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绪论绪论引入:机械的产生机械是人类祖先在长期的生活和生产劳动探索中逐渐产生的.机械是人类的生产劳动工具，是人类社会生产力发展的重要标志，是人类文明的产物.最古老的机械形式：杠杆、连机礁、水车、风车、手工纺织机等.绪论引入:机械的发展简况十八世纪蒸汽机的发明促进了欧洲机械工业的发展，原动机的出现标志着机械工业的质的飞跃；各门力学学科的发展为机械的设计制作奠定了科学基础，使机械工业迅猛发展；汽车是机械设备中的典型代表；机械设备的其它典型例子：加工机床、机械手、机器人、日用机械设备等。绪论机械的典型例子：汽车绪论机械的典型例子：飞机绪论机械的典型例子：高空作业车绪论机械的典型例子：龙门起重机绪论机械典型例子：数控加工中心绪论机械的典型例子：压路机绪论机械的典型例子：工程机械绪论机械的作用机械的重要意义：减轻人类的体力和脑力劳动、提高劳动生产率。绪论本章的教学目标：1）了解本课程研究对象，认识机器的组成，掌握机器、机构、构件、零件的基本概念及正确识别；2)初步了解本课程学习内容，及在专业人才培养中的地位及作用，从而明确本课程学习目标；3)对平面机构的组成有所认识，对由一般平面机构组成的机械系统，能绘制出机构运动简图,计算其自由度，并判断其是否有确定的运动。4)了解机械设计的基本要求和方法。绪论绪论绪论第一节本课程研究的对象、学习目标和内容第二节平面机构的运动简图第三节汽车机械设计的基本要求和方法教学内容:绪论《汽车机械基础》研究对象.机械基础基本概念.该课程的性质、内容、任务和学习方法.第一节本课程研究的对象、学习目标和内容绪论一、本课程研究对象本课程的研究对象是汽车机械汽车属于机械范畴，汽车工业是机械工业的一个重要分支.我国早在九五规划中已把汽车工业作为支柱产业，近年来国内汽车行业呈现出强劲的发展势头，已成为新的经济增长点.第一节本课程研究对象和内容绪论《汽车机械基础》在汽车工程技术中的地位和作用该课程研究机械中的共性问题，是汽车机械工程的技术基础课，应用广泛.汽车是一个机械系统,其传动原理及各零部件设计运用与维护,都属机械基础理论技术.一、本课程研究对象绪论典型轿车构造图绪论(一)汽车的结构组成（三大部分）发动机：内燃机（动力、原动部分）底盘：传动系、转向系、制动系、行驶系（传动、控制部分）车身:（工作部分）绪论1发动机2底盘3车身汽车结构组成绪论1.发动机发动机是汽车的动力装置。其作用是使燃料燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。发动机主要有汽油机和柴油机两种。汽油发动机由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成。柴油发动机的点火方式为压燃式，所以无点火系。绪论绪论单缸内燃机构造绪论2.底盘的构造和作用底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。绪论汽车底盘绪论3.车身车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。轿车、客车的车身一般是整体结构。货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。绪论4.电器和电子控制部分电气设备由电源和用电设备两大部组成。电源包括蓄电池和发电机。用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。电子控制部分主要包括传感器、ECU和控制电路等组成。绪论由以上分析可看出：汽车是一个复杂的机械系统汽车是现代机械的典型代表，具有机械的普遍特征现代机械的三大部分：原动机—传动机+反馈控制—工作机（以上各部分的作用见课本P3）绪论原动机部分：将其它能量变换为机械能，是驱动整部机器的动力源。工作机部分：其功能是利用机械能去变换或传递能量、物料、信号。传动部分：把原动机的运动和动力转变为工作部分运动和动力。机器组成(二)机械基础基本概念.