《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件-第0章

緒論0.1本課程概述0.2機(jī)械概述

0.1本課程概述

0.1.1本課程的性質(zhì)、研究對(duì)象和內(nèi)容

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門綜合性的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其研究對(duì)象和內(nèi)容分別是：

(1)“靜力學(xué)”的研究對(duì)象為剛體或剛體系統(tǒng)，主要研究剛體在載荷作用下的平衡問題，為設(shè)計(jì)構(gòu)件承載能力提供理論依據(jù)。

(2)“材料力學(xué)”的研究對(duì)象為變形固體，主要研究變形固體的強(qiáng)度和剛度問題，為機(jī)械零件設(shè)計(jì)確定合理的材料、截面形狀和幾何尺寸提供理論基礎(chǔ)。

(3)“常用機(jī)構(gòu)”的研究對(duì)象為常用的機(jī)構(gòu)，如平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等，主要研究常用機(jī)構(gòu)的組成、工作原理、運(yùn)動(dòng)特性以及設(shè)計(jì)方法。

(4)“常用機(jī)械傳動(dòng)”的研究對(duì)象為常用的機(jī)械傳動(dòng)，如齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等，主要研究機(jī)械傳動(dòng)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特性以及設(shè)計(jì)方法。

(5)“通用機(jī)械零部件”的研究對(duì)象是在各種機(jī)器中普遍使用的零部件，如軸、軸承、鍵等，主要研究機(jī)械中通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、選用和設(shè)計(jì)方法。0.1.2本課程的任務(wù)

通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)該達(dá)到以下基本要求：

(1)能熟練地運(yùn)用力系平衡條件求解簡(jiǎn)單力系的平衡問題。

(2)掌握零部件的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算方法。

(3)熟悉常用機(jī)構(gòu)、常用機(jī)械傳動(dòng)和通用零部件的工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和國家標(biāo)準(zhǔn)，掌握它們的選用和基本設(shè)計(jì)方法，具備正確分析、使用、維護(hù)機(jī)械的能力，并初步具備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。

(4)具備與機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)的解題、運(yùn)算、繪圖能力和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力。0.1.3本課程在機(jī)械工程中的意義和應(yīng)用

“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”主要研究機(jī)械設(shè)計(jì)中的基本問題，是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作的技術(shù)基礎(chǔ)，在日常生活和工程實(shí)踐中都具有極其廣泛的應(yīng)用。0.1.4本課程的學(xué)習(xí)方法

由于本課程是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課，所以在學(xué)習(xí)過程中，除了應(yīng)堅(jiān)持做好課前預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽課、及時(shí)復(fù)習(xí)、獨(dú)立完成作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等基本學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，能夠融會(huì)貫通。在實(shí)際生產(chǎn)和生活中要勤于觀察、善于思考，尋找實(shí)例和所學(xué)理論進(jìn)行驗(yàn)證，從而使所學(xué)知識(shí)得到升華。同時(shí)，逐漸學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及其他課程知識(shí)，解決實(shí)際生產(chǎn)和生活中所遇到的簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)問題。

(2)做到理論、技能和實(shí)踐相結(jié)合。本課程是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)過程中除了要完成課程所安排的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)訓(xùn)練環(huán)節(jié)外，還要注重理論知識(shí)和實(shí)踐設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)的結(jié)合，正確合理地處理零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝性等問題。

(3)學(xué)會(huì)創(chuàng)新?？茖W(xué)的靈魂在于創(chuàng)新，機(jī)械科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展本身就是一個(gè)創(chuàng)新的過程，只有靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)并結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，勇于創(chuàng)新，才能將所學(xué)的知識(shí)真正變成改變?nèi)祟惿睢⑼苿?dòng)社會(huì)前進(jìn)的力量。

0.2機(jī)械概述

0.2.1機(jī)器、機(jī)構(gòu)和機(jī)械

圖0-1所示內(nèi)燃機(jī)，是由活塞1、連桿2、曲軸3、齒輪4和5、凸輪6、氣門頂桿7、汽缸缸體8等實(shí)體組成的。當(dāng)可燃混合氣體在缸體內(nèi)燃燒推動(dòng)活塞1時(shí)，與之相連的連桿2就會(huì)將運(yùn)動(dòng)傳至曲軸3，從而使曲軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，向外輸出運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)的基本功能就是使可燃混合氣體在缸內(nèi)經(jīng)過“吸氣—壓縮—燃燒—排氣”這一過程，將燃燒所得的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。圖0-1內(nèi)燃機(jī)又如圖0-2所示的顎式碎石機(jī)，是由機(jī)架1、偏心軸2、活動(dòng)顎板3、肘板4、帶輪5、固定顎板6等組成的。其中，偏心軸2與帶輪5固連，電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使

活動(dòng)顎板作平面運(yùn)動(dòng)，從而軋碎活動(dòng)顎板與固定顎板之間的礦石。顎式碎石機(jī)就是通過活動(dòng)顎板的平面運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了軋碎礦石的機(jī)械功。圖0-2顎式碎石機(jī)盡管機(jī)器的種類繁多，其功能、結(jié)構(gòu)、工作原理也各不相同，但從結(jié)構(gòu)和功能來看，各種機(jī)器都具有以下三個(gè)特征：

(1)都是人為的各種實(shí)物組合；

(2)組成機(jī)器的各種實(shí)物間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

(3)可代替或減輕人類的勞動(dòng)，完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。0.2.2零件和構(gòu)件

零件是組成機(jī)器的最小單元，是機(jī)器的制造單元。機(jī)器是由若干個(gè)不同的零件組裝而成的。零件可分為兩類，一類是通用零件，是各機(jī)器中經(jīng)常使用的零件，如螺栓、螺母、軸、齒輪等；另一類是專用零件，是僅在特定類型的機(jī)器中使用的零件，如活塞、曲軸等。

構(gòu)件是機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件可以是單一零件，如內(nèi)燃機(jī)的曲軸，如圖0-3所示；也可以是多個(gè)零件的剛性組合體，如內(nèi)燃機(jī)的連桿，如圖0-4所示。圖0-3內(nèi)燃機(jī)的曲軸圖0-4內(nèi)燃機(jī)的連桿0.2.3機(jī)器的組成和機(jī)械的分類

就功能而言，一部完整的機(jī)器一般包括四個(gè)組成部分：動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、控制部分和執(zhí)行部分。動(dòng)力部分是機(jī)器的動(dòng)力來源，常用的有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等；傳動(dòng)部分和執(zhí)行部分是機(jī)器的主體，由各種