦和槽形滑塊的摩擦二種，我們先談平滑塊的摩擦。在外力F作用下，滑塊1向左移動(dòng)←，滑塊1和平面2組成一個(gè)移動(dòng)副，因此分析一下滑塊1上作用什么力：①驅(qū)動(dòng)力F；②平面2給1的反力。驅(qū)動(dòng)力F：F力為作用在滑塊1上的所有作用力的合力，它與接觸面法線間所夾的角度為β，將F力分解為法向分力Fn和切向分力Ft二部分。② Ft：使1滑塊在Ft作用下向左運(yùn)動(dòng)或具有向左運(yùn)動(dòng)趨勢。① 正壓力FN ：為法向反力，它與Fn關(guān)系是大小相等，方向相等的力，這是為什么？學(xué)生去想一下。FN與Ff的合力就是平面上加在滑塊1上的總反作用力FR，又稱總反力FR。討論一下：1）當(dāng)βφ時(shí)，說明了外力F的作用線在摩擦角φ之外的情況，這時(shí)FtFf，推動(dòng)力Ft大于摩擦力，使滑塊作加速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)Ft=Ff，使滑塊作等速運(yùn)動(dòng)，如滑塊原來不動(dòng)、靜止，那么滑塊1仍然保持靜止不動(dòng)狀態(tài)。如滑塊1原來不動(dòng)，那么無論外力F加得多大，滑塊1都不能運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。放一下課件（楔形滑塊等速移動(dòng)受力），滑塊1在楔形槽2中作等速滑移（圖中沿z向移動(dòng)）。驅(qū)動(dòng)力為水平的F反力，滑塊的兩個(gè)接觸面上同時(shí)承受正壓、和摩擦力Ff（畫圖加上這三個(gè)力）。2. 轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦力軸承就是轉(zhuǎn)動(dòng)副，軸在軸承孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，軸安裝在軸承孔的那一部分稱為軸頸。，放課件（軸頸摩擦和摩擦圓、轉(zhuǎn)動(dòng)副）。在驅(qū)動(dòng)力矩M作用下，使1在軸承孔2中作等速轉(zhuǎn)動(dòng)ω12，根據(jù)平衡條件可知：Fr與必須構(gòu)成一個(gè)阻止軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，這力矩稱為摩擦力矩Mf，這Mf大小必須與驅(qū)動(dòng)力矩M相平衡。其作用線間相距一個(gè)距離為ρ，可得出Mf =ρ。f0 ()以軸心為圓心，ρ為半徑，所作的圓稱為摩擦圓。下面總結(jié)一下，運(yùn)動(dòng)副中反力情況：1）移動(dòng)副：不計(jì)摩擦?xí)r，反力方向⊥于相對移動(dòng)的導(dǎo)路；考慮摩擦?xí)r，反力方向與相對移動(dòng)導(dǎo)路的⊥方向之間偏轉(zhuǎn)一個(gè)摩擦角φ，