1.1 运动副（课件）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

1.1 运动副 《机械基础》（机工版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 01 03 02 能说出运动副的定义 明确运动副在机械运动中的作用 能区分常见运动副的类型 新知学习 情景导入 同学们，咱们来看看这个——（举起自行车模型）骑车时脚蹬子转，链条带车轮转，车把还能左右拐。这些零件咋动得这么协调？ 其实啊，脚蹬子和车架、车轮和车轴之间，都有能让它们相对运动的“小关节”。在机械里，这种“关节”就叫运动副。想知道自行车为啥不会散架还能灵活动？今天咱们就来扒一扒运动副的秘密，学会了还能画出简单的机构运动简图呢！ 新知学习 1.机器 机器的种类很多，它们的构造、用途和功能各不相同，经过仔细分析可以发现，它们都有共同的特征。 如图0-1所示的单缸内燃机是由活塞1、连杆2、曲轴 3、气缸体 4、齿轮5和6、凸轮7、推杆 8、进气阀和排气阀9等组成的，在气缸内进行的进气一压缩一做功一排气过程，使燃气燃烧的热能转变为推动曲轴转动的机械能，进而对外做功。工作时，活塞1相对气缸体做往复运动，曲轴3相对气缸体做连续转动。 新知学习 一、绪论 新知学习 按其用途，机器可分为发动机(原动机)和工作机。 发动机是将非机械能转变成机械能的机器。例如，电动机是将电能转变成机械能的机器，内燃机是将热能转变成机械能的机器。 工作机是用来改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器，是利用机械能来做有用功的机器。例如，车床、铣床、床等金属切削机床都是工作机。 新知学习 一、绪论 新知学习 2.机构 机构是多个实体的组合，并能保证各实体之间具有确定的相对运动。图0-1所示的活塞相对于气缸体做往复运动，曲轴相对气缸体做连续转动。 与机器比较，机构也是人为实体的组合，各运动实体之间也具有确定的相对运动，但它不能做机械功，也不能实现能量转换。机器与机构的区别在于其功用不同:机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换;机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。通常的机器必包含一个或一个以上的机构。图0-1所示的单缸内燃机中有一个曲柄滑块机构，用来将气缸内活塞的往复运动转变为曲柄(曲轴)的连续转动。常用的机构有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。 新知学习 一、绪论 新知学习 3.机器的组成 机器通常由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。动力部分是机器动力的来源常用的发动机(原动机)有电动机、内燃机和空气压缩机等。工作部分是直接完成机器工作任务的部分，通常处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途，如金属切削机床的主轴、滑板、工作台等。传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节，金属切削机床中常用的传动装置有带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。 在自动化机器中，除上述三部分外，还有自动控制部分。 新知学习 一、绪论 新知学习 4.构件 机器和机构是由具有确定相对运动的构件组合而成的，因此，构件是机构中的运动单元体，也就是相互之间具有相对运动的物体，如曲轴、连杆、活塞等。一个构件可以是不能拆开的单一整体，如图0-1中的曲轴3，也可以是由几个相互之间没有相对运动的物体组合而成的刚性体，如图0-1中的连杆2便是由几个可以拆卸的物体组合而成的刚性体。机械中应用最多的就是这种刚性构件。图0-2所示为内燃机中的连杆构件，它由连杆体、连杆盖、螺栓和螺母等物体组成。 新知学习 一、绪论 新知学习 5.零件 零件是构件的组成部分，是机器中的制造单元。图0-2中组成连杆的连杆体、连杆盖、螺栓和螺母等都是零件。构件与零件既有联系又有区别，构件可以是单一的零件。例如，图0-1所示的单缸内燃机中的曲轴，既是构件也是零件。构件也可以是由若干零件连接而成的刚性体，例如图 0-2所示的连杆构件由连杆体、连杆盖、螺栓和螺母等零件组合而成。构件与零件的区别在于:构件是运动单元，零件是制造单元。 新知学习 一、绪论 新知学习 新知学习 二、机械传动的分类 新知学习 用来传递运动和动力的机械装置称为机械传动装置。按传递运动和动力的方式不同机械传动可分为摩擦传动和啮合传动两大类;按接触方式不同，机械传动可分为直接接触传动和中间挠性件(带、链等)传动两种。 机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接要使两个构件既能直接接触，又能产生一定的相对运动。这种两构件直接接触且能产生一定相对运动的连接称为运动副。在图0-1所示的内燃机中，活塞与气缸体组成可相对移动的连接，活塞和连杆连杆和曲轴、曲轴和机架分别组成可相对转动的连接。各构件均保持直接接触，并能产生一定的相对运动，因而都构成了运动副。 