第1章机械设计绪论

《机械设计基础》绪论平面机构的结构分析平面连杆机构凸轮机构间歇运动机构螺纹联接与螺旋传动带传动链传动齿轮传动蜗杆传动齿轮系轴和轴毂联接轴承

目

录§1机械的组成及特征§2本课程的内容、性质和任务§3机械设计的基本要求及过程§4机械零件设计的基本要求及方法绪论导言早年的杠杆、滑轮，近代的汽车、轮船，到现代的机器人、航天器，机械不断更新换代，发展日新月异，在生产力发展中一直扮演着重要角色。不论传统产业还是新兴产业，其进步与发展都离不开机械技术的支持。机械是国民经济发展的基础技术，是衡量国家经济实力和科技水平的重要标志。

机械设计是一种创造性思维活动。按照设计目标，进行分析、计算、决策，并通过文字、数据、图形等信息形成机械产品的设计方案。

素质教育是现代教育的目标，创新能力是素质教育的核心。机械科学博大精深，应扎实掌握基本原理、技能和方法，要努力培养机械设计创新能力。

1机械的组成及特征两个机器实例：1.内燃机功用：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器

组成：见右图气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮9点击上图观看动画1机械的组成及特征

活塞下行，进气阀打开，燃气被吸入汽缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动

活塞上行，排气阀打开，排出废气工作过程：点击上图观看动画1机械的组成及特征2.颚式破碎机功用：压碎物料组成：见右图大带轮4电动机1V带3小带轮2轴板7定颚板8动颚板6偏心轴5点击上图观看动画1机械的组成及特征电动机带传动偏心轴转动

动颚板摆动，与定颚板一起压碎物料工作过程：点击上图观看动画1机械的组成及特征

机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。如半自动钻床——实现确定的机械运动，又作有用的机械功内燃机——转换能量

机械手——传递物料照相机——传递信息

机构：仅能传递或转换运动。如齿轮机构——传递运动凸轮机构——转换运动

机械：是机器和机构的总称。

1机械的组成及特征

构件：组成机械的各个相对运动的实物。

零件：机械中不可拆的制造单元体。

单一零件——曲轴多个零件的刚性组合——连杆构件是机械中运动的单元体，零件是机械中制造的单元体。1机械的组成及特征通用零件：专用零件：

例如：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动；轴、联轴器、离合器、滚动轴承、滑动轴承、螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。

例如：叶片、犁铧、枪栓等。零件可分为两类：部件：若干个零件的装配体2课程的内容、性质和任务一、内容阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。

介绍机械系统的设计思路和设计方法。二、性质本课程是一门技术基础课。旨在培养工程技术人员从事机械设计所需的基本知识、理论和技能，使之具备分析、设计、运行和维护机械设备和机械零件的能力，为今后解决生产实际问题及学习有关新的科学技术打下基础

本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量、算法语言等课程的知识，去解决常用机构通用零部件的设计问题。涉及的知识面广，实践性强，侧重于工程实际。

三、任务使学生了解常用机构及通用零、部件的工作原理、类型、特点及应用等基本知识。

使学生掌握常用机构的基本理论及设计方法，掌握通用零、部件的失效形式、设计准则与设计方法。使学生具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本技能。

2课程的内容、性质和任务

本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点，应注意几个特点：

1.本课程将多门先修课程的基本理论应用到实际中去。

2.本课程的各部分内都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。

3.常采用很多经验公式、参数以及简化计算（条件性计算）。

4.计算步骤和计算结果不像基础课那样具有唯一性。

5.逐步培养把理论计算与结构设计、工艺等结合起来解决设计问题的能力。四、学习方法2课程的内容、性质和任务3机械设计的基本要求

机械设计包括以下两种设计:应用新技术、新方法开发创造新机械；在原有机械的基础上重新设计或进行局部改造。1设计机械零件的基本要求工作可靠并且成本低廉;零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言称为承载能力。失效:指零件由于某些原因不能正常工作。设计机械零件要注意以下几点：（1）合理选择材料，降低材料费用；（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；

（3）尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。3机械设计的基本要求

机械设计的过程通常可分为以下几个阶段：（1）产品规划（2）方案设计（3）技术设计（4）制造及试验产品规划的主要工作是提出设计任务和明确设计要求。

由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。设计结果以工程图及计算书的形式表达出来。

经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。3机械设计的基本要求

4机械零件的设计设计机械零件的一般步骤如下：

（1）根据机器的具体运转情况和简化的计算方案确定零件的载荷。

（2）根据零件工作情况的分析，判定零件的失效形式，从而确定其计算准则。

（3）进行主要参数选择，选定材料，根据计算准则