机械设计基础课程教学教案 (参考课堂教学学时:60) (合肥工业大学机械原理与零件教研室) 0绪论 学时分配:1 教学内容 0.1引言 032本课程要求的先修课程 02本课程研究的对象和内容 0.33本课程的目的和特点 0.2.1机械的特征 04机械设计的基本要求和一般过程 022机器、机构、构件和零件 041机械设计应满足的基本要求 023机械设计基础研究的对象和内容 042机械设计的一般过程 0.3本课程的目的和特点 0.3.1重要的技术基础课 教学要点:重点介绍本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习方法,简单介绍机 械设计的一般步骤和方法。特别注意讲清楚机械、机器与机构之间的区别,通用零件与专用零件的 分类。 平面机构及其自由度 学时分配:3 教学内容 1.1运动副及其分类 1.1.1自由度 1.12运动副 1.2平面机构运动简图 121机构运动简图及作用 1.22构件的分类 123绘制机构运动简图的步骤 1.3平面机构的自由度及其计算 13.1平面机构的自由度 1.3.2机构具有确定运动的条件 1.3.3计算机构自由度时应注意的事项 ∏4速度瞬心及其在机构速度分析中应用 1.4.1速度瞬心 14.2瞬心的求法 14.3瞬心在速度分析中的应用 教学要点:重点介绍机构、运动副、运动链、自由度与约束及机构具有确定运动的条件等基本 概念、机构运动简图的绘制和机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件:简单介绍速度瞬心(包 括绝对瞬心和相对瞬心)的基本概念和用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心位置的方法。平面 机构自由度分析和计算也是本章学习的重点。复合铰链、局部自由度和虚约束的判断是正确计算自 由度的关键。讲解机构运动简图绘制时,应安排一次机构运动简图测绘实验,以提高教学效果 2平面连杆机构 学时分配:4
1 机械设计基础课程教学教案 （参考课堂教学学时：60） （合肥工业大学机械原理与零件教研室） 0 绪 论 学时分配：1 教学内容： 0.1 引 言 0.3.2 本课程要求的先修课程 0.2 本课程研究的对象和内容 0.3.3 本课程的目的和特点 0.2.1 机械的特征 0.4 机械设计的基本要求和一般过程 0.2.2 机器、机构、构件和零件 0.4.1 机械设计应满足的基本要求 0.2.3 机械设计基础研究的对象和内容 0.4.2 机械设计的一般过程 0.3 本课程的目的和特点 0.3.1 重要的技术基础课 教学要点：重点介绍本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习方法，简单介绍机 械设计的一般步骤和方法。特别注意讲清楚机械、机器与机构之间的区别，通用零件与专用零件的 分类。 1 平面机构及其自由度 学时分配：3 教学内容： 1.1 运动副及其分类 1.1.1 自由度 1.1.2 运动副 1.2 平面机构运动简图 1.2.1 机构运动简图及作用 1.2.2 构件的分类 1.2.3 绘制机构运动简图的步骤 1.3 平面机构的自由度及其计算 1.3.1 平面机构的自由度 1.3.2 机构具有确定运动的条件 1.3.3 计算机构自由度时应注意的事项 1.4 速度瞬心及其在机构速度分析中应用 1.4.1 速度瞬心 1.4.2 瞬心的求法 1.4.3 瞬心在速度分析中的应用 教学要点：重点介绍机构、运动副、运动链、自由度与约束及机构具有确定运动的条件等基本 概念、机构运动简图的绘制和机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件；简单介绍速度瞬心（包 括绝对瞬心和相对瞬心）的基本概念和用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心位置的方法。平面 机构自由度分析和计算也是本章学习的重点。复合铰链、局部自由度和虚约束的判断是正确计算自 由度的关键。讲解机构运动简图绘制时，应安排一次机构运动简图测绘实验，以提高教学效果 2 平面连杆机构 学时分配：4
