0.2 机器的结构（课件）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》高等教育出版社·第3版 同步精品课程——中职专业课 绪论 第二节 机器的结构 （第2课时） 学习目标 绪论 掌握零件、部件与构件的概念； 了解运动副的类型与构件的结构。 知识目标 能够学会平面机构运动简图，并画出冲压机 的机构示意图。 能力目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能 力和解决问题的能力。 情感目标 问题引入 01 思考：从宏观上分析机器组成之后，再从微观的角度来分析机器的结构。 问题引入 01 20种常用机械传动结构，你认识哪一种？ https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 一、零件、部件与构件 构成机器的不可拆的制造单元称为零件。 在各种机器中普遍使用的零件称为通用零件，如螺栓、轴、齿轮、弹簧等；只在某些机器中使用的零件称为专用零件，如冲压机中的曲轴、连杆、滑块等。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 一、零件、部件与构件 在机器中，由若干零件装配在一起构成的具有独立功能的部分称为部件，如轴承、联轴器、离合器、减速器等。 构成机器的各相对运动单元称为构件。 构件一般由若干个零件刚性连接而成，也可能是单一的零件。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 一、零件、部件与构件 为把机器动力部分所输出的运动(多数为转动)变换成机器执行部分所需要的运动，有必要单独讨论机器传动部分和执行部分的结构和特性，于是引入了机构的概念。机构是用来传递运动和力的构件系统。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 一、零件、部件与构件 复杂的机器由多种机构组成，简单的机器可能只含有一种机构。冲压机的传动部分由V带及带轮组成的带传动机构、小齿轮和大齿轮组成的齿轮传动机构组成，执行部分由曲轴和连杆及滑块组成的曲柄滑块机构等组成，将电动机的等速转动变换成凸模的直线冲压运动。 由机器的结构可见，机构的性能和零件的质量决定着机器的完善程度。无论是制造还是使用机器，都必须将机构和零件作为基础来学习。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 ( 一 )运动副的类型 机构是用来传递运动和力的构件系统，机构中的各构件以一定方式彼此连接。 01 这种直接接触的两个构件间的可动连接称为运动副。 03 这 种连接与焊接、铆接等固定连接不同，既要对构件的运动加以限制，又允许连接的两 构件之间具有一定的相对运动。 02 两构件间的相对运动为平面运动时构成平面运动副。 04 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 ( 一 )运动副的类型 平面运动副有低副和高副两种类型。 1. 低副 两构件通过面与面接触组成的运动副称为低副，如图所示。由于低副是面接 触，在承受载荷时压强较低，利于润滑，因此不易磨损。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 ( 一 )运动副的类型 低副按照两构件间允许相对运动的形式不同分为两类： ①转动副 如图所示，构件1和构件2用铰链连接，两构件只能绕铰链回转 中心相对转动。例如，轴与轴承之间的可动连接就属于转动副。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 ( 一 )运动副的类型 低副按照两构件间允许相对运动的形式不同分为两类： ②移动副 如图0 - 3b 所示，构件1和构件2之间只能沿某一轴线相对移动。例如，滑块与导路之间的可动连接就属于移动副。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 ( 一 )运动副的类型 平面运动副有低副和高副两种类型。 2. 高副 两构件以点或线的形式相接触组成的运动副称为高副。图所示的齿轮副和凸 轮副都是高副，构件2可以相对于构件1绕接触点A 转动，又可以沿接触点的切线 t—t 方向移动，只有沿公法线n—n 方向的运动受到限制。