機械設計基礎緒論-第0章緒論

1、機械設計基礎機械設計基礎機械設計教研室主講教師 張海軍 第第 0 0 章章 緒緒 論論0-1 本課程研究的對象及內(nèi)容本課程研究的對象及內(nèi)容0-2 本課程在教學中的地位本課程在教學中的地位0-3 機械設計的基本要求和一般過程機械設計的基本要求和一般過程0-5 教學安排教學安排0-4 如何進行本課程的學習如何進行本課程的學習一、研究對象一、研究對象（一）機器機器（achine ）0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容內(nèi)燃機、牛頭刨床、翻斗車、蛋糕切片機，縫紉機、送料機、等等。機械手、機械機械（achine esign）是通過對多件實物的有機組合，利用其確定的運動來減輕或替代人類

2、勞動的一類裝置。u歷史悠久：人類進步史。陶車、弓形鉆、指南車、本牛流馬；17紀蒸汽機蒸汽機出現(xiàn)并應用于紡織、面粉、冶金等；18世紀工業(yè)革命與機械化大生產(chǎn)的出現(xiàn)。早期的滑輪、杠桿，到近代的汽車、輪船、現(xiàn)代的機器人、航天器，機械不斷更新?lián)Q代，在生產(chǎn)力發(fā)展中一直扮演著重要角色。 人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，設計和制造了類型繁多、功能各異的機器，如：機械是機構和機器的總稱機械是機構和機器的總稱。轎車組成0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容機器=原動機(動力部分)+傳動系統(tǒng)+執(zhí)行部分輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng) 一臺完整的機器的組成大致可包括：原動機部分傳動部分執(zhí)行部分潤滑、顯示、照明等輔助

3、系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳感器傳感器傳感器機器的組成機器的組成0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容機器的主體 雖然機器的種類繁多，結構、性能和用途等各不相同，但通常都具有相同的基本特征。典型機器的分析：典型機器的分析： 內(nèi)燃機內(nèi)燃機1.組成：組成：654387129101汽缸體2活塞3進氣閥4 排氣閥5連桿6曲軸7凸輪8頂桿9、10 齒輪2 .工作原理：工作原理：活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體 進入汽缸；活塞上行，進氣閥關閉，混合氣體被壓 縮，在頂部點火燃燒；高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關閉；活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的

4、對象和內(nèi)容進氣進氣壓縮壓縮爆炸爆炸排氣排氣3.內(nèi)燃機的工作過程：內(nèi)燃機的工作過程：化學能 機械能機器機器根據(jù)某種使用要求而設計的一種執(zhí)行機械運動的裝置，是可用來變換（或傳遞）能量、物料和信息的機構組合體。0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容內(nèi)燃機轉(zhuǎn)換能量 機械手傳遞物料 照相機傳遞信息 0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容（二）（二）機構機構（echanics） 在以上內(nèi)燃機實例中，活塞的往復運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動，該組合體稱為：曲柄滑塊機構 凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥稱為：凸輪機構 兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動作，

5、稱為：齒輪機構機構與機器的特征：機構與機器的特征： 人為的實物組合體；各部分有確定的相對運動；代替或減輕人類勞動，完成有用功或?qū)崿F(xiàn)能量、物料和信息的轉(zhuǎn)換 。機構機構機器機器機構機構是(僅)能夠用來傳遞運動和力、改變運動形式的機械裝置，如：如：0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容連桿機構、凸輪機構、 齒輪機構等。、裝卸機構0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容機器和機構的區(qū)別和聯(lián)系：機器和機構的區(qū)別和聯(lián)系：區(qū)別：研究的著重點不同機構相對簡單的系統(tǒng)，實現(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換或力的傳遞。機器除了運動系統(tǒng)以外，還包含有電、氣、液等控制裝置和輔助裝置，可完成能量（信息）的

6、傳遞、轉(zhuǎn)換或作有益的機械功。 同時，從結構和運動的觀點來看，機器和機構兩者并無區(qū)別，因而，機械是機構和機器的總稱。 如果再進一步細分，顯見，兩者均有構件和零件構成。聯(lián)系：機器由機構組成，一部機器包含不同的機構；不同的機器可能包含相同的機構。零件：組成機器的不可拆的單元。例如：螺釘、鍵等。構（部）件：由一組協(xié)同工作的零件所組成的獨立制造或獨立裝配的組合體。例如：聯(lián)軸器、滾動軸承等。0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容零件零件（Element）與構件與構件（Link）0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容內(nèi)燃機內(nèi)燃機連桿連桿軸套軸套連桿體連桿體螺栓螺栓墊圈

7、墊圈螺母螺母軸瓦軸瓦連桿蓋連桿蓋例：內(nèi)燃機中的連桿零件的分類零件的分類通用零件：在各種機器中普遍使用，例如：齒輪、鏈、軸、螺栓、螺母、軸承等。專用零件：只有在特定的機器中才用到，具有特殊的功能。例如：曲軸、葉片、槍栓等。0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容零件剛性聯(lián)接構件活動聯(lián)接運動副運動鏈給定機架、原動件機構電器、液壓等控制部分機器輔助部分機械機械小結小結0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容0 01 1 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容二、本課程的主要研究內(nèi)容二、本課程的主要研究內(nèi)容常用機構 通用零(部)件 工作原理、結構特點、基本設計