教学内容 22铰链四杆机构的基本类型和特性 22.1曲柄摇杆机构 222双曲柄机构 22.3双摇杆机构 23铰链四杆机构的力学特性 2.3.1铰链四杆机构曲柄存在条件 23.2急回运动 233压力角和传动角 234死点位置 2.4铰链四杆机构的演化 2.41移动副取代转动副的演化 242变更机架的演化 243变更杆长的演化 244扩大回转副的演化 25平面四杆机构的设计 2.5.1平面连杆机构设计的基本问题 252按照给定的行程速比系数设计四杆机构 2.53按给定连杆位置设计四杆机构 2.54按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 255按给定点运动轨迹设计四杆机构 2.6平面多杆机构简介 教学要点:重点介绍四杆机构的组成、基本形式、压力角和传动角、死点位置、急回特性及其 计算、曲柄存在的条件、杆机构的基本演化方法和典型杆机构的设计方法;简单介绍平面多杆机构。 平面四杆机构的设计是本章的一个难点。不同的设计任务和设计要求,应采用不同的设计方法。图 解法直观,易理解,常用于解决给定位置的设计任务。解析法精确,借助解析法程序、优化设计程 序,大大提高解析法的设计能力,已能完成复杂要求的的设计任务。 3凸轮机构 学时分配:4 教学内容: 3.1凸轮机构的应用和分类 3.1.1应用举例 3.12凸轮机构分类 313凸轮机构的特点一 3.2从动件的常用运动规律 3.2.1术语介绍 3.22几种常见的从动件运动规律 3.3图解法设计凸轮轮廓 3.3.1绘制原理 32几种常见的凸轮轮廓的绘制 3.4解析法设计凸轮轮廓简介 3.5设计凸轮机构应注意的问题 3.5.1滚子半径的选择 「352压力角的校核 3.53基圆半径对凸轮机构的影响 教学要点:①重点介绍凸轮机构的组成、分类及特点。注意讲解清楚盘形凸轮、移动凸轮和圆 柱凸轮之间的转化关系。凸轮一般作连续等速转动,从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。凸 轮机构的种类很多,各具特色。凸轮机构的优点:只需设计出合适的凸轮轮廓,就可使从动件获得 所需的运动规律:结构简单、紧凑、设计方便。它的缺点:凸轮与从动件之间易于磨损:凸轮轮廓 较复杂,加工困难;从动件的行程不能过大。②介绍从动件常用的运动规律。凸轮的轮廓是由从动 2
2 教学内容： 2.1 概 述 2.2 铰链四杆机构的基本类型和特性 2.2.1 曲柄摇杆机构 2.2.2 双曲柄机构 2.2.3 双摇杆机构 2.3 铰链四杆机构的力学特性 2.3.1 铰链四杆机构曲柄存在条件 2.3.2 急回运动 2.3.3 压力角和传动角 2.3.4 死点位置 2.4 铰链四杆机构的演化 2.4.1 移动副取代转动副的演化 2.4.2 变更机架的演化 2.4.3 变更杆长的演化 2.4.4 扩大回转副的演化 2.5 平面四杆机构的设计 2.5.1 平面连杆机构设计的基本问题 2.5.2 按照给定的行程速比系数设计四杆机构 2.5.3 按给定连杆位置设计四杆机构 2.5.4 按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构 2.5.5 按给定点运动轨迹设计四杆机构 2.6 平面多杆机构简介 教学要点：重点介绍四杆机构的组成、基本形式、压力角和传动角、死点位置、急回特性及其 计算、曲柄存在的条件、杆机构的基本演化方法和典型杆机构的设计方法；简单介绍平面多杆机构。 