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 机构中的构件分为三类：固定构件称为机架，按给定的运动规律独立运动的活动 构件称为原动件，其余活动构件称为从动件。从动件的运动规律取决于原动件的运动 规律 、 机构中运动副和构件的结构及尺寸 。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 1. 具有转动副的构件 构件中转动副间距较大时， 一般制成杆状，如图所示。杆状构件应尽量制成直杆(图a), 但有时要求构件与机构 的其他部分在运动时不发生干涉(碰撞), 也可制成特殊形式(图b)。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 1. 具有转动副的构件 杆状构件因受力状况和功能有所差别而有不同的横截面，如图所示。构件横截面尺寸相对强度而言通常是偏大的，主要是使构件具有足够的刚度和抗振能力。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 1. 具有转动副的构件 绕定轴转动的构件常制成盘状。有时在盘状构件上装有轴销，如图所示，以 便与其他构件组成另一个转动副。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 1. 具有转动副的构件 当两个转动副间距很小，难以设置相距很近的轴销 或轴孔时、可以将另一个转动副尺寸扩大而制成偏心轮，如图所示。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 1. 具有转动副的构件 偏心轮的几 何中心与其回转中心之间的距离e 称为偏心距。当构件承受较大载荷时，采用偏心轮 结构庞大，可以采用图所示的曲轴，连接两个转动副的部分称为曲柄。偏心轮和 曲轴常用于回转运动与往复直线运动相互转换的机构中。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 二 、运动副的类型与构件的结构 (二)构件的结构 2. 具有移动副和转动副的构件 图所示为单缸内燃机构造简图。在燃烧气体膨胀压力的作用下，活塞被推动 下移，并通过连杆使曲轴旋转而做功。这里的活塞既与缸体组成移动副，又与连杆组 成转动副。这类构件多呈块状，故常称为滑块。 3. 具有两个移动副的构件 这种构件不多见，模块五介绍的滑块联轴器的中间滑块即是。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 实际的机器或机构比较复杂，构件的外形和构造也多种多样，但机构的相对运动只与运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸有关，而与构件的横截面尺寸、组成 构件的零件数目及运动副的具体结构等无关。 三 、平面机构运动简图 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 在研究机器或机构运动时，可以 不考虑与相对运动无关的因素。 用线条表示构件，用简单符号表示运动副的类型，按 一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，这种简明表示机构各构件间运 动关系的图形称为机构运动简图。 三 、平面机构运动简图 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 试绘制图所示单缸内燃机的机构运动简图。已知lᴀB=75mm,LBc=260 mm。 三 、平面机构运动简图 解①在单缸内燃机中，活塞为原动件， 曲轴为工作构件。活塞的往复运动经连杆变换 为曲轴的旋转运动。 ②活塞与缸体(机架)组成移动副，与 连杆在C 点组成转动副；曲轴与缸体在A 点 组 成转动副，与连杆在B 点组成转动副。 ③确定长度比例尺μL=0.01m/mm, 以规定符号绘制机构运动简图 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 试绘制图所示单缸内燃机的机构运动简图。已知lᴀB=75mm,LBc=260 mm。 三 、平面机构运动简图 如图所示，活塞的大小与运动无关，可酌定。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 试绘制图0 - 1所示冲压机的机构示意图。 三 、平面机构运动简图 ①冲压机的工作原理如前所述。 ②用规定的符号绘制机构示意图，如图所示。电动机1固定在机架13上，小带 轮2装在电动机外伸轴上，传动轴5左端装有大 带轮4,右端装有小齿轮6,并与机架组成转动 副(轴承)。曲轴9左端装有制动器10,中间以 转动副与连杆11相连，次右端装有与小齿轮6 组成高副的大齿轮7,最右端装有离合器8。连 杆11下端与滑块12构成转动副。 https://www.vcg.com/creative/1https://vcg02.cfp.cn/creative/vcg/800/new/VCG211556856698.gif556856698.html 新知学习 02 试绘制图0 - 1所示冲压机的机构示意图。 三 、平面机构运动简图 滑块12连同凸模与机架构成移动副。 凹模与机架13固定连接。 课堂小结 04 一 、零件、部件与构件 二 、运动副的类型与构件的结构 三 、平面机构运动简图 构成机器的不可拆的制造单元称为零件。在各种机器中普遍使用的零件称为通用 零件，如螺栓、轴、齿轮、弹簧等；只在某些机器中使用的零件称为专用零件，如冲 压机中的曲轴 、 连杆 、 滑块等 。 ( 一 )运动副的类型 (二)构件的结构 构件的外形和构造也多种多样 小试牛刀 运动副的本质特征是以下哪一项？ A. 两构件间完全固定不动的连接 B. 两构件间既有限制又允许相对运动的可动连接 C. 两构件间无任何限制的完全自由运动 D. 两构件间通过焊接实现的永久性连接 答案：B 解析：运动副是“直接接触的两个构件间的可动连接”，其特点是“既要对构件的运动加以限制，又允许连接的两构件之间具有一定的相对运动”，因此B正确。A、C、D均与定义矛盾。 小试牛刀 下列哪一项属于平面运动副的必要条件？ A. 两构件间的相对运动为空间运动 B. 两构件间的相对运动为平面运动 C. 两构件间无任何接触 D. 两构件间通过螺纹连接 答案：B 解析：“两构件间的相对运动为平面运动时构成平面运动副”，因此平面运动副的必要条件是相对运动为平面运动，B正确。A、C、D均不符合定义。 小试牛刀 关于运动副与固定连接（如焊接、铆接）的区别，以下说法正确的是？ A. 运动副允许相对运动，固定连接不允许 B. 运动副和固定连接均允许相对运动 C. 运动副和固定连接均不允许相对运动 D. 运动副仅用于焊接工艺 答案：A 解析：运动副与“焊接、铆接等固定连接”不同，运动副“允许连接的两构件之间具有一定的相对运动”，而固定连接完全限制运动，故A正确。 小试牛刀 机构中的构件通过运动副连接时，其目的是什么？ A. 完全固定各构件的位置 B. 传递运动和力，同时允许必要的相对运动 C. 增加构件的重量 D. 避免构件之间的任何接触 答案：B 解析：机构是“用来传递运动和力的构件系统”，而运动副的作用是“既要对构件的运动加以限制，又允许连接的两构件之间具有一定的相对运动”，因此B正确。 小试牛刀 若两构件通过运动副连接后，仅能在同一平面内相对滑动，则该运动副属于？ A. 空间运动副 B. 平面运动副 C. 固定连接 D. 焊接副 答案：B 解析：根据定义，“两构件间的相对运动为平面运动时构成平面运动副”，滑动是平面运动的一种形式，故B正确。 小试牛刀 以下哪一项不是运动副的功能？ A. 限制构件的某些运动自由度 B. 允许构件间存在相对运动 C. 使构件完全失去运动能力 D. 传递运动和力 答案：C 解析：运动副的核心功能是“传递运动和力”，同时“既要对构件的运动加以限制，又允许相对运动”，因此“使构件完全失去运动能力”与定义矛盾，C错误，符合题意。 小试牛刀 冲压机中曲轴与连杆的连接属于哪种运动副的应用？ A. 固定连接（如焊接） B. 允许相对转动的平面运动副 C. 无任何限制的完全自由运动 D. 铆接连接 答案：B 解析：曲轴与连杆需传递转动并允许相对运动（如连杆摆动），符合“平面运动副”的定义，且需限制其他自由度，故B正确。 小试牛刀 关于运动副的描述，以下哪一项是错误的？ A. 运动副是构件间的可动连接 B. 运动副必须允许构件间存在相对运动 C. 所有构件间的连接均可称为运动副 D. 平面运动副要求相对运动为平面运动 答案：C 解析：运动副特指“可动连接”，而“焊接、铆接等固定连接”不属于运动副，因此“所有构件间的连接均可称为运动副”是错误的，C符合题意。 作业布置 04 1.简述运动副的类型。 2.简述构件的结构。 3.简述零件、部件与构件的概念。 感谢观看 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$