机械设计基础
绪论
一、课程的性质与任务
是研究常用机构和通用零件的基本理论
与方法的专业基础课程之一。
二、教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法,
连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，间歇
运动机构,
3、机构系统运动方案设计。
三、本课程的基本学习方法
1 着重基本概念的理解和基本设计方法的掌握，
不强调系统的理论分析；
2 着重理解公式建立的前提、意义和应用,不
强调对理论公式的具体推导；
3 注意密切联系生产实际，努力培养解决工程
实际问题的能力。
1、机器 (machine) 执行机械运动的装置，
它用来变换和传递能量、物料与信息
四、几个重要概念
机
器
动力机器
工作机器
信息机器
是能量变换的装置，即可将某种形
式的能量变换成机械能，或者把机
械能变换成其他形式的能量。例如：
内燃机,压气机、涡轮机、电动机
和发电机等。
是完成有用的机械功或者是搬运物
品。例如：轧钢机、织布机、缝纫
机、汽车、飞机和金属切削加工机
床等。
是用来获得和变换信息。例如：机
械式积分仪、计帐机、打字机和绘
图仪。
机器与其它装置的主要区别是,机器一定要作机械
运动，并通过运动来实现能量物料和信息的变换
用来传递运动和力或改
2、机构
(machanism)
变运动形式的构件系统
机构和机器的区别
? 机构只是一个构件系统，而机器除构件
系统外，还包含电气、液压等其它系统
? 机构只用来传递运动和力，而机器除传
递运动和力外，还具有变换或传递能量、
物料和信息的功能
机器是由机构组成的。
例,内燃机 连杆机构 凸轮机构
齿轮机构
蒸汽机
机械系统
动
力
系
统
传
动
系
统
执
行
系
统
内燃机
水轮机
燃气机
电动机
液动机
气动机
液体动力传递
机械传递
电力或磁力传递
摩擦传动
啮合传动
推动传动
液压传动
液力传动
气动传动
电力拖动
电磁离合或制动传动
按预定运动轨迹运动的机构
往复运动机构
回转运动机构
间歇运动机构
冷却、
润滑
计数
照明
等装
置
操
纵
控
制
装
置
机
械
系
统
组
成
J V
X
丝杠 轴承 电机 联轴节
工作台
铣刀
导轨
工件
伺
服
驱
动
计算机
动力源
光栅尺
数控机床
由动力系统、驱动系统、
机械系统、传感系统和
控制系统五个要素组成。
机电一体化系统,
构件和零件
机器中的独立运动单元?
? 零件 机器中的制造单元
构件分成以下几种
机架（固定构件）
活动构件
主动件
从动件
其中，运动规律已知的活动构件称为原动件,
输出运动或动力的从动件称为输出件。
机构的组成和运动副
机构的组成要素是构件和运动副
构件
1
2
3
4
1--连杆体
2--螺栓
3--螺母
4--连杆盖
由若干零件组成
的构件 —— 连杆
3、运动副及其分类
运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。
约束, 两构件用运动副联接后，彼此的相对
运动受到某些限制。
运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副
的部分，如点、线、面 。
构件自由度,构件所具有的独立运动数目。一
个作平面运动的自由构件具有三个自由度。
运动副的分类
根据运动副的接触形式，运动副归为两类
1）低副：面接触的运动副。如 转动副, 移动副 。
2）高副：点或线接触的运动副。如 齿轮副, 凸
轮副。
也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平
面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空
间运动。如螺旋副，球面副。
构
件
运动副的约束
移
动
副
1
2
转 动 副
1
2
齿 轮 副
凸 轮 副
绪论
一、课程的性质与任务
是研究常用机构和通用零件的基本理论
与方法的专业基础课程之一。
二、教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法,
连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，间歇
运动机构,
3、机构系统运动方案设计。
三、本课程的基本学习方法
1 着重基本概念的理解和基本设计方法的掌握，
不强调系统的理论分析；
2 着重理解公式建立的前提、意义和应用,不
强调对理论公式的具体推导；
3 注意密切联系生产实际，努力培养解决工程
实际问题的能力。
1、机器 (machine) 执行机械运动的装置，
它用来变换和传递能量、物料与信息
四、几个重要概念
机
器
动力机器
工作机器
信息机器
是能量变换的装置，即可将某种形
式的能量变换成机械能，或者把机
械能变换成其他形式的能量。例如：
内燃机,压气机、涡轮机、电动机
和发电机等。
是完成有用的机械功或者是搬运物
品。例如：轧钢机、织布机、缝纫
机、汽车、飞机和金属切削加工机
床等。
是用来获得和变换信息。例如：机
械式积分仪、计帐机、打字机和绘
图仪。
机器与其它装置的主要区别是,机器一定要作机械
运动，并通过运动来实现能量物料和信息的变换
用来传递运动和力或改
2、机构
(machanism)
变运动形式的构件系统
机构和机器的区别
? 机构只是一个构件系统，而机器除构件
系统外，还包含电气、液压等其它系统
? 机构只用来传递运动和力，而机器除传
递运动和力外，还具有变换或传递能量、
物料和信息的功能
机器是由机构组成的。
例,内燃机 连杆机构 凸轮机构
齿轮机构
蒸汽机
机械系统
动
力
系
统
传
动
系
统
执
行
系
统
内燃机
水轮机
燃气机
电动机
液动机
气动机
液体动力传递
机械传递
电力或磁力传递
摩擦传动
啮合传动
推动传动
液压传动
液力传动
气动传动
电力拖动
电磁离合或制动传动
按预定运动轨迹运动的机构
往复运动机构
回转运动机构
间歇运动机构
冷却、
润滑
计数
照明
等装
置
操
纵
控
制
装
置
机
械
系
统
组
成
J V
X
丝杠 轴承 电机 联轴节
工作台
铣刀
导轨
工件
伺
服
驱
动
计算机
动力源
光栅尺
数控机床
由动力系统、驱动系统、
机械系统、传感系统和
控制系统五个要素组成。
机电一体化系统,
构件和零件
机器中的独立运动单元?
? 零件 机器中的制造单元
构件分成以下几种
机架（固定构件）
活动构件
主动件
从动件
其中，运动规律已知的活动构件称为原动件,
输出运动或动力的从动件称为输出件。
机构的组成和运动副
机构的组成要素是构件和运动副
构件
1
2
3
4
1--连杆体
2--螺栓
3--螺母
4--连杆盖
由若干零件组成
的构件 —— 连杆
3、运动副及其分类
运动副：机构中两构件直接接触的可动联接。
约束, 两构件用运动副联接后，彼此的相对
运动受到某些限制。
运动副元素：两构件上参加接触而构成运动副
的部分，如点、线、面 。
构件自由度,构件所具有的独立运动数目。一
个作平面运动的自由构件具有三个自由度。
运动副的分类
根据运动副的接触形式，运动副归为两类
1）低副：面接触的运动副。如 转动副, 移动副 。
2）高副：点或线接触的运动副。如 齿轮副, 凸
轮副。
也可将运动副分为平面运动副和空间运动副。
1）平面运动副：组成运动副两构件间作相对平
面运动，如转动副、移动副、凸轮副、齿轮副。
2）空间运动副：组成运动副两构件间作相对空
间运动。如螺旋副，球面副。
构
件
运动副的约束
移
动
副
1
2
转 动 副
1
2
齿 轮 副
凸 轮 副