绪论图2内燃机齿轮9、齿轮10组成的齿轮机构；由曲轴6、连杆5、活塞2组成的曲柄滑块机构；由凸轮7、从动3组成的凸轮机构等绪论机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的劳动。三大特征：1）由多构件组成；2）各构件间有确定的相对运动；3）能做功或进行能量转换。机械：是机器与机构的总称。机器的定义绪论机构：具有机器前两个特征的多构件组合体；或由多构件组成且各构件间有确定的相对运动.如:脚踏自行车、脚踏缝纫机、发动机中的曲柄滑块机构.构件：机器中运动的基本单元；如:发动机的连杆图零件：机器中最小的制造单元；如：螺钉图部件：一套协同工作且完成共同任务的零件组合。如:轴承机器组成部件绪论机器组成部件绪论图2内燃机的连杆连杆体螺栓螺母连杆盖绪论通用零件：在各种机器中经常使用的零件。如：螺栓、螺母专用零件：仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞，曲轴。零件分类绪论二.本课程性质、内容、任务和学习方法(一)课程的性质：专业技术基础课(二)课程的内容(三)学习目的及要求(四)学习方法绪论1、力学分析静力分析——讲述构件所受力系的简化和平衡规律.承载能力分析——讲述构件在外力作用下变形、失效的一般规律.2、轴系零部件3、常用传动机构本学期讲述第一部分力学分析(二)本课程研究内容绪论1、掌握汽车构件的受力分析及承载能力分析方法.2、掌握汽车机械中的常用机构、通用零部件的工作原理、类型、特点、选用及设计计算方法.3、具有初步设计机械传动和简单机械的能力.4、了解使用、维护和管理机械设备的一些基础知识.5、为后继课程的学习打基础.(三)学习目的及要求绪论抓好基本学习环节综合运用知识知识技能的实际应用总结归纳学会创新(四)本课程学习方法绪论第二节平面机构的运动简图一.机构的组成与分类二、平面机构的运动简图三、平面机构具有确定运动的条件绪论一、机构的组成机构——能实现预期的机械运动的、各构件的基本组合体称为机构。机构仅能实现预期的机械运动，最简单的机器只有一个机构。机构由构件组成，由一或几个零件组成构件；构件——运动的单元体；零件——制造的单元体；1.构件和零件：(复习)绪论1.构件和零件：绪论机车车轮联动机构单缸内燃机绪论平面机构：所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构（常见）；空间机构：机构中至少有两个构件能在三维空间中运动的机构称为空间机构。机构的分类：一、机构的组成绪论2．运动副及其分类运动副——机构中，两构件间直接接触而又相对运动的可动联接。机构是由构件通过运动副联接而组成的构件系统。运动副中两构件间接触形式：点、线、面（运动副元素）根据组成运动副两构件之间的接触特性，运动副可分为低副和高副。一、机构的组成绪论运动副的分类：低副——两构件通过面接触而构成的运动副称为。根据低副两构件间的相对运动形式：转动副（两构件间只可相对转动）移动副（两构件间只可相对移动）低副绪论平面运动副及其符号图0-4平面运动副及其符号a）转动副b）移动副c）高副（点接触）d）高副（面接触）绪论运动副的分类：高副——两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。绪论运动副的分类：空间运动副——运动副中两构件作空间运动。球面副绪论空间运动副：螺旋副绪论图0-5空间运动副及其符号a）球面副b）球销副c）螺旋副绪论二．平面机构运动简图机构运动简图——用简单的线条和符号表示机构各构件之间相对运动关系的图形；画机构运动简图的目的意义：在研究机构运动时，通过机构运动简图，可以忽略构件复杂外形及具体构造，仅用简单的符号和线条表示出与运动有关的因素，反映与机构的运动特征，便于分析运动的关系和动力传递的路线等。绪论关于机构运动简图：与机构运动有关的因素：构件数目、运动副性质、数目、相对位置等因素有关；与机构运动无关的因素：构件的外形。常用的运动副代表符号见表0-1。