平面四杆机构的设计是本章的一个难点。不同的设计任务和设计要求，应采用不同的设计方法。图 解法直观，易理解，常用于解决给定位置的设计任务。解析法精确，借助解析法程序、优化设计程 序，大大提高解析法的设计能力，已能完成复杂要求的的设计任务。 3 凸轮机构 学时分配：4 教学内容： 3.1 凸轮机构的应用和分类 3.1.1 应用举例 3.1.2 凸轮机构分类 3.1.3 凸轮机构的特点 3.2 从动件的常用运动规律 3.2.1 术语介绍 3.2.2 几种常见的从动件运动规律 3.3 图解法设计凸轮轮廓 3.3.1 绘制原理 3.3.2 几种常见的凸轮轮廓的绘制 3.4 解析法设计凸轮轮廓简介 3.5 设计凸轮机构应注意的问题 3.5.1 滚子半径的选择 3.5.2 压力角的校核 3.5.3 基圆半径对凸轮机构的影响 教学要点：①重点介绍凸轮机构的组成、分类及特点。注意讲解清楚盘形凸轮、移动凸轮和圆 柱凸轮之间的转化关系。凸轮一般作连续等速转动，从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。凸 轮机构的种类很多，各具特色。凸轮机构的优点：只需设计出合适的凸轮轮廓，就可使从动件获得 所需的运动规律：结构简单、紧凑、设计方便。它的缺点：凸轮与从动件之间易于磨损：凸轮轮廓 较复杂，加工困难；从动件的行程不能过大。②介绍从动件常用的运动规律。凸轮的轮廓是由从动
件运动规律决定的,因此了解从动件常用的运动规律及其特点是十分重要的。只有某种运动规律的 加速度曲线是连续变化的,这种运动规律才能避免冲击。等速运动规律在某些点的加速度在理论上 为无穷大,所以有刚性冲击:而等加速等减速运动规律在某些点的加速度会出现有限值的突然变化 所以有柔性冲击。③介绍图解法绘制凸轮轮廓的基本方法。图解法绘制凸轮轮廓是按照相对运动原 理来绘制凸轮的轮廓曲线的,也就是“反转法”。用“反转法”绘制凸轮轮廓主要包含三个步骤:将 凸轮的转角和从动件位移线图分成对应的若干等份;用“反转法”画出反转后从动件各导路的位置 根据所分的等份量得从动件相应的位移,从而得到凸轮的轮廓曲线。④设计凸轮机构应注意的问题 在选择滚子半径,必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径:在确保运动不失真的 情况下,可以适当增大滚子半径,以减小凸轮与滚子之间的接触应力。为了确保凸轮机构的运动性 能,应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核,检査其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超 过了许用值,一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律,以获得新的凸轮轮廓曲线, 来保证凸轮轮廓上的最大压力角不超过压力角的许用值 齿轮机构 学时分配:4 教学内容 42齿轮机构的特点及类型 42.1齿轮机构的优缺点 42.2齿轮机构的分类 4.3齿廓啮合基本定律 4.3.1齿轮啮合基本定律 432共轭齿廓 4.3.3节点和节圆 4.4渐开线性质及渐开线齿廓 44l渐开线的形成 442渐开线的性质 44.3渐开线齿廓及啮合特点 4.5渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸计算 46渐开线标准齿轮的啮合传动 46.1正确啮合的条件 46.2标准中心距 46.3压力角与啮合角 464重合度 4.7渐开线齿廓的加工原理及变位齿轮的概念 4.7.1成形法 4.7.2范成法 4.7.3根切现象和最少齿数 4.7.4变位齿轮 48平行轴斜齿齿轮机构 4.8.1斜齿轮的共轭齿廓曲面 