新知学习 三、运动副的概念 新知学习 根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副可分为低副和高副两大类。 1.低副 低副是指两构件以面接触的运动剧。按两构件的相对运动形式分类，常见的低副有以下几种。 (1)转动副。组成运动副的两构件只能绕某一轴线做相对转动的运动副称为转动副，如图所示。 新知学习 四、运动副的类型 新知学习 (2)移动副。组成运动副的两构件只能做相对直线移动的运动副称为移动副，如图1-2所示。 (3)螺旋副。组成运动副的两构件只能沿轴线做相对螺旋运动的运动副称为螺旋副，如图 1-3 所示。 新知学习 四、运动副的类型 新知学习 2.高副 高副是指两构件以点或线接触的运动副。如图所示为常见的几种高副接触形式。图1所示为车轮与钢轨的接触，图2所示为齿轮的合，它们都属于线接触的高副，图3所示为凸轮与从动杆的接触，属于点接触的高副。 新知学习 四、运动副的类型 新知学习 3.低副机构和高副机构 机构中所有运动副均为低副的机构称为低副机构，机构中至少有一个运动副是高副的机构称为高副机构。 新知学习 四、运动副的类型 新知学习 低副和高副中，由于两构件直接接触部分的几何特征不同，在使用上也具有不同的特点。 低副是面接触的运动副，其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承受载荷时单位面积上的压力较小(故称低副)，但低副不能传递较复杂的运动。 高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积上的压力较大(故称高副)，两构件接触处容易磨损，使用寿命短，制造和维修也较困难，但高副能传递较复杂的运动。 新知学习 四、运动副的类型 新知学习 对机构进行分析时，实际构件的形状和结 构往往较复杂，为了使问题简化，可以忽 略那些与运动无关的构件外形和运动副的 具体构造，仅用简单的线条和符号表示构 件和运动副，并按比例绘制出各运动副的 位置。这种表达机构各构件间相对运动关 系的简化图形称为机构运动简图。机构运动简图用图形符号见附录。 图1-5 所示为颚式破碎机的实物图和机构运动简图。 新知学习 五、机构运动简图 新知学习 随堂练习 （1）低副和高副的主要区别是什么？各举一个例子。 （2）绘制机构运动简图的基本步骤是什么？ 课堂练习 答案：C 解析：仔细数图1 - 4中两构件直接接触且有相对运动的连接，B、C、D、E、F处以及其他相关接触，共6个运动副（逐一识别转动副、移动副等，确保数全 ）。 1.如图1 - 4所示传动机构运动副的个数是______。 A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 课堂练习 答案：D 解析：凸轮接触属于高副，高副能传递较复杂的运动（如凸轮机构可实现从动件的多种运动规律 ）；螺旋副主要实现螺旋运动；带与带轮接触是带传动，运动形式相对简单；活塞与气缸壁接触一般是移动副，运动形式单一。 2.能够传递较复杂运动的运动副的接触形式是______。 A. 螺旋副接触 B. 带与带轮接触 C. 活塞与气缸壁接触 D. 凸轮接触 课堂练习 答案：C 解析：螺旋副存在螺旋面间的摩擦，相对其他选项（齿轮啮合、凸轮接触、滚动轮接触多为滚动摩擦或相对简单的滑动摩擦，效率相对高些 ），摩擦损耗大，效率较低。 3.效率较低的运动副的接触形式是______。 A. 齿轮啮合接触 B. 凸轮接触 C. 螺旋副接触 D. 滚动轮接触 课堂练习 答案：B 解析：运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的连接。图1 - 2中，A、B、C、D、E处以及E与地面的接触，共6个运动副（A、B、C、D为转动副，E处及E与地面是移动副等，数清楚接触且有相对运动的连接数 ）。 4.如图1 - 2所示传动机构运动副的个数是______。 A. 5 B. 6 C. 4 D. 7 课堂练习 答案：A 解析：该机构中的运动副都是低副（转动副和移动副都属于低副，低副是面接触的运动副 ），没有高副（点或线接触的运动副 ），所以是低副机构。 5.如图1 - 2所示传动机构是______。 A. 低副机构 B. 高副机构 C. 转动副机构 D. 移动副机构 课堂练习 答案：B 解析：内燃机活塞与连杆之间是通过活塞销连接，能做相对转动，属于转动副（两构件绕某一轴线做相对转动的运动副 ）；移动副是沿直线相对移动；高副是点或线接触；螺旋副是螺旋运动。 6.内燃机活塞与连杆之间的运动副属于______。 A. 移动副 B. 转动副 C. 高副 D. 螺旋副 课堂练习 答案：C 解析：数图1 - 3中的运动副，滚轮与构件、螺母与丝杠、构件间等的接触，共6个运动副（仔细数两构件直接接触且有相对运动的连接，如滚轮处、螺母丝杠处、其他转动或移动连接等 ）。 7.如图1 - 3所示传动机构运动副的个数是______。 A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 课堂练习 答案：D 解析：图1 - 3中存在滚轮与构件的接触（属于高副，点或线接触 ），所以该传动机构是高副机构；低副机构是运动副以面接触为主；螺旋副机构、转动副机构表述不准确，不是按这种单一运动副命名机构类型。 8.如图1 - 3所示传动机构是______。 A. 低副机构 B. 螺旋副机构 C. 转动副机构 D. 高副机构 课堂小结 感谢观看 $$