徐秀玲机械设计基础教案热动本11级.doc
《徐秀玲机械设计基础教案热动本11级.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《徐秀玲机械设计基础教案热动本11级.doc(117页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第 1 次课授课计划机械设计基础课程 热动本111-3班级 2013年9月6日章节名称绪 论第一章 平面机构的自由度1.1 运动副及其分类1.2 平面机构运动简图教学内容1、机器、机构、构件、零件的概念;2、机械设计基础的研究对象;3、运动副的概念及分类;4、运动简图画法;教学目的与 要 求了解本课程的研究对象和研究内容,学习的主要任务。理解运动副的相关知识, 掌握机构运动简图的表达方法。重 点机器、机构、构件、零件的概念;运动副的概念及分类难 点运动简图画法作 业 无教学手段多媒体教学;机构动画演示;参考资料1、机械原理与机械设计(第一版) 张策主编 机械工业出版社2、机械设计课程设计(第二
2、版)王大康主编 背景工业大学出版社绪 论一、研究对象1、机械:机器和机构的总称机器(三个特征):人为的实物组合(不是天然形成的);各运动单元具有确定的相对;必须能作有用功,完成物流、信息的传递及能量的转换。机器的组成:原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机机构:有两特征。很显然,机器和机构最明显的区别是:机器能作有用功,而机构不能,机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系,机器是由几个机构组成的系统,最简单的机器只有一个机构。2、概念构件:运动单元体零件:制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。机架:机构中相对不动的构件原动件:驱动力(或力矩)所作用的构件。输入构件从动件:随着原动构件的
3、运动而运动的构件。输出构件机构:能实现预期的机械运动的各构件(包括机架)的基本组合体称为机构。二、研究内容:1、机构的结构和运动学:机械的组成;机构运动的可能性和确定性;分析运动规律。2、机构和机器动力学:力运动的关系F=ma 功能3、要求:解决二类问题:分析:结构分析,运动分析,动力分析综合(设计):运动要求,功能要求。新的机器。第一章 平面机构的自由度和速度分析1-1 机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件1-2 机构的组成机构是由构件组成的。一、运动副:构件间的可动联接。(既保持直接接触,又能产生一定的相对运动)高副:点线接触低副:面接触运动副元素
4、自由度:构件含有独立运动的数目约束:对独立运动的限制低副:2个约束,1个自由度高副:1个约束,2个自由度低副:转动副:两个构件间不能作旋转运动的运动副;移动副:两个构件间不能作移动运动的运动副。高副:齿轮副;凸轮副。二、运动链、机构1、运动链:两个以上构件通过运动副联接而成的系统平面运动链;空间运动链(根据各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动分类)2、机构(从运动链角度):1、对一个运动链2、选一构件为机架3、确定原动件(一个或数个)4、原动件运动时,从动件有确定的运动。第 2 次课授课计划机械设计基础课程 热动本111-3班级 2013年9月10日章节名称1.3 平面机构的自由度教学内容
5、1、平面机构自由度的公式;2、自由度计算注意事项;教学目的与 要 求掌握机构自由度的计算方法重 点掌握机构自由度的计算方法难 点自由度计算注意事项作 业P17: 1.5;1.6;1.7;1.9;1.10教学手段多媒体教学;机构动画演示;参考资料1、机械原理与机械设计(第一版) 张策主编 机械工业出版社2、机械设计课程设计(第二版)王大康主编 背景工业大学出版社1-3 平面机构运动简图一、用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置,并能完全反映机构特征的简图。二、绘制:1、运动副的符号转动副:移动副:齿轮副:凸轮副:2、构件(杆):3、机构运动简图的绘制,(模型,鄂式破碎机)1)分
6、析机构,观察相对运动;2)找出所有的构件与运动副;3)选择合理的位置,即能充分反映机构的特性;4)确定比例尺,5)用规定的符号和线条绘制成间图。(从原动件开始画)1-4 平面机构的自由度机构的自由度:机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。一、计算机构自由度(设n个活动构件,PL个低副,PH个高副) 二、机构具有确定运动的条件 (原动件数F,机构破坏)原动件数=机构自由度铰链五杆机构:原动件数0, 原动件数=F,运动确定 原动件数F,机构破坏三、计算F时注意问题(1)复合铰链m-1例: (2)局部自由度(与输出件运动无关的自由度称局部自由度) (3)虚约束:在特殊的几何条件下,有些约束所
