机械设计基础绪论

1、 任何机器都是由许多零件 组合而成的。 返回 0-1 引引 言言 0-2 机器的组成及其特征机器的组成及其特征 0-3 机械设计的基本要求及一般程序机械设计的基本要求及一般程序 0-4 机械设计基础课程的内容、性质和任务机械设计基础课程的内容、性质和任务 0-1 引引 言言 一、一、机器的发展机器的发展 杠杆斜面汽车 机器人机械手洗衣机缝纫机内燃机 拖拉机起重机 二、掌握机械设计基础知识的必要性二、掌握机械设计基础知识的必要性 研究机器组成原理剖析其结构机器的共同特征 内燃机 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。 是指被 加工的 对象、 被搬运 的重

2、物。 0-2 机器的组成及其特征机器的组成及其特征 一、机器的组成一、机器的组成 破 碎 机 飞机 舰船 汽车 捆抄机 机器的组成 1电动机； 2v带传动； 3蜗杆减速器； 4螺旋传动； 5活动压头； 6压紧纸币。 11机架； 是能量变换的装置，即可将某种形是能量变换的装置，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：械能变换成其他形式的能量。例如： 内燃机、压气机、涡轮机、电动机内燃机、压气机、涡轮机、电动机 和发电机等。和发电机等。 是完成有用的机械功或者是搬运物是完成有用的机械功或者是搬运物 品。例如：轧钢机、织布机、缝纫品

3、。例如：轧钢机、织布机、缝纫 机、汽车、飞机和金属切削加工机机、汽车、飞机和金属切削加工机 床等。床等。 是用来获得和变换信息。例如：机是用来获得和变换信息。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘械式积分仪、计帐机、打字机和绘 图仪。图仪。 机器与其它装置的主要区别是：机器与其它装置的主要区别是：机器一定要作机械机器一定要作机械 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用来传递运动和力或改 机构机构(machanism) 变运动形式的构件系统变运动形式的构件系统 机构和机器的区别：机构和机器的区别： 机构只是一个构件系统，而机

4、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 例：例：内燃机内燃机 连杆机构连杆机构 凸轮机构凸轮机构 齿轮机构齿轮机构 构件分成以下几种构件分成以下几种 机架（固定构件）机架（固定构件） 活动构件活动构件 主动件主动件 从动件从动件 其中，运动规律已知的活动构件称为原动件，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。输出运动或动力的从动件称为输出件。 零件零件: 机器中的制造单元机器中的制造单元 构件构件:机器中的独立运动单元机器中的独立运动单元 1 2 3 4 1-连

5、杆体连杆体 2-螺栓螺栓 3-螺母螺母 4-连杆盖连杆盖 由若干零件组成 的构件连杆 在工程上在工程上 将将机器机器与与机构机构总称为：总称为： 机机 械械 研究对象、内容及概念 机械的组成 ： 从制造角度看 零件 是制造基本单元 通用零件 专用零 件 标准零 件 从运动角度看 构件 是运动基本单元 单一零件 几个 零件 从装配角度看 部件是机器装配单元 零件 构件 概念： 机械、机器、零件、部件、构件、机构 机械零部件 零件：是机械制造中不可拆的最小单元。制造的单 元体。 通用零件：在各类机械中都能用到的零件。如：齿 轮、轴等。 专用零件：只有在特定机械中才能用到零件。如： 曲轴、活塞等。

6、标准零件：有一些零件在尺寸、材料、结构和性能 上已经标准化和系列化。如：螺栓、滚动轴承等。 部件：是完成同一目的而协同工作的零件的组合体。 装配的单元体。 蒸汽机蒸汽机 机械系统 动力系统动力系统 传动系统传动系统 执行系统执行系统 内燃机内燃机 水轮机水轮机 燃气机燃气机 电动机电动机 液动机液动机 气动机气动机 液体动力传递液体动力传递 机械传递机械传递 电力或磁力传递电力或磁力传递 摩擦传动摩擦传动 啮合传动啮合传动 推动传动推动传动 液压传动液压传动 液力传动液力传动 气动传动气动传动 电力拖动电力拖动 电磁离合或制动传动电磁离合或制动传动 按预定运动轨迹运动的机构按预定运动轨迹运动的

7、机构 往复运动机构往复运动机构 回转运动机构回转运动机构 间歇运动机构间歇运动机构 冷却冷却 润滑润滑 计数计数 照明照明 等装等装 置置 操纵控制装置操纵控制装置 机机 械械 系系 统统 组组 成成 J V V X X 丝杠轴承 电机 联轴节 工作台 铣刀 导轨 工件 伺伺 服服 驱驱 动动 计算机计算机 动力源动力源 光栅尺光栅尺 数控机床数控机床 由动力系统、驱动系统、机由动力系统、驱动系统、机 械系统、传感系统和控制系械系统、传感系统和控制系 统五个要素组成。统五个要素组成。 机电一体机电一体 化系统：化系统： 一、设计机械零件的基本要求一、设计机械零件的基本要求 1、满足功能要求，能

8、够准确实现预定的功能；、满足功能要求，能够准确实现预定的功能； 2、工作可靠、工作可靠在预定的工作期限内不能失效；在预定的工作期限内不能失效； 3、成本低廉。、成本低廉。 失效失效丧失工作能力或达不到设计要求的性能，不仅仅指丧失工作能力或达不到设计要求的性能，不仅仅指 破坏。主要有：破坏。主要有： 断裂。如轴、齿轮轮齿发生断裂断裂。如轴、齿轮轮齿发生断裂 表面点蚀。工作表面片状剥落表面点蚀。工作表面片状剥落 塑性变形。零件发生永久性变形塑性变形。零件发生永久性变形 过大弹性变形过大弹性变形 过度磨损过度磨损 过大振动和噪声、过热等过大振动和噪声、过热等 强度问题强度问题 刚度问题刚度问题 耐磨

