单元2 机械组成（课件）《机械基础》上好课（苏教版·凤凰职教）

《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 上好课—中职专业课 模块一 机械结构 单元2 机械组成 教学目标 知识目标 1. 掌握零件、构件、机构、机器的定义、核心区别及层级组成关系； 2. 了解机械零件常用材料、结构工艺性及五大力学性能指标。 能力 目标 1. 能够结合机械设备实例，精准辨析零件、构件、机构、机器四类概念； 2. 能够根据接触形式和运动特点，准确判别各类低副、高副； 情感 目标 1. 树立严谨、规范的机械专业学习态度，培养工程逻辑思维； 2. 激发机械专业学习兴趣，增强专业认同感与自信心； 教学引入 教学引入 所有机械设备都由基础结构单元组成，为什么一颗螺栓只能叫零件？ 内燃机连杆却属于构件？ 齿轮啮合、铰链转动分别依靠什么结构实现运动？ 知识讲授：机械的层级组成关系 零件 最小制造单元 静联接 构件 独立运动单元 动联接 机构 传递运动动力 组合 机器 做功·能量转换 核心判断：零件通过静联接（紧固无相对运动）组装成构件；构件通过动联接（运动副，有确定相对运动）连接成机构；多个机构协调组合成机器。 机构 + 机器 = 机械 知识讲授：零件：最小的制造单元 定义 零件是机械中最小的加工制造单元，是单独加工出来的单个实物。 关键词 不可再拆的制造单元 通过静连接（紧固）组装成构件 例如：螺栓、螺母、齿轮、轴、弹簧 知识讲授：构件：独立的运动单元 定义 构件是机构中独立运动的单元。一个构件可以是单个零件，也可以是多个零件通过静连接刚性紧固而成。 举例 内燃机连杆 = 连杆体 + 连杆盖 + 螺栓螺母 这些零件之间无相对运动，共同作为一个整体运动 核心属性：运动单元 知识讲授：机构：传递运动与动力 定义 若干构件以动联接（运动副）连接起来，用来传递运动和动力的组合。 关键特征 只改变运动形式，不能做功 不能实现能量转换 典型：曲柄滑块机构（往复直线转旋转） 知识讲授：机器：做功与能量转换 定义 由一个或多个机构协调组合而成，能完成有用机械功，或实现不同形式能量之间的转换。 与机构的本质区别 机器可以做有用功（如汽车运输） 机器可以转换能量（如内燃机：热能→机械能） 机构 + 机器 = 机械 知识讲授：构件的分类 固定构件（机架） 起支撑作用，固定不动。一般是设备的机座、床身。如机床床身、汽车底盘。 运动构件（可动构件） 主动件（原动件） 有驱动力输入，运动规律已知。如内燃机活塞。 从动件 跟随主动件完成运动的其余构件。如曲轴、连杆。 知识讲授：零件的分类（按用途） 通用零件 各类机械设备普遍使用的零件： 螺母、螺栓 齿轮、键 弹簧、轴承 专用零件 只在特定机械设备中使用的零件： 风扇叶片 起重机吊钩 内燃机曲轴 知识讲授：轴套类零件、盘盖类零件 结构特点 同轴回转体，带有轴肩、键槽、螺纹 主要用于支承回转零件、传递动力 承受垂直于轴线方向的作用力 结构特点 圆盘扁平形状，有键槽、安装孔 用于轴向定位、防尘、密封、传递扭矩 盘件承载；盖件一般装于箱体上 知识讲授：叉架类零件、箱体类零件 结构特点 结构特点 铸造或锻造成毛坯；有支承、工作、安装三部分 用于拨动、连接、支承 承受垂直于轴线方向的作用力 结构复杂，有内腔、轴承孔；大多为铸件 支承容纳内部零件，定位密封 整体具备承重能力 知识讲授：易混辨析：构件 ≠ 零件 零件 = 制造单元 · 单独加工的单个实物 · 螺栓、螺母、齿轮 · 连杆体本身是零件 构件 = 运动单元 · 一个或多个零件刚性紧固 · 内部无相对运动，整体运动 · 连杆总成 = 体+盖+螺栓螺母 记忆要点：零件是"造"出来的最小单元，构件是"动"起来的最小单元。 知识讲授：运动副：构件间的可动连接 定义 两个构件之间可动的连接：既保持互相接触，又允许两构件之间发生确定的相对运动，同时对运动加以约束限制。 运动副元素 构件上参与互相接触的点、线、面。平面运动副按接触形式分为低副和高副两大类。 知识讲授：低副：面与面接触 按相对运动分为三种 1. 转动副（铰链）：只能绕一条轴线相对转动 2. 移动副：只能沿直线方向相对滑动 3. 