7、起的限制作用是重复的,这种不起独立限制作用的约束称为虚约束。 图1-15作业:P498,题1-1,1-2,1-3,1-4。平面机构的虚约束常出现于下列情况:(1)不同构件上两点间的距离保持恒定(2)两构件构成各个移动副且导路互相平行(3)两构件构成各个转动副且轴线互相重合(4)在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动(见课本P14)例:计算自由度(先看有无注意事项,复合铰链,再看有几个构件)1、2、,其中B、C为复合铰链。第 3 次课授课计划机械设计基础课程 热动本111-3班级 2013年9月13日章节名称第二章 平面连杆机构2.1 平面四杆机构的基本类型及其应用教学内容1、四杆
8、机构的基本类型;2、机构的演化;3、四杆机构曲柄存在的条件;教学目的与 要 求了解平面四杆机构的基本型式、基本特性和演化途径;掌握曲柄存在的条件;重 点四杆机构曲柄存在的条件难 点四杆机构曲柄存在的条件作 业 无教学手段多媒体教学;机构动画演示;参考资料1、机械原理与机械设计(第一版) 张策主编 机械工业出版社2、机械设计课程设计(第二版)王大康主编 背景工业大学出版社第二章 平面连杆机构2.1平面四杆机构的类型及应用 一、铰链四杆机构基本类型根据机构中有无曲柄和有几个曲柄,铰链四杆机构又有三种基本形式:1曲柄摇杆机构:两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。2双曲柄机构:两连架杆均为曲柄的
9、四杆机构。可将原动曲柄的等速转动转换成从动曲柄的等速或变速转动。注意:平行四边形机构在运动过程中,当两曲柄与机架共线时,在原动件转向不变、转速恒定的条件下,从动曲柄会出现运动不确定现象。可以在机构中添加飞轮或使用两组相同机构错位排列。 3 双摇杆机构:两连架杆都是摇杆的机构。二、机构的演化 机构的演化方法有三种:1)通过改变构件的形状和相对尺寸进行演化;2)通过改变运动副尺寸进行演化;3)通过选用不同构件作为机架进行演化。1滑块机构当构件1能整周回转成为曲柄时,该机构称为曲柄滑块机构;否则该机构称为摆杆滑块机构。2导杆机构在图a所示的对心曲柄滑块机构中,若改取构件1为机架,则机构演化为导杆机构
10、。3曲柄摇块与曲柄转块机构在图a中若改取构件2为机架,当l1 l2时,则滑块3可作整周转动,我们称为曲柄转块机构。 4移动导杆机构在图 a中,如取滑块3为机架,则该机构演化成移动导杆机构。2.2 四杆机构特性 一、四杆机构存在曲柄的条件 铰链四杆机构的三种基本型式的区别在于它的连架杆是否为曲柄。而且一般原动件为曲柄 。而在四杆机构中是否存在曲柄,取决于机构中各构件间的相对尺寸关系。铰链四杆机构曲柄存在条件为:1)连架杆和机架中必有一杆是最短杆; 2)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。(称为杆长条件) 上述两个条件必须同时满足,否则机构不存在曲柄。第 4 次课授课计划机械设计基础
11、课程 热动本111-3班级 2013年9月20日章节名称2.2 平面四杆机构的基本特性2.3四杆机构设计教学内容1、四杆机构的急回特性;2、压力角和传动角;3、死点4、四杆机构的设计教学目的与 要 求掌握平面四杆机构曲柄存在的条件、行程速比系数、极位夹角、最大压力角、最小传动角、机构死点位置等概念。掌握四杆机构的设计方法;重 点压力角和传动角、死点四杆机构的设计难 点压力角和传动角、死点四杆机构的设计作 业P37: 2.1;2.2教学手段多媒体教学;机构动画演示;参考资料1、机械原理与机械设计(第一版) 张策主编 机械工业出版社2、机械设计课程设计(第二版)王大康主编 背景工业大学出版社二、急
12、回特性和行程速比系数1) 当主动件曲柄等速转动时,从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度,摇杆的这种运动特性称为急回特性 。2)行程速比系数K 当机构存在极位夹角 时,机构便具有急回运动特性。且角越大,K值越大,机构的急回性质也越显著。3、 压力角与传动角连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角 称为四杆机构在此位置的传动角。显然越大,有效分力Pt越大,Pn越小,对机构的传动就越有利。所以,在连杆机构中也常用传动角的大小及变化情况来描述机构传动性能的优劣。为了保证机构传力性能良好,应使min40 50。 最小传动角的确定: 对于曲柄摇杆机构, min出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。4、
13、死点 当连杆与从动件曲柄共线时,机构的传动角0,这时主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心,出现了不能使构件AB转动的“顶死”现象,机构的这种位置称为“死点”。 在工程上,为了使机构能够顺利通过死点而正常运转,必须采用适当的措施,如发动机上安装飞轮加大惯性力,或利用机构的组合错开死点位置。但是,也应注意到,在工程上也长有利用死点来实现一定工作要求的,例如飞机起落架、各类夹具中。2.3四杆机构设计连杆机构的设计方法有:作图法、实验法及解析法。1、 按连杆预定位置设计四杆机构2、 按给行程速比系数K设计四杆机构 如图所示,已知摇杆CD长度及摆角,行程速比系数K。要求设计曲柄摇杆机构。步