4.8.2平行轴渐开线斜齿轮正确啮合的条件 483斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算484斜齿轮法向参数为标准值 485斜齿轮传动的重合度 486斜齿轮的当量齿数 48.7斜齿轮的优缺点 4.88斜齿轮的螺旋角 49圆锥齿轮机构 4.9.1圆锥齿轮概述 「492背锥和当量齿数 493直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 教学要点:①齿轮传动的最基本要求之一是其瞬时角速度比必须保持恒定。通过分析一对齿轮 的传动关系导出了齿廓啮合基本定律,同时引出了共轭齿廓、节点和节圆等基本概念:②渐开线的
3 件运动规律决定的，因此了解从动件常用的运动规律及其特点是十分重要的。只有某种运动规律的 加速度曲线是连续变化的，这种运动规律才能避免冲击。等速运动规律在某些点的加速度在理论上 为无穷大，所以有刚性冲击；而等加速等减速运动规律在某些点的加速度会出现有限值的突然变化， 所以有柔性冲击。③介绍图解法绘制凸轮轮廓的基本方法。图解法绘制凸轮轮廓是按照相对运动原 理来绘制凸轮的轮廓曲线的，也就是“反转法”。用“反转法”绘制凸轮轮廓主要包含三个步骤：将 凸轮的转角和从动件位移线图分成对应的若干等份；用“反转法”画出反转后从动件各导路的位置； 根据所分的等份量得从动件相应的位移，从而得到凸轮的轮廓曲线。④设计凸轮机构应注意的问题。 在选择滚子半径，必须保证滚子半径小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径；在确保运动不失真的 情况下，可以适当增大滚子半径，以减小凸轮与滚子之间的接触应力。为了确保凸轮机构的运动性 能，应对凸轮轮廓各处的压力角进行校核，检查其最大压力角是否超过许用值。如果最大压力角超 过了许用值，一般可以通过增加基圆半径或重新选择从动件运动规律，以获得新的凸轮轮廓曲线， 来保证凸轮轮廓上的最大压力角不超过压力角的许用值。 4 齿轮机构 学时分配：4 教学内容： 4.1 引 言 4.2 齿轮机构的特点及类型 4.2.1 齿轮机构的优缺点 4.2.2 齿轮机构的分类 4.3 齿廓啮合基本定律 4.3.1 齿轮啮合基本定律 4.3.2 共轭齿廓 4.3.3 节点和节圆 4.4 渐开线性质及渐开线齿廓 4.4.1 渐开线的形成 4.4.2 渐开线的性质 4.4.3 渐开线齿廓及啮合特点 4.5 渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸计算 4.6 渐开线标准齿轮的啮合传动 4.6.1 正确啮合的条件 4.6.2 标准中心距 4.6.3 压力角与啮合角 4.6.4 重合度 4.7 渐开线齿廓的加工原理及变位齿轮的概念 4.7.1 成形法 4.7.2 范成法 4.7.3 根切现象和最少齿数 4.7.4 变位齿轮 4.8 平行轴斜齿齿轮机构 4.8.1 斜齿轮的共轭齿廓曲面 4.8.2 平行轴渐开线斜齿轮正确啮合的条件 4.8.3 斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算 4.8.4 斜齿轮法向参数为标准值 4.8.5 斜齿轮传动的重合度 4.8.6 斜齿轮的当量齿数 4.8.7 斜齿轮的优缺点 4.8.8 斜齿轮的螺旋角 4.9 圆锥齿轮机构 4.9.1 圆锥齿轮概述 4.9.2 背锥和当量齿数 4.9.3 直齿圆锥齿轮几何尺寸计算 教学要点：①齿轮传动的最基本要求之一是其瞬时角速度比必须保持恒定。通过分析一对齿轮 的传动关系导出了齿廓啮合基本定律，同时引出了共轭齿廓、节点和节圆等基本概念；②渐开线的
