機(jī)械基礎(chǔ)高教課堂

1、機(jī) 械 基 礎(chǔ)勵(lì)志照亮人生 知識(shí)改變命運(yùn)教材：機(jī)械基礎(chǔ)教材：機(jī)械基礎(chǔ) 機(jī)械基礎(chǔ)編寫組編審機(jī)械基礎(chǔ)編寫組編審 1藤蔓課堂緒論緒論 第第1 1章章 摩擦傳動(dòng)和帶傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)和帶傳動(dòng) 第第2 2章章 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)第第3 3章章 鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)第第4 4章章 輪系輪系第第5 5章章 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)第第6 6章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)第第7 7章章 其他常用機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)第第8 8章章 軸系零件軸系零件 課程內(nèi)容課程內(nèi)容2藤蔓課堂緒 論p 認(rèn)識(shí)機(jī)器認(rèn)識(shí)機(jī)器p 機(jī)器的分類和組成機(jī)器的分類和組成p 機(jī)械發(fā)展方向機(jī)械發(fā)展方向內(nèi)容提要3藤蔓課堂第一節(jié)第一節(jié) 認(rèn)識(shí)機(jī)器認(rèn)識(shí)機(jī)器 通過(guò)工

2、作的實(shí)踐，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了幾種典通過(guò)工作的實(shí)踐，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了幾種典型的機(jī)器：型的機(jī)器： 單缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī) 堆垛機(jī)堆垛機(jī) 汽汽 車車 通用工業(yè)機(jī)器人通用工業(yè)機(jī)器人4藤蔓課堂第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)器的分類和組成機(jī)器的分類和組成 機(jī)器和它的分類機(jī)器和它的分類機(jī)器的組成機(jī)器的組成機(jī)器中的幾個(gè)基本概念機(jī)器中的幾個(gè)基本概念5藤蔓課堂什么是什么是機(jī)器機(jī)器？機(jī)器和它的分類機(jī)器和它的分類 許多構(gòu)件組合而成，許多構(gòu)件組合而成， 具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功完成有用功 或處理信息，或處理信息， 以代替或減輕人的勞動(dòng)。以代替或減輕人的勞動(dòng)。機(jī)器：機(jī)器：6藤蔓課

3、堂根據(jù)用途的不同，根據(jù)用途的不同，機(jī)器可分為機(jī)器可分為動(dòng)力機(jī)器動(dòng)力機(jī)器加工機(jī)器加工機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器信息機(jī)器信息機(jī)器7藤蔓課堂動(dòng)力機(jī)器其用途是轉(zhuǎn)換機(jī)械能。其用途是轉(zhuǎn)換機(jī)械能。其他形式的能量其他形式的能量機(jī)械能機(jī)械能原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)換能機(jī)換能機(jī)機(jī)械能機(jī)械能其他形式的能量其他形式的能量如空氣壓縮機(jī)如空氣壓縮機(jī)8藤蔓課堂尺寸尺寸形狀形狀性質(zhì)性質(zhì)狀態(tài)狀態(tài)用來(lái)改變被用來(lái)改變被加工對(duì)象的加工對(duì)象的如如:加工機(jī)床加工機(jī)床軋鋼機(jī)軋鋼機(jī)紡織機(jī)紡織機(jī)包裝機(jī)等。包裝機(jī)等。加工機(jī)器9藤蔓課堂運(yùn)輸機(jī)器用來(lái)搬運(yùn)物品和人。用來(lái)搬運(yùn)物品和人。如行車、飛機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)。如行車、