14、骤如下:1)由公式,求出极位夹角 。2)任选固定铰D的位置,并作出摇杆两极限位置C1D和C2D,夹角为。3)连接C1C2,作C1C2O =C2C1O = 90- ,得交点O,以O为圆心,OC1为半径作圆。4)在圆上任取一点A为固定铰。5)连接AC1、AC2,则AC1、AC2分别为曲柄与连杆重迭拉直共线位置,即:AC1=BC-AB AC2=BC+AB 可分别求得AB与BC。第 5次课授课计划机械设计基础课程 热动本111-3 班级 2013年9月24日章节名称第三章 凸轮机构3.1 凸轮机构的应用和类型3.2 从动件的常用运动规律3.3凸轮机构压力角教学内容1、凸轮机构的类型;2、等速运动、简谐
15、运动、等加速运动从动件的运动规律;3、压力角的概念;教学目的与 要 求熟悉凸轮机构的类型和应用。了解凸轮机构从动件常用运动规律;了解其冲击特性和应用场合。理解高副压力角。重 点等速运动、简谐运动、等加速运动从动件的运动规律难 点压力角的概念作 业P52: 3.1;3.2教学手段多媒体教学;机构动画演示;参考资料1、机械原理与机械设计(第一版) 张策主编 机械工业出版社2、机械设计课程设计(第二版)王大康主编 背景工业大学出版社31 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的分类:按凸轮形状分: 1)盘形凸轮 2)移动凸轮3)圆柱凸轮按从动件型式分: 1)尖底从动件;2)滚子从动件;3)平底从动件按维持高副
16、接触分(锁合); 1)力锁合弹簧力、重力等 2)几何锁合: 等径凸轮;等宽凸轮凸轮机构的优点:结构简单、紧凑、设计方便,可实现从动件任意预期运动,因此在机床、纺织机械、轻工机械、印刷机械、机电一体化装配中大量应用。缺点:1)点、线接触易磨损;2)凸轮轮廓加工困难;3)行程不大32 从动件的运动规律凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律基圆凸轮理论轮廓曲线最小矢径所作的圆。偏距圆从动件导路与凸轮回转中心O的偏负距离为e,并以e为半径O为圆心所作的圆。行程从动件由最低点到最高点的位移h(式摆角)推程运动角从动件由最低运行到最高位置,凸轮所转过的角。回程运动角高低凸轮转过的转角。远休止角从动件到达最高
17、位置停留过程中凸轮所转过的角。近休止角从动件在最低位置停留过程中所转过的角。从动件位移线图从动件位移S与凸轮转角(或时间t)之间的对应关系曲线。从动件速度线图加速度线图统称从动件运动线图。一、从动件常用运动规律1)等速运动 从动件开始和最大行程加速度有突变则有很大的冲击。这种冲击称刚性冲击。实质材料有弹性变形不可能达到,但仍然有强烈的冲击。只适用于低速轻载。2)等加速度、等减速度等加速度 等减速度 加速度有有限突变,柔性冲击,适用于中等速度轻载。3、(余弦PV速度)规律加速度有突变,仍存在柔性冲击。适用于中速、中载4、摆线运动规律(正弦加速度), 这种规律没有加速度突变,则即不存在刚性冲击,又
18、不存在柔性冲击,适用高速轻载。第 6次课授课计划机械设计基础课程 热动本111-3班级 2013年9月27日章节名称3.4图解法设计凸轮轮廓教学内容1、偏置尖顶直动从动件盘形凸轮;2、滚子直动从动件盘形凸轮3、平底直动从动件盘形凸轮教学目的与 要 求掌握直动从动件(偏置尖顶、滚子、平底)盘形凸轮轮廓的绘制方法了解摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制;重 点直动从动件(偏置尖顶、滚子、平底)盘形凸轮轮廓的绘制方法难 点摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制;作 业无教学手段多媒体教学;机构动画演示;参考资料1、机械原理与机械设计(第一版) 张策主编 机械工业出版社2、机械设计课程设计(第二版)王大康主编 背景工业
19、大学出版社33图解法设计凸轮轮廓一、作图法1、直动从动件星形凸轮机构已知:从动件运动规律,等角速度,偏距e,基园半径。要求:绘出凸轮轮廓曲线设计步骤: 以为半径作基园,e为半径作偏距园。 过K点作从动件等路交点。 作位移线图,分成若干等份。 等分偏距园,过K1,K2,K5作切线,交于基圆,C1,C2,C5 应用反转法,量取从动件在各切线对预置上的位移,由图中量取从动件位移,得B1,B2,即C1B1=11C2B2=Z2 将B0,B1连成光滑曲线,即为凸轮轮廓曲线对于滚子从动件星形凸轮机构,设计方法与上相同,只是只要把它乘作滚子中心看作为尖顶从动件凸轮,则由上方法得出的轮廓曲线称为理论轮廓曲线,然
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 徐秀玲 机械设计 基础 教案 11
链接地址:https://www.31doc.com/p-2741214.html