形成决定了渐开线的性质,由于渐开线齿廓具有众多的优点,所以渐开线齿轮是目前使用最广的齿 轮:③渐开线齿轮的各部分的名称、符号和计算公式等由标准规定,不宜随意改动:④标准齿轮采 用标准压力角、标准模数、标准齿顶高系数和径向间隙系数:⑤渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件 是模数相等、压力角相等,斜齿轮还应满足螺旋角大小相等,方向相反。由此可见,直齿轮的互换 性较好,斜齿轮一般是成对设计的;⑥重合度的大小,反映出同时啮合的齿对数的多少,斜齿轮有 较大的重合度;⑦当用范成法加工齿轮时,若被加工的齿轮齿数较少时会出现根切,由此引出了最 少齿数的概念;⑧变位齿轮的许多的优点,在实现齿轮机构中广为使用,应进一步增加部分内容 ⑨斜齿轮的法面参数为标准的,端面参数与法面参数存在一定的关系。斜齿轮的端面仍为渐开线齿 轮,所以渐开线直齿中的计算公式可以直接用于斜齿轮的端面齿轮;⑩本章是本课程的重点和难点 内容之一,应安排齿轮机构泛成实验和齿轮参数测绘实验,以强化对本章内容的理解。 5轮系 学时分配:3 教学内容 5.1引言 53.1轮系的传动比 532一对齿轮传动的传动比分析 533定轴轮系传动比分析 534惰轮 53.5定轴轮系传动比计算一般式 52轮系的类型 53定轴轮系及其传动比 54周转轮系及其传动比 54.1周转轮系的组成 542差动轮系和行星轮系 543周转轮系传动比的计算 55混合轮系及其传动比 56轮系的典型应用 56.1实现远距离的两轴之间的齿轮传动562实现变速齿轮传动 563实现大传动比齿轮传动 564实现合成运动和分解运动 57几种特殊的行星传动简介 5.7.1渐开线少齿差行星齿轮减速器 57.2摆线针轮行星减速器 573谐波齿轮传动 教学要点:①介绍轮系的分类和应用,通过学习要掌握定轴轮系、周转轮系以及混合轮系的传 动比的计算方法和转向的确定方法,并对新型行星齿轮传动及特点有所了解。②本章学习的重点是 轮系的传动比计算和转向的判定。在运用反转法计算周转轮系的传动比时,应十分注意转化轮系传 动比计算式中的转向正负号的确定,并区分行星轮系和差动轮系的传动比计算的特点。③混合轮系 传动比计算的要点是如何正确划分出各个基本轮系,划分的关键是先找出轮系中的周转轮系部分 ④轮系的组成情况和运动传递情况十分丰富。在掌握基本轮系和典型轮系的基础上,可创新设计出 功能独特的混合轮系。 6其它常用机构 学时分配:2 教学内容 6.1棘轮机构 6.1.1棘轮机构的基本组成及工作原理 6.12棘轮机构的常见类型
4 形成决定了渐开线的性质，由于渐开线齿廓具有众多的优点，所以渐开线齿轮是目前使用最广的齿 轮；③渐开线齿轮的各部分的名称、符号和计算公式等由标准规定，不宜随意改动；④标准齿轮采 用标准压力角、标准模数、标准齿顶高系数和径向间隙系数；⑤渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件 是模数相等、压力角相等，斜齿轮还应满足螺旋角大小相等，方向相反。由此可见，直齿轮的互换 性较好，斜齿轮一般是成对设计的；⑥重合度的大小，反映出同时啮合的齿对数的多少，斜齿轮有 较大的重合度；⑦当用范成法加工齿轮时，若被加工的齿轮齿数较少时会出现根切，由此引出了最 少齿数的概念；⑧变位齿轮的许多的优点，在实现齿轮机构中广为使用，应进一步增加部分内容； ⑨斜齿轮的法面参数为标准的，端面参数与法面参数存在一定的关系。斜齿轮的端面仍为渐开线齿 轮，所以渐开线直齿中的计算公式可以直接用于斜齿轮的端面齿轮；⑩本章是本课程的重点和难点 内容之一，应安排齿轮机构泛成实验和齿轮参数测绘实验，以强化对本章内容的理解。 