新世纪高职高专 机电类课程规划教材
机械设计基础 (第四版)
机械设计基础 (第四版)
项目一
单缸四冲程内燃机的机构表达
任务一 分析单缸四冲程内燃机的组成
工程实例
单缸四冲程内燃机
工程实例
功用
进气阀9
将液体材料燃烧时产生的热能转 变成机械能的动力装置
组成
机架(气缸体)、活塞、连杆、曲 轴、小齿轮、大齿轮、凸轮轴、 推杆、进气阀、排气阀
构件的实际长度 构件的图样长度
任务实施
单缸四冲程内燃机
任务实施
1.设计要求与数据 单缸四冲程内燃机主体机 构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运 动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
任务实施
1.设计要求与数据 鄂式破碎机主体机构。 2.设计内容 绘制鄂式破碎机的运动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
曲轴（单一零件）
连杆（多个零件的刚性组合）
夯实理论
零件按作用分类 通用零件 在各种机器中经常使用的零件。 专用零件 在一些特定类型的机器中使用的零件。
通用零件
专用零件
任务实施
1.设计要求与数据
2.设计内容
3.设计步骤、结果及说明
单缸四冲程内燃机组成
分析组成单缸四冲程内 燃机各机构的作用
单缸四冲程内燃机是将 燃气燃烧时的热能转化 为机械能的机器，包含 曲柄滑块机构、齿轮机 构和凸轮机构，各机构
培养技能
识读机构运动简图 （1）分析机械传动系统的组成，设备的动力源是如何传递到执行机构
任务目标
（1）掌握运动副、高副、低副的概念。 （2）掌握低副和高副，以及转动副和移动副的实例及表示方法。 （3）掌握用简单线条或符号表达机构的运动关系，绘制机械运动简图 的方法。
夯实理论
一、机构的组成
运动副 两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。构件有点、线、面接触。
点接触
线接触
面接触
夯实理论
执行部分 完成机器预定功能的组成部分。
传动部分 把原动机的运动或动力传递给执行部分的中间环节。
操纵和控制部分 实现或终止各自预定的功能部分。
辅助装置部分 保证机器正常工作的补偿、润滑、冷却、操纵及控制。
夯实理论
构件 组成机构的具有相对运动的单元体，是组成机构的最小运动单元。 零件 机械制造中不可拆的最小制造单元体。 根本区别 构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。
齿轮副
夯实理论
机构中构件按运动性质分类 机 架 用来支承运动构件，相对于地面固定不动的构件。 原动件 按给定的运动规律独立运动的构件。 从动件 除原动件以外的所有活动构件。
夯实理论
二、平面机构的运动简图 （一）机构运动简图的概念
用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定 运动副的相对位置及与运动有关的尺寸的简图。
平面运动副的分类 按两构件接触性质，分为低副、高副。 (1)低副 两构件以面接触而形成的运动副。 1)转动副 只允许两构件作相对转动，又称作铰链。
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
2)移动副 只允许两构件作相对移动 。
移动副
夯实理论
移动副
夯实理论
(2)高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
活塞2 推杆8 连杆3
曲轴4
大齿轮6 小齿轮5
排气阀6 机架（汽 缸体排）气1阀10
气缸体1
凸轮轴7
工程实例
工作过程
活塞下行，进气阀打 开，汽缸内吸入燃气
活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气
点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞 下行，经连杆带动曲轴输出转动
活塞上行，排气阀打开，排出废气
任务分析
单缸四冲程内燃机主要包括 曲柄滑块机构 借气缸内的燃气压力推动活塞（滑块）通过连杆而使曲轴作旋转运动。 齿轮机构、凸轮机构 按一定的运动规律按时开闭阀门以吸入燃气和排出废气。 3个机构配合共同完成热能转变成机械能的能量转换。
任务目标
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
夯实理论
机器的特征 （1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行
信息处理、影像处理等功能。
夯实理论
培养技能
识别机器与机构 机械钟表、打字机、发报机用于传递信息都属于机器。
机械钟表
打字机
发报机
培养技能
球磨机的铁球，摇奖机不强调构件间具有确定的相对运动，它们也属于机器。
球磨机的铁球
摇奖机
培养技能
收音机、电视机只是一个电器装置，不是“执行机械运动的装置”，不 能算作机器。
收音机
电视机
机械设计基础 (第四版)
项目一 单缸四冲程内燃机的机构表达
任务二 绘制单缸四冲程内燃机的机构运动简图
工程实例
单缸四冲程内燃机
任务分析
通过对单缸四冲程内燃机工作过程分析，发现组成单缸四冲程内燃机的 曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构的真实外形和各构件外形很复杂，这给 快速绘制及与其他人员交流带来了困难。
因此，可以选择不考虑与运动特性无关的因素（如构件的复杂外形等） ，而用规定的线条和符号，绘制机构运动简图方法表明单缸四冲程内燃机将 燃气燃烧时的热能转化为机械能的工作原理。
的作用见下表。
任务实施
名称
组成单缸四冲程内燃机各机构的作用
组成
作用
曲柄滑块机构 活塞、连杆、曲轴和气缸体
将活塞的往复移动转换为曲柄的 连续转动
齿轮机构
小齿轮、大齿轮和机架
凸轮机构
凸轮轴、推杆和机架
将曲轴连续的转动传递给凸轮轴
将凸轮轴的连续转动转变为推杆 的直线往复运动，保证进、排气阀 有规律的启闭
（1பைடு நூலகம்构件 构件用直线或小方块等来表示。
夯实理论
（2）转动副
1
1
1
2
2
2
图面垂直于回转轴线
2
1 2
1
图面不垂直于回转轴线
一个构件具有多个转动副时
夯实理论
（3）移动副
1 2
1 2
2 1
1
2
1 2
1 2
移动副
夯实理论
（4）平面高副 平面高副画出两构件接触处的曲线轮廓。
凸轮
滚子
齿轮
夯实理论
（二）平面机构运动简图的绘制 （1）分析机构的组成。 （2）分析构件间的相对运动形式。 （3）选择适当的视图平面和原动件位置。 （4）选择适当的比例尺
机构的特征 （1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能实现预期的机械运动，主要用来传递和变换运动。
夯实理论
机器组成 辅助系统，例如润滑、显示、照明等
原动机部分
传动部分 控制系统
执行部分
夯实理论
原动机部分 机器的动力来源,常用电动机、内燃机和液压马达。