机械设计的基本要求

1、宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 第第0章章 绪绪 论论 01 本课程研究的对象和内容本课程研究的对象和内容 02 本课程在教学中的地位本课程在教学中的地位 03 机械设计的基本要求和一般过程机械设计的基本要求和一般过程 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 顾名思义，本课程研究对象为：顾名思义，本课程研究对象为：机械机械 机械机械 机器机器 斜面斜面 任何机械都经历了：任何机械都经历了：简单简单复杂的发展过程。复杂的发展过程。 机械机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的 组合体。组合体。 机构机构 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、（包括：龙门吊、鹤式

2、吊、汽车吊、 卷扬机、叉车、电梯电脑控制）。卷扬机、叉车、电梯电脑控制）。 一般而言， 机械是机器和机构的总称 杠杆杠杆 起重轱辘起重轱辘滑轮组滑轮组 手动手动(电动)葫芦葫芦 现代起重机现代起重机 起重机的发展历程：起重机的发展历程： 01 本课程研究的对象和内容本课程研究的对象和内容 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 机器机器根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合 体。体。 机构机构能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件 实物的组合体。如：实物的组合体。如：连杆机构连杆机构、凸轮机构凸轮机构、 齿轮机构

3、齿轮机构等。等。种类有限 如如: : 缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用 机器、起重机机器、起重机等。等。 机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但 具有具有相同的基本特征。相同的基本特征。 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 典型机器的分析：典型机器的分析： 1.内燃机内燃机 内燃机内燃机 组成：组成： 6 5 43 8 7 1 2 9 10 汽缸体汽缸体1、 活塞活塞2、进气阀进气阀3、 排气阀排气阀4、 连杆连杆5、曲轴曲轴6、 凸轮凸轮7、顶杆顶杆8、齿轮齿轮9、10 工作原理：工作原理：

4、1.活塞下行，进气阀开启，混合气体活塞下行，进气阀开启，混合气体 进入汽缸；进入汽缸； 2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩， 在顶部点在顶部点 火燃烧；火燃烧； 3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭； 4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。 循环运动的结果，使曲轴 输出连续的旋转运动 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 设计：潘存云 进气进气压缩压缩爆炸爆炸排气排气 内燃机的工作过程：内燃机的工作过程： 活塞的往复运动通过连杆转变为曲活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的

5、连续转动，该组合体称为：轴的连续转动，该组合体称为： 内燃机各部分的作用：内燃机各部分的作用： 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为： 凸轮机构凸轮机构 两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动 作，称为：作，称为：齿轮机构齿轮机构 各部分各部分协调动作协调动作的结果：的结果： 化学能化学能 机械能机械能 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 机器的共有特征：机器的共有特征： 人造的实物组合体；人造的实物组合体； 各部分有各部分有确定的相对运动确定的相对运动； 代替或减轻人类劳动

6、代替或减轻人类劳动完成有用功完成有用功或或实现能量实现能量 的转换的转换 机器的作用 机器的分类：机器的分类： 原动机原动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机） 种类有限 工作机工作机完成有用功（如机床等）完成有用功（如机床等） 种类繁多 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 工作机的组成：工作机的组成： 原动部分原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机是工作机动力的来源，最常见的是电动机 和内燃机。和内燃机。 工作部分工作部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分传动部分联接原动机和工作部分的中间部分。联接

7、原动机和工作部分的中间部分。 控制部分控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。保证机器的启动、停止和正常协调动作。 其关系如下 机械机械 机器机器 机构机构 原动机原动机 传动传动 工作工作 控制控制 原动机原动机 工作机工作机 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 控制器控制器(控制控制) 电动机电动机(原动原动) 带带(传动传动) 减速器减速器(传动传动) 波轮波轮(工作工作) 分析自动洗衣机的组成：分析自动洗衣机的组成： 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 同理，通过对典型机构进行分析可知： 机构的共有特征：机构的共有特征： 人造的实物组合体；人造的实物组合体； 各部分有确定的相对运动；各

8、部分有确定的相对运动； 用来传递力或实现运动的转换。用来传递力或实现运动的转换。 机构的分类：机构的分类：通用机构通用机构和和专用机构专用机构。 通用机构通用机构-用途广泛，如用途广泛，如齿轮机构齿轮机构、连杆机构连杆机构等。等。 专用机构专用机构-只能用于特定场合，如钟表的只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构擒纵机构。 机器与机构的关系：机器与机构的关系：由两个实例推广到一般 任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律 组合而成的。组合而成的。实际机器的种类有成千上万种，但机构的种类确有限。类似关系：化合物与化学元素 由机器与机构的共有特征可知：由机器与机

9、构的共有特征可知： 机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不 同）同） ，故统称为，故统称为机械机械。人造的组合体、有确定的相对运动 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 课程性质：课程性质： 技术基础课技术基础课 作用作用： 承前启后承前启后 本课程的特点：是本课程的特点：是工程制图、工程材料及机械制造工程制图、工程材料及机械制造 基础、理论力学，材料力学、金工实习基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识等理论知识 和实践技能的综合运用。和实践技能的综合运用。 同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如自动同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如

10、自动 武器原理、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学武器原理、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学 等专业课程打下基础，等专业课程打下基础， 作为一名工程技术人员，同学们在今后的工 作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机 械，因此必须掌握机械方面的基础知识。 通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养同学通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养同学 们初步具备运用手册设计简单机械装备的能力，为们初步具备运用手册设计简单机械装备的能力，为 今后操作、维护、管理、革新武器装备创造条件。今后操作、维护、管理、革新武器装备创造条件。 02 本课程在教学中的地位本课程在教学中的地位 宁夏大学专用 作者： 潘存

11、云教授 机械设计机械设计-规划和设计实现预期功能的新机械或改规划和设计实现预期功能的新机械或改 进原有机械的性能。进原有机械的性能。 基本要求：基本要求：在满足预期功能的前提下，在满足预期功能的前提下，性能好、效性能好、效 率高、成本低、安全可靠、操作方便、维修简单和率高、成本低、安全可靠、操作方便、维修简单和 造型美观。造型美观。 机械设计的内容：机械设计的内容： 1.1.确定确定机械的工作原理，选择合宜的机构；机械的工作原理，选择合宜的机构； 2. 拟定设计方案；拟定设计方案； 3. 进行运动分析和动力分析，计算各构件上的载荷；进行运动分析和动力分析，计算各构件上的载荷； 4. 进行零部件

12、工作能力计算、总体设计和结构设计。进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。 03 机械设计的基本要求和一般过程机械设计的基本要求和一般过程 宁夏大学专用 作者： 潘存云教授 为了实现我国的国防现代化，必然要有大量的机械化、自动化的武器装备于部队，这些武器从何来？恐怕大多 数只能靠我国自力更生解决，这是一项十分艰巨的任务，设计、制造、使用、维护现代化的武器装备，需要大 批的机械方面专业人才。在座的各位都是未来的工程师和部队的主要技术骨干，掌握好本课程的有关知识，将 为你们未来的工作打下一个良好的基础。最后希望我们共同努力，把这门课程教好学好。 3）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动 手手 组装各种机构。组