5 轮 系 学时分配：3 教学内容： 5.1 引 言 5.3.1 轮系的传动比 5.3.2 一对齿轮传动的传动比分析 5.3.3 定轴轮系传动比分析 5.3.4 惰 轮 5.3.5 定轴轮系传动比计算一般式 5.2 轮系的类型 5.3 定轴轮系及其传动比 5.4 周转轮系及其传动比 5.4.1 周转轮系的组成 5.4.2 差动轮系和行星轮系 5.4.3 周转轮系传动比的计算 5.5 混合轮系及其传动比 5.6 轮系的典型应用 5.6.1 实现远距离的两轴之间的齿轮传动 5.6.2 实现变速齿轮传动 5.6.3 实现大传动比齿轮传动 5.6.4 实现合成运动和分解运动 5.7 几种特殊的行星传动简介 5.7.1 渐开线少齿差行星齿轮减速器 5.7.3 谐波齿轮传动 5.7.2 摆线针轮行星减速器 教学要点：①介绍轮系的分类和应用，通过学习要掌握定轴轮系、周转轮系以及混合轮系的传 动比的计算方法和转向的确定方法，并对新型行星齿轮传动及特点有所了解。②本章学习的重点是 轮系的传动比计算和转向的判定。在运用反转法计算周转轮系的传动比时，应十分注意转化轮系传 动比计算式中的转向正负号的确定，并区分行星轮系和差动轮系的传动比计算的特点。③混合轮系 传动比计算的要点是如何正确划分出各个基本轮系，划分的关键是先找出轮系中的周转轮系部分。 ④轮系的组成情况和运动传递情况十分丰富。在掌握基本轮系和典型轮系的基础上，可创新设计出 功能独特的混合轮系。 6 其它常用机构 学时分配：2 教学内容： 6.1 棘轮机构 6.1.1 棘轮机构的基本组成及工作原理 6.1.2 棘轮机构的常见类型
6.1.3用棘轮机构实现超越运动 62槽轮 621槽轮机构的组成及工作原理机构622槽轮机构的主要参数 63不完全齿轮机构 64凸轮间歇运动机构 65组合机构 教学要点:①连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系,以及棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮 机构和凸轮间歇运动机构等,是构成机械运动的常见基本机构。通过学习应掌握各种机构的特点, 各个机构能实现何种运动规律:通过机构间的比较,掌握各机构间的相同点和不同点。同一个运动 规律,可以由多种不同的机构来实现。设计时,根据设计要求的运动规律,首先应选定某种运动机 构,再进行机构的参数设计。也可以选定多个机构进行设计,再比较各自的性能指标,最终确定选 用的哪个机构。②除已学的机构外,还有大量的不常用的机构和特殊用途的机构,平时应注意观察 了解并掌握这些机构的特点,充实自身的机构知识。另外,与平面机构相对应的空间机构(如空间 槽轮机构等),种类也十分丰富,也应了解、掌握。③当单一基本机构不能满足设计要求时,可考虑 采用组合机构。一般来说,组合机构能完成复杂的运动规律,同一个运动规律,能实现的组合机构 更多,选择、设计难度更大。另外,机构越复杂、构成机构的构件越多,机构的可靠性就越低,制 造成本就越高。所以,应综合评价一个组合机构的优劣。④在机械的创新设计设计中,机构的创新 设计占据十分重要的地位。掌握基本机构的特点和机构组合的基本方法,是机械创新设计的前提和 基础。 7机械的动力性能 学时分配:3 教学内容: 7.1回转件的平衡 7.1.1回转件平衡的目的 7.2回转件的平衡计算 7.2机械速度波动与调节 721机械的运转过程及其速度波动 722周期性速度波动和调节 72.3非周期性速度波动和调节 724机械运转的平均速度和不均匀系数 7.3机器的机械效率 教学要点:①机械的惯性载荷将严重影响机械工作的平稳性、影响机械的运动质量、降低机械 零件的工作寿命,同时还将引起机械本身及周围环境的冲击和振动,甚至造成非常危险的后果。惯 性载荷与速度有关,对于髙速运转的机械来说,应十分重视惯性载荷问题。另外,造成构件的质心 偏离回转中心的原因很多,如:几何形状、制造精度、安装误差、材质不均等。当测出不平衡量(质 径积)和方位后,一般采用增减质量法进行平衡。