4、飛機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)。10藤蔓課堂信息機(jī)器其功能是處理信息。其功能是處理信息。例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)等。信息機(jī)器雖然也作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，但其目的是處理信息，信息機(jī)器雖然也作機(jī)械運(yùn)動(dòng)，但其目的是處理信息，而不是完成有用的機(jī)械功，因而其所需的功率甚小。而不是完成有用的機(jī)械功，因而其所需的功率甚小。11藤蔓課堂動(dòng)力機(jī)器動(dòng)力機(jī)器加工機(jī)器加工機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器運(yùn)輸機(jī)器信息機(jī)器信息機(jī)器轉(zhuǎn)換機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)械能能完成機(jī)械完成機(jī)械功功 作功很小作功很小12藤蔓課堂機(jī)構(gòu) 在認(rèn)知機(jī)器的實(shí)踐中，我們已經(jīng)初在認(rèn)知機(jī)器的實(shí)踐中，我們已經(jīng)初 步認(rèn)識(shí)了幾種機(jī)構(gòu)：步認(rèn)識(shí)了幾種機(jī)構(gòu)： 機(jī)器中的幾個(gè)基本概念機(jī)器中

5、的幾個(gè)基本概念什么是機(jī)構(gòu)？什么是機(jī)構(gòu)？ 連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、 螺旋機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)13藤蔓課堂內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)連桿機(jī)構(gòu)活塞的往復(fù)移動(dòng)活塞的往復(fù)移動(dòng)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)14藤蔓課堂因此，機(jī)構(gòu)的定義因此，機(jī)構(gòu)的定義如下如下：機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)：人為實(shí)物的組合體，人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)?？梢杂脕?lái)傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)。機(jī)器機(jī)器：人為實(shí)物的組合體，人為實(shí)物的組合體，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具有確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、可以用來(lái)轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功完成有用功 或處理信息，或處理信息，以代替或減輕人的勞動(dòng)。以代替或減輕人的勞動(dòng)

6、。機(jī)構(gòu)：由構(gòu)件組合而成，各部分具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但不能做 機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。機(jī)器：包含一個(gè)以上的機(jī)構(gòu)，主要功用是利用機(jī)械能做功或?qū)崿F(xiàn) 能量的轉(zhuǎn)換。15藤蔓課堂機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。簡(jiǎn)單的機(jī)器，可能只含有一個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)器，可能只含有一個(gè)機(jī)構(gòu), 但一般都含有多個(gè)但一般都含有多個(gè)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)。機(jī)械機(jī)械: 機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。機(jī)器中的單個(gè)機(jī)構(gòu)不具有轉(zhuǎn)換能量或完成有用功的功能。機(jī)器中的單個(gè)機(jī)構(gòu)不具有轉(zhuǎn)換能量或完成有用功的功能。機(jī)構(gòu)機(jī)器16藤蔓課堂機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)是傳遞運(yùn)動(dòng)和力或者導(dǎo)引構(gòu)件上的點(diǎn)按給定軌跡運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置。機(jī)構(gòu)的組成要素為構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副注意：構(gòu)件可以是單一零件，

7、注意：構(gòu)件可以是單一零件，也可以是幾個(gè)零件的組合聯(lián)接也可以是幾個(gè)零件的組合聯(lián)接從制造加工角度：機(jī)械由零件組成從制造加工角度：機(jī)械由零件組成 零件零件制造單元體制造單元體 從運(yùn)動(dòng)和功能實(shí)現(xiàn)角度：從運(yùn)動(dòng)和功能實(shí)現(xiàn)角度： 構(gòu)件構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元體一、構(gòu)件17藤蔓課堂二、運(yùn)動(dòng)副(一)運(yùn)動(dòng)副元素(二)運(yùn)動(dòng)副的自由度與約束度(三)運(yùn)動(dòng)副類型 運(yùn)動(dòng)副：指兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。運(yùn)動(dòng)副：指兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。 運(yùn)動(dòng)副元素：指兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分。運(yùn)動(dòng)副元素：指兩個(gè)構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的部分。 18藤蔓課堂(一) 運(yùn)動(dòng)副元素運(yùn)動(dòng)副元素不外乎為點(diǎn)、