螺旋副：只能沿轴线做螺旋相对运动 知识讲授：转动副（铰链） 运动特点 两构件只可以绕一条轴线做相对转动 移动自由度被约束 实例：铰链连接、销轴铰接 知识讲授：移动副 运动特点 两构件只能沿着直线方向做相对滑动 转动和其他方向移动被约束 实例：滑块沿导轨滑动、活塞在气缸中 知识讲授：转动副与移动副组合运动 知识讲授：螺旋副 运动特点 两构件只能沿着轴线做螺旋相对运动 转动与移动合成螺旋运动 实例：丝杠螺母传动（滚珠丝杠副） 知识讲授：低副的特点总结 优势 局限 面接触，单位面积压力小 承载能力大，容易加工维修 滑动摩擦，摩擦损耗大，效率偏低 不适合传递复杂运动 知识讲授：高副：点或线接触 典型实例 齿轮啮合：轮齿之间线接触 凸轮机构：凸轮与从动件点接触 车轮与钢轨：轮轨之间线接触 知识讲授：高副的特点总结 优势 可以传递复杂形式的运动，这是高副最大的优势 局限 点线接触，接触位置压强大 容易磨损，寿命短 加工维修难度大 知识讲授：低副机构与高副机构 低副机构 机构中全部运动副都是低副 · 承载大、磨损小 · 运动形式相对简单 高副机构 机构中至少含一处高副 · 可实现复杂运动 · 接触点压强高、易磨损 判断依据：看机构中有没有点接触或线接触的运动副。 知识讲授：工程材料的分类 三大类： 1. 金属材料：应用最多（钢、铁、铜、铝） 2. 非金属材料：工程塑料、橡胶、陶瓷 3. 复合材料：纤维增强、树脂基等 机械设备中金属材料应用最多 知识讲授：结构工艺性 含义 设计零件时应考虑毛坯制造、切削加工、装配和维修，保证零件方便经济地生产和装配。 轴上的典型工艺结构 轴端倒角：方便装配，去除毛刺 砂轮越程槽：磨削加工轴段用 退刀槽：车削螺纹轴段用 知识讲授：承载能力与力学性能 承载能力 零件在载荷作用下保证正常工作、抵抗失效破坏的能力。如电梯超载报警、起重机限重。 材料力学性能五项指标 强度：抵抗塑性变形和断裂 塑性：断裂前塑性变形能力 硬度：表面抵抗压入能力 韧性：冲击载荷下抗破坏 疲劳强度：交变载荷下不破坏 知识讲授：案例分析：单缸内燃机 组成分析 零件：螺栓、螺母、齿轮、轴 构件：活塞、连杆、曲轴、气缸体（机架） 机构：曲柄滑块机构（活塞→连杆→曲轴） 机器：整机实现热能→机械能转换 传动部分 师生互动 思考讨论 1. 自行车的脚踏板和链轮之间是什么连接？属于零件还是构件？ 2. 钟表里的齿轮啮合属于低副还是高副？为什么？ 3. 家里的洗衣机是机器还是机构？它实现了什么能量转换？ 传动部分 知识点背诵 一、层级关系 零件（制造单元）→静联接→构件（运动单元）→动联接→机构→组合→机器。机构+机器=机械。 二、运动副分类 低副=面接触（转动副/移动副/螺旋副），承载大、易磨损；高副=点线接触（齿轮/凸轮/轮轨），可复杂运动、易磨损。 三、力学性能五指标 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度 单项选择题 1. 机械中最小的制造单元是（ ） A. 构件　　 B. 零件　　 C. 机构　　 D. 机器 正确答案：B 零件是机械中最小的加工制造单元；构件是独立运动单元；机构是传递运动的构件组合；机器是可做功或能量转换的机构组合。 课后练习 正确答案：D 转动副、移动副、螺旋副都是面接触，属于低副；齿轮啮合是轮齿之间线接触，属于高副。高副还包括凸轮机构、车轮与钢轨等。 课后练习 单项选择题 2.下列运动副中属于高副的是（ ） A. 转动副　　 B. 移动副 C. 螺旋副　　 D. 齿轮啮合副 单项选择题 3.下列关于机构和机器的说法正确的是？（ ） A. 机构可以实现能量转换 B. 机器只能传递运动，不能做功 C. 机构和机器统称为机械 D. 机器只能由一个机构组成 正确答案：C 机构只传递运动动力，不能做功和能量转换；机器由一个或多个机构协调组合而成，可以做功或能量转换。机构+机器=机械。 课后练习 1.简述低副和高副的区别，并各举两个实例。 课后练习 低副：面与面接触。特点是承载能力大、易加工维修，但摩擦损耗大、效率低，不适合传递复杂运动。 实例：转动副（铰链）、移动副（滑块导轨）、螺旋副（丝杠螺母）。 高副：点或线接触。特点是可传递复杂运动，但接触压强大、易磨损、寿命短、加工难度大。 实例：齿轮啮合（线接触）、凸轮机构（点接触）、车轮与钢轨（线接触）。 课堂小结 1. 基础作业：整理本节课知识点思维导图，熟记所有核心概念与重难点； 2. 辨析作业：观察生活或实训车间机械设备，列举3组零件、构件案例，判别2处不同的运动副类型并说明依据； 3. 思考作业：结合本节课知识，分析重载机械优先采用低副结构的原因。 课后作业 感谢观看 Lavf62.3.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf61.7.106 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.3.42 $