绪论绪论绪论绪论绘制机构运动简图的步骤：绪论例1绘制内燃机的机构运动简图：气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮9绪论内燃机的机构运动简图绪论鄂式破碎机机构运动简图绘制：绪论偏心轮机构运动简图绘制：绪论三平面机构具有确定运动的条件１、自由度与约束自由度——构件可能出现的独立运动。一个作空间运动的构件具有六个自由度；一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。约束——对构件独立运动的限制。zxy六个自由度绪论六个自由度绪论自由度与约束：在平面机构中：每个平面低副(转动副、移动副等)：引入2个约束，使构件失去两个自由度，保留1个自由度；而每个平面高副(齿轮副、凸轮副等)：引入1个约束，使构件失去一个自由度，保留2个自由度；绪论２．平面机构自由度的计算设：平面机构有n个活动构件，联接前，活动构件自由度总数为3n；用运动副将活动构件与机架联接组成机构后，活动构件具有的自由度受到约束；若机构中有PL个低副、PH个高副，减少的自由度总数应为2PL+PH；机构相对于固定构件的自由度数应为：活动构件自由度数-引入运动副减少自由度数1、机构的自由度计算公式：F=3n-2PL-PH绪论机构的自由度计算中特殊情况（1）复合铰链——两个以上构件组成两个或更多个共轴线的转动副。绪论有k个构件在同一处构成的复合铰链时，就构成k-1个共线转动副；计算机构自由度时，应注意是否有复合铰链。312123312123机构的自由度计算中特殊情况绪论（2）局部自由度——机构中不影响其输出与输入运动关系的个别构件的独立运动自由度；在计算机构自由度时，局部自由度可预先排除。机构的自由度计算中特殊情况绪论例：凸轮机构中，为减少高副接触处磨损，在从动件2上安装一个滚子3；滚子的转动与否不影响凸轮与从动件间的相对运动，因此滚子绕其自身轴线的转动为机构的局部自由度；在计算机构的自由度时应预先将转动副C和构件3除去不计，设想将滚子3与从动件2作为一个构件来考虑；此时该机构中，n=2，PL=2，PH＝l。其机构自由度为：F=3n-2PL-PH=3×2-2×2-1=1此凸轮机构只有一个自由度，符合实际。机构的自由度计算中特殊情况绪论（3）虚约束——在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束；在计算机构自由度时，应当除去虚约束不计。机构的自由度计算中特殊情况绪论绪论虚约束的常见情况（表0-2）：(1)轨迹重合的虚约束（上例机车轮）；(2)多个移动方向一致的移动副;(3)导路互相平行多个移动副；(4)多个轴线重合转动副；(5)机构中对运动不起限制作用的对称部分；虚约束对机构运动虽然不起作用，但可以增加构件的刚性，使传力能力增加，常出现。另外虚约束对制造、装配精度要求很高。绪论虚约束：绪论３．平面机构具有确定运动的条件机构的自由度必须大于零，才能保证除机架之外的其它构件能够运动；机构的自由度等于零，所有构件就不能运动了，因此也就构不成机构了；通常我们用具有一个独立运动的构件作原动件，因此，构件系统成为机构的充分必要条件为：构件系统的自由度必须大于零，且原动件的数目必须等于自由度数。绪论五杆机构：从动件运动不确定，不成为机构。绪论三杆机构：(只能算是一个构件)构件系统不能运动，不成为机构。绪论四杆机构：构件系统能否成为机构，与自由度有关。绪论1、功能性要求；2、安全可靠性要求；3、经济性要求；4、劳动保护要求；5、其他特殊要求。机械设计简介—设计要求第三节机械设计基本要求和方法简介绪论1、提出和制定产品设计书；2、总体方案设计；3、技术设计；4、样机的试制、鉴定；5、产品正式投产。机械设计简介—设计程序第三节机械设计基本要求和方法简介绪论1、基本概念机器、机构、构件、零件、部件的定义。2、机构组成,机构简图绘制.3、本课程学习目标.小结本章重点绪论0-1机械设计基础课程的主要内容和基本0-2什么是构件？什么是零件？它们有什么区别和联系？试举实例加以说明。0-3用生活中例子说明机构和机器特征构件和零件的区别0-4现代机械的四个组成部分及作用是什么？0-5脚踏自行车、脚踏缝纫机是否为机器。试分析其组成.思考题：绪论