9、性问题耐磨性问题 0-3 机械设计的基本要求及一般程序机械设计的基本要求及一般程序 工作能力工作能力不失效条件下零件的安全工作限度。不失效条件下零件的安全工作限度。 这个限度通常是以零件承受载荷的大小来表示，这个限度通常是以零件承受载荷的大小来表示， 所以又常称为所以又常称为“承载能力承载能力” 50 kN 吊钩最大起重量吊钩最大起重量50 kN 工作能力或承载能力工作能力或承载能力50 kN 二、承载能力判定条件二、承载能力判定条件 同一零件可能发生各种不同形式的失效同一零件可能发生各种不同形式的失效 F n 轴可能的失效形式：轴可能的失效形式： 断裂、过大弹性变形、塑性变形、共振断裂、过大

10、弹性变形、塑性变形、共振 强度条件：强度条件：工作应力工作应力许用应力许用应力 或或 刚度条件刚度条件： 实际变形量实际变形量许用变形量许用变形量 y y、 、 计划阶段 方案设计 技术设计 技术文件的编制 试制、试验、鉴定、生产 信息反馈、修改信息反馈、修改 0-4 机械设计基础课程的内容、性质和任务机械设计基础课程的内容、性质和任务 一、课程内容一、课程内容 机械机械机器、机构的总称机器、机构的总称 组成机器的基本单元：组成机器的基本单元： 机构机构运动单元运动单元 机械原理；机械原理； 零件零件制造单元制造单元 机械设计。机械设计。 通用零件通用零件 专用零件专用零件 传动件传动件 联接

11、件联接件 支承件支承件 其其 它它 齿轮、蜗杆、带、链齿轮、蜗杆、带、链 螺栓、键、花键螺栓、键、花键 轴、轴承轴、轴承 联轴器、弹簧、机架联轴器、弹簧、机架 水轮机叶片、活塞、曲轴水轮机叶片、活塞、曲轴 本课程重点讨论通用零件的设计。本课程重点讨论通用零件的设计。 滚动轴承部件 滑动轴承部件 二、课程的性质及重要性二、课程的性质及重要性 技术基础课，综合性强技术基础课，综合性强 基础课基础课机械设计基础机械设计基础专业课专业课 机械设计是影响机械产品性能、质量和成本的主要因素机械设计是影响机械产品性能、质量和成本的主要因素。 三、学习要求三、学习要求 1、掌握通用零部件的设计方法和步骤、掌握

12、通用零部件的设计方法和步骤 2、初步具备设计机械传动装置及简单机械的能力；、初步具备设计机械传动装置及简单机械的能力； 3、能在设计中运用各种技术资料（标准、规范、手册）。、能在设计中运用各种技术资料（标准、规范、手册）。 四、学习方法四、学习方法 1、掌握零件设计的共性、掌握零件设计的共性 工作原理、结构、工作原理、结构、 类型、应用场合类型、应用场合 受力分析、受力分析、 失效形式失效形式 设计准则、设计准则、 设计计算设计计算 2、不死记公式，理解并掌握基本概念、不死记公式，理解并掌握基本概念 着眼于分析问题和解决问题能力的培养。着眼于分析问题和解决问题能力的培养。 3、掌握机械设计的特

13、点、掌握机械设计的特点 解的不唯一性和设计过程的反复性。解的不唯一性和设计过程的反复性。 课程安排与要求（怎么学）课程安排与要求（怎么学） 一、课程安排一、课程安排 （讲课、习题讨论课、期中测试、实验） 1、实验：由实验室负责。 2、记录详细笔记 3、平时作业 4、 课堂测试 5、课后练习 6、机械设计基础课程设计：3周。 二、要求二、要求1）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业 量未达到规定者不能参加考试。量未达到规定者不能参加考试。 2 2）上课认真听讲，及时消化，不主张占用较多的课）上课认真听讲，及时消化，不主张占用较多的课 外时间。外时

14、间。 3 3）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动手）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动手 组装各种机构。组装各种机构。 4）课堂纪律 5）良好学风 6）学习方法 四、四、参考书目参考书目 1.机械设计濮良贵 纪名刚主编 高等教育出版社 2 机械设计基础学习指导和考试指导 TH122-42/11 3. 机械设计试题集 TH122-44/11 4. 机械设计要点与解题 TH122-42/9 5. 机械设计基础知识要点及习题解析 TH122-42/7 6. 机械设计试题精选与答题技巧 TH122-44/SN2:2 7.机械设计习题与解题分析 TH122-44/SN1 飞机 舰船 二、承载能力判定条件二、承载能力判定条件 同一零件可能发生各种不同形式的失效同一零件可能发生各种不同形式的失效 F n 轴可能的失效形式：轴可能的失效形式： 断裂、过大弹性变形、塑性变形、共振断裂、过大弹性变形、塑性变形、共振 强度条件：强度条件：工作应力工作应力许用应力许用应力 或或 刚度条件刚度条件： 实际变形量实际变形量许用变形量许用变形量 y y、 、 课程安排与要求（怎么学）课程安排与要求（怎么学） 一、课程安排一、课程安排 （讲课、习题讨论课、期中测试、实验） 1、实验：由实验室负责。 2、记录详细笔记 3、平时作业 4、 课堂测试 5、课后练习 6、机械设计