但也有的机器其工作原理就是利用惯性载荷的 ②机械的速度波动是绝对的,普遍存在的,而速度恒定是相对的。不同的机械对速度稳定性的要求 也是不同的。当机器对速度有控制要求时,应增加调速功能。调速的方法不外乎是通过改变驱动力 所作的功或改变阻力所作的功来实现。③机械的效率主要取决于组成机械的机构效率,不同机构的 效率有其一定的范围。在设计传递动力的机械时,应选用机械效率较高的机构;对于传递运动的装 置,可采用效率相对较低的机构。对于同一种机构,不同的材料、不同的制造精度、不同的工作环 境,其机械效率也不同。从提高杋械效率的角度来说,应尽可能地提高机构的效率和减少组成机械 的机构数
5 6.1.3 用棘轮机构实现超越运动 6.2 槽轮 6.2.1 槽轮机构的组成及工作原理机构 6.2.2 槽轮机构的主要参数 6.3 不完全齿轮机构 6.4 凸轮间歇运动机构 6.5 组合机构 教学要点：①连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系，以及棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮 机构和凸轮间歇运动机构等，是构成机械运动的常见基本机构。通过学习应掌握各种机构的特点， 各个机构能实现何种运动规律；通过机构间的比较，掌握各机构间的相同点和不同点。同一个运动 规律，可以由多种不同的机构来实现。设计时，根据设计要求的运动规律，首先应选定某种运动机 构，再进行机构的参数设计。也可以选定多个机构进行设计，再比较各自的性能指标，最终确定选 用的哪个机构。②除已学的机构外，还有大量的不常用的机构和特殊用途的机构，平时应注意观察， 了解并掌握这些机构的特点，充实自身的机构知识。另外，与平面机构相对应的空间机构（如空间 槽轮机构等），种类也十分丰富，也应了解、掌握。③当单一基本机构不能满足设计要求时，可考虑 采用组合机构。一般来说，组合机构能完成复杂的运动规律，同一个运动规律，能实现的组合机构 更多，选择、设计难度更大。另外，机构越复杂、构成机构的构件越多，机构的可靠性就越低，制 造成本就越高。所以，应综合评价一个组合机构的优劣。④在机械的创新设计设计中，机构的创新 设计占据十分重要的地位。掌握基本机构的特点和机构组合的基本方法，是机械创新设计的前提和 基础。 7 机械的动力性能 学时分配：3 教学内容： 7.1 回转件的平衡 7.1.1 回转件平衡的目的 7.1.2 回转件的平衡计算 7.2 机械速度波动与调节 7.2.1 机械的运转过程及其速度波动 7.2.2 周期性速度波动和调节 7.2.3 非周期性速度波动和调节 7.2.4 机械运转的平均速度和不均匀系数 7.3 机器的机械效率 教学要点：①机械的惯性载荷将严重影响机械工作的平稳性、影响机械的运动质量、降低机械 零件的工作寿命，同时还将引起机械本身及周围环境的冲击和振动，甚至造成非常危险的后果。惯 性载荷与速度有关，对于高速运转的机械来说，应十分重视惯性载荷问题。另外，造成构件的质心 偏离回转中心的原因很多，如：几何形状、制造精度、安装误差、材质不均等。当测出不平衡量（质 径积）和方位后，一般采用增减质量法进行平衡。但也有的机器其工作原理就是利用惯性载荷的。 ②机械的速度波动是绝对的，普遍存在的，而速度恒定是相对的。不同的机械对速度稳定性的要求 也是不同的。当机器对速度有控制要求时，应增加调速功能。调速的方法不外乎是通过改变驱动力 所作的功或改变阻力所作的功来实现。③机械的效率主要取决于组成机械的机构效率，不同机构的 效率有其一定的范围。在设计传递动力的机械时，应选用机械效率较高的机构；对于传递运动的装 置，可采用效率相对较低的机构。对于同一种机构，不同的材料、不同的制造精度、不同的工作环 境，其机械效率也不同。从提高机械效率的角度来说，应尽可能地提高机构的效率和减少组成机械 的机构数