8、理論和計算方法第1章平面機構的自由度計算第2章平面連桿機構第3章凸輪機構第4章齒輪機構第5章輪系常用機構 01 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容 第十章 螺紋連接 第十一章 齒輪傳動 第十二章 蝸桿傳動 第十三章 帶傳動和鏈傳動 第十四章 軸 第十六章 滾動軸承 通用零通用零( (部部) )件設計件設計 0-20-2本課程在教學計劃中的地位本課程在教學計劃中的地位一、本課程在教學計劃中的地位一、本課程在教學計劃中的地位基礎課基礎課基礎理論專業(yè)課專業(yè)課專門知識 技術基礎課技術基礎課共性問題先修的基礎課程：高等數(shù)學、物理、機械制圖、理論力學、材料力學、工程材料等。 本課程是相關專業(yè)學生

9、應掌握的一門重要的技術基礎課！二、學習目的二、學習目的u 為專業(yè)人員對現(xiàn)有機械進行創(chuàng)新設計、故障診斷及維修打下基礎。u為學習后續(xù)課程和掌握專業(yè)知識打好基礎，為畢業(yè)設計提供機械設計知識。u為規(guī)劃、管理人員在設備的選購、運用提供必要的基本技能。0-0-機械設計的基本要求和一般過程機械設計的基本要求和一般過程一、機械設計的基本要求：使用性滿足運動和動力性能的要求（功能性要求）經(jīng)濟性表現(xiàn)在兩個方面：設計制造的經(jīng)濟性：1）產(chǎn)品的“三化”；2）現(xiàn)代設計制造方法；3）使用經(jīng)濟性：1）提高自動化水平；2）提高效率；3）延壽；4）減少損耗。安全性三個含義：1）設備本身不因過載、失電以及其它偶然因素而損壞；2）切

10、實保障操作者的人身安全（勞動保護性）；3）不會對環(huán)境造成破壞。工藝性兩個方面：1）零件加工工藝性2）裝配工藝性。 可靠性 要求機械系統(tǒng)在預定的環(huán)境條件下和壽命期限內(nèi)，具有保持正常工作狀態(tài)的性能，這就稱為可靠性。環(huán)保噪聲、振動小，無污染性材料等。在滿足預期功能的前提下，性能好、效率高、成本低在預定使用期限內(nèi)，安全可靠、操作方便、維修簡單、符合環(huán)保二、機械零件設計的基本準則及一般步驟u (1)根據(jù)零件的使用要求（如功率、轉(zhuǎn)速等），選擇零件的類型及結構型式，并擬定計算簡圖。u (2)分析作用在零件上的載荷（拉、壓力，剪切力）。u (3)根據(jù)零件的工作條件，按照相應的設計準則，確定許用應力。u (4)

11、分析零件的主要失效形式，按照相應的設計準則，確定零件的基本尺寸。u (5)按照結構工藝性、標準化的要求，設計零件的結構及其尺寸。u (6)繪制零件的工作圖，擬定必要的技術條件，編寫計算說明書。 0-3 0-3 機械設計的基本要求和一般過程機械設計的基本要求和一般過程三、機械產(chǎn)品設計的機械產(chǎn)品設計的一般過程一般過程：明確設計要求（確定設計對象的預期功能、有關指標及限制條件)提出設計方案（擬定總體布置，進行粗略計算，得出可供比較的多種設計方案，從中選取最佳方案)總體設計（進行分析計算和經(jīng)濟評價，繪制總體設計圖)結構設計（完成加工制造所需的總裝圖、零件工作圖及技術文件)試制、鑒定（通過樣機試制，從技

12、術上、經(jīng)濟上做出全面評價)產(chǎn) 品 定 型0-4 0-4 如何進行本課程的學習如何進行本課程的學習一、特點一、特點 既有理論課的性質(zhì)，又兼有專業(yè)課的特點，其理論性、邏輯性、系統(tǒng)性較強； 概念、公式、圖形較多，幾何特點明顯； 本課程作為技術基礎課，其最顯著的特點是基礎理論與工程實際的結合。 二、學習中應注意二、學習中應注意 準確掌握基本概念，注意機械設計的原理、方法在機械工程實際中的應用范圍和條件，注意觀察日常生活和生產(chǎn)中的機器、機構，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力； 邏輯思維和形象思維相結合； 機構的靜態(tài)圖形和動態(tài)圖形相結合； 要有工程觀點（選擇與比較、工程實際的靈活性、可行性等）一、計劃學時與教學環(huán)節(jié)：一、計劃學時與教學環(huán)節(jié)： -5 -5 教學安排教學安排二、教材及參考書目二、教材及參考書目共共 32 學時學時教教 材材： 機械設計基礎第五版，楊可楨、程光蘊主編，高等教育出版社參考書目：參考書目：機械原理 機械設計 機械設計概論教學環(huán)節(jié)教學環(huán)節(jié)計劃學時計劃學時課堂教學、實驗、作業(yè)、答疑等課堂教學、實驗、作業(yè)、答疑等u仔細觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀。仔細觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀。 三、要求：三、要求：u作業(yè)須按時完成，繪圖準確，字跡工整，作業(yè)量未達到規(guī)定者