8、運(yùn)動(dòng)副元素不外乎為點(diǎn)、線、面線、面。19藤蔓課堂(二)運(yùn)動(dòng)副的自由度與約束度1. 構(gòu)件的自由度：構(gòu)件的自由度：指一指一個(gè)構(gòu)件相對(duì)另一個(gè)構(gòu)件個(gè)構(gòu)件相對(duì)另一個(gè)構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)?？赡艹霈F(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。一個(gè)自由構(gòu)件在空間具一個(gè)自由構(gòu)件在空間具有有6個(gè)自由度。個(gè)自由度。2. 約束：約束：指通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接的兩構(gòu)件之間的某些相對(duì)獨(dú)立運(yùn)指通過(guò)運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接的兩構(gòu)件之間的某些相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所受到的限制。動(dòng)所受到的限制。運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)等于兩構(gòu)件相對(duì)自由度減少的數(shù)目。運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)等于兩構(gòu)件相對(duì)自由度減少的數(shù)目。運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)：最多為運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)：最多為5個(gè)。個(gè)。20藤蔓課堂1. 按運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)形

9、式分按運(yùn)動(dòng)副相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式分 （三）運(yùn)動(dòng)副類型（三）運(yùn)動(dòng)副類型轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)移動(dòng)副副螺旋螺旋副副球面副球面副 2. 按運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)分：按運(yùn)動(dòng)副引入的約束數(shù)分： x級(jí)運(yùn)動(dòng)副：指引入級(jí)運(yùn)動(dòng)副：指引入x個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副。個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副。級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)副、級(jí)、級(jí)、21藤蔓課堂3. 按運(yùn)動(dòng)副接觸形式分按運(yùn)動(dòng)副接觸形式分 低副低副: 兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副統(tǒng)稱為低副運(yùn)動(dòng)副統(tǒng)稱為低副; 高副高副: 凡兩構(gòu)件系通過(guò)點(diǎn)或線接觸凡兩構(gòu)件系通過(guò)點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)而構(gòu)成的運(yùn) 動(dòng)副統(tǒng)稱為高副動(dòng)副統(tǒng)稱為高副; 4. 按運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)空間分按運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)空間分: 平面運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)

10、副:指構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩指構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副; 空間運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副:指構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩指構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)。1222藤蔓課堂在各種機(jī)械中廣泛使用的一些機(jī)構(gòu)稱為常在各種機(jī)械中廣泛使用的一些機(jī)構(gòu)稱為常用機(jī)構(gòu)。用機(jī)構(gòu)。如：如： 連桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、 凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、 齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)23藤蔓課堂我們已經(jīng)多次使用了我們已經(jīng)多次使用了“構(gòu)件構(gòu)件”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。這個(gè)術(shù)語(yǔ)?；钊?、連桿、曲軸、滑枕等都是構(gòu)件?；钊?、連桿、曲軸、滑枕等都是構(gòu)件。構(gòu)

11、件是組成機(jī)構(gòu)的有確定運(yùn)動(dòng)的單元。二、構(gòu)件、零件構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，而零件是制造的單元。構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的單元，而零件是制造的單元。構(gòu)件零件24藤蔓課堂各種機(jī)械中廣泛使用的零件稱為各種機(jī)械中廣泛使用的零件稱為通用零件通用零件。如螺栓、軸、齒輪、彈簧等。如螺栓、軸、齒輪、彈簧等。只在某一類機(jī)械中使用的零件稱為只在某一類機(jī)械中使用的零件稱為專用零件專用零件。如內(nèi)燃機(jī)中的活塞、曲軸等。如內(nèi)燃機(jī)中的活塞、曲軸等。通用零件中主要包括三大類零件：通用零件中主要包括三大類零件：傳動(dòng)零件傳動(dòng)零件 （齒輪、帶、鏈等）（齒輪、帶、鏈等）聯(lián)接零件聯(lián)接零件 （螺栓、鍵等）（螺栓、鍵等）軸系零件軸系零件 （軸、軸承等）（軸、軸承

12、等）此外此外: 彈簧彈簧等零件。等零件。通用零件與專用零件25藤蔓課堂機(jī)器的組成機(jī)器的組成傳統(tǒng)機(jī)器傳統(tǒng)機(jī)器都包含如下三個(gè)部分：都包含如下三個(gè)部分：驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置常稱為原動(dòng)機(jī)，是機(jī)器的常稱為原動(dòng)機(jī)，是機(jī)器的動(dòng)力來(lái)源。動(dòng)力來(lái)源。如：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液如：電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓缸和氣動(dòng)缸，壓缸和氣動(dòng)缸，傳動(dòng)路線的終端，按照工藝要傳動(dòng)路線的終端，按照工藝要求完成確定的運(yùn)動(dòng)，是直接完求完成確定的運(yùn)動(dòng)，是直接完成機(jī)器功能的部分。成機(jī)器功能的部分。26藤蔓課堂驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行裝置，將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行裝置，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度

13、和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換 27藤蔓課堂運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)速度的轉(zhuǎn)換一般的普通交流電動(dòng)機(jī)速度一般的普通交流電動(dòng)機(jī)速度是固定的。是固定的。一般機(jī)器執(zhí)行部分速度低于一般機(jī)器執(zhí)行部分速度低于原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,帶、鏈傳動(dòng)各種齒輪傳動(dòng)減速器例如汽車、機(jī)床的變速器減速、增速、變速減速、增速、變速28藤蔓課堂運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換機(jī)器執(zhí)行部分可能機(jī)器執(zhí)行部分可能有各種運(yùn)動(dòng)形式：有各種運(yùn)動(dòng)形式：一般的原動(dòng)機(jī)一般的原動(dòng)機(jī)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變速回轉(zhuǎn)變速回轉(zhuǎn)往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)移動(dòng)往復(fù)移動(dòng)間歇運(yùn)動(dòng)間歇運(yùn)動(dòng)特定軌跡特定軌跡轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的各種機(jī)

14、構(gòu)的各種機(jī)構(gòu) 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)29藤蔓課堂驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行裝置控制裝置檢測(cè)伺服電機(jī)檢測(cè)伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角的輸出轉(zhuǎn)角檢測(cè)執(zhí)行裝置檢測(cè)執(zhí)行裝置的運(yùn)動(dòng)輸出的運(yùn)動(dòng)輸出由程序給定由程序給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律前饋控制反饋控制傳感器傳感器傳感器傳感器控制裝置的作用是控制機(jī)器控制裝置的作用是控制機(jī)器各部分的運(yùn)動(dòng)。各部分的運(yùn)動(dòng)。測(cè)量運(yùn)動(dòng)構(gòu)件真測(cè)量運(yùn)動(dòng)構(gòu)件真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，并實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，并將測(cè)量結(jié)果隨時(shí)將測(cè)量結(jié)果隨時(shí)反饋給控制系統(tǒng)反饋給控制系統(tǒng)發(fā)出指發(fā)出指令調(diào)節(jié)令調(diào)節(jié)伺服電伺服電機(jī)的運(yùn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)30藤蔓課堂傳動(dòng)方式分類傳動(dòng)方式分類機(jī)械傳動(dòng)摩擦傳動(dòng)嚙合傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)平帶傳動(dòng)v帶傳動(dòng)圓帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)同步帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)螺旋傳動(dòng)31藤蔓課堂第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)械的發(fā)展方向機(jī)械的發(fā)展方向 隨著隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)和和伺服電機(jī)伺服電機(jī)的出現(xiàn)，的出現(xiàn)，機(jī)器人機(jī)器人作為作為現(xiàn)代機(jī)器的代表走上了歷史舞臺(tái)?，F(xiàn)代機(jī)器的代表走上了歷史舞臺(tái)。 工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人 特種機(jī)器人