机械设计基础

机械原理主讲人：方芳机械原理课程说明:1．成绩评定平时：20%（考勤、作业成绩、课堂提问）实验：10%期末考试：70%；2．作业要求3．考勤总学时：58时学分：3分2参考书:《机械原理》，王知行、刘廷荣主编，高等教育出版社，2000年2月《机械原理教程》，申永胜主编，清华大学出版社，1999年8月《机械原理辅导与习题全解》，郭维林主编，中国水利水电出版社，2009年1月《机械原理学习指南》，陈作模主编，高等教育出版社，2008年5月《机械原理常见题型解析及模拟题》，葛文杰主编，西工大出版社，1999年6月3第一章绪论重点：本课程研究的对象和研究的内容难点：掌握本课程的特点，灵活应用学习方法4第一章绪论§1-1本课程研究的对象及内容§1-2学习本课程的目的§1-3本课程的特点及学习时注意的几个问题学什么?为什么学？如何学?5§1-1本课程研究的对象及内容一、研究对象机械机器：是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。机构：是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。1、机器

6内燃机7六自由度关节式工业机器人控制系统示教板操作机8焊接机器人9仿生智能机械10蒸汽机车内燃机车电力机车机车11汽车12船舶13飞机14为了说明机器究竟具有哪些特征？它又是怎样组成的呢？先来看两个典型的实例：1）内燃机

(图1-1)：把燃气燃烧时产生的热能转化为机械能。内燃机65438712910汽缸体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、10组成：15工作原理：1.活塞下行，进气阀开启，混合气体进入汽缸；2.活塞上行，进气阀关闭，混合气体被压缩，在顶部点火燃烧；3.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。内燃机的工作过程：内燃机65438712910进气压缩爆炸排气16内燃机各部分的作用：活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动——曲柄滑块机构凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀——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作——齿轮机构

内燃机172）牛头刨床(如图)：由电动机1、小齿轮2、与大齿轮固定在一起的曲柄3、滑块4和6、导杆5、刨头7、工作台8、丝杠9、床身10等组成。电能机械能。18工作原理：

电动机皮带、齿轮传动曲柄3(回转)工作台8(横向移动)导杆5(往复摆动)刨头7(往复直线移动)通过其他辅助部分带动丝杠9(间歇回转)刨削动作

产生实现工件的进给动作19机器具有以下几个共同的特征：

①多种实物的组合体；②各实物之间具有确定的相对运动；③能完成有用的机械功或转换机械能，可用来代替或减轻人类的劳动；∴机器是根据某种使用要求而设计的一种人为实物组合的执行机械运动的装置，其作用是变换或传递能量、物料、信息，以代替或减轻人类的劳动。传统机器④具有自我调节、自我控制的能力。如机器人、机械手。20机器的组成：一台发展完善的现代化机器由四部分组成：即：原动机、传动机构、执行机构和控制系统。(1)原动机：为机器运转提供动力，常用的原动机有电动机、内燃机、液压机、气动机等。电动机可以把电能转化成机械能；内燃机可把燃料燃烧的化学能转换成机械能。齿轮减速器多缸内燃机21(2)传动机构：按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。(3)执行机构：它是一部机器中最接近作业工作端的机构，它通过执行构件与被作业件相接触，以完成作业任务。起重机挖掘机22(4)控制系统：用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由各种计算机和控制器组成。原动机传动机构执行机构控制系统各组成部分关系:传统的机器：现代机器：232、机构

常用的机构有：

（1）齿轮机构(Gear

mechanism)

机件形状特点：具有轮齿；运动特点：把高速转动变为低速转动或反之。齿轮机构24（2）凸轮机构(Cammechanism)

主要机件：具有特定轮廓曲线的凸轮；

运动特点：从动件(推杆)按指定的运动规律作周期性的往复移动或摆动。（3）连杆机构(Linkagemechanism)

机件基本形状：杆状或块状；

运动特点：能实现转动、摆动、移动等运动形式的相互转换。

连杆机构凸轮机构254）间歇运动(intermittentmotion)机构:5）带、链传动(belt、chaindrive)机构：6）螺旋机构(Screwmechanism)

：间歇机构三角带传动链传动螺旋机构26∴机构是一个具有相对机械运动的构件系统，用来传递与变换运动和动力的可动装置。它是机器的重要组成部分。机构具有机器的前两个特征。机器和机构从结构和运动的观点来看，两者之间并无区别。因此，人们常用“机械”一词来作为它们的总称。因为各种机器是由不同的机构组合而成的，而机构的类型是有限的，所以本课程的主要研究对象是机构。271、机构的结构分析2、机构的运动分析3、机器动力学问题包括5个方面1)分析受力、作功、效率；3)研究调速和平衡问题。2)研究真实运动；二、研究内容4)常用机构的分析和设计：5)机构的选型及机械传动系统的设计。28从所研究内容的性质来看，可归纳为两个方面：2）机械的设计(综合)1）机械的分析29§1-2本课程的地位、任务及学习本课程的目的一、地位

《机械原理》如同机械制图、电工学一样，是机械类各专业一门重要的主干技术基础课。它既不同与基础课，它比物理、理论力学等基础课更加接近工程实际；又不同于专业课，机械类的专业课研究的是各种各样的具体机械的特殊问题，而《机械原理》研究的是各种机械的一些共性问题及常用的一些机构。二、任务

掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有确定机械运动方案、分析机构和设计机构的能力。三、目的

为学习后续课程和掌握专业知识大好基础为毕业设计提供机械设计知识为今后工作提供有关机械设备管理、设计的知识30§1-3本课程的特点及学习时应注意的几个问题

掌握本课程的特点

注重理论联系实际

逐步建立工程观点

认真对待每个教学环节31掌握本课程的特点技术基础课是基础理论与工程实际的结合要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料及机械制造基础等先修课程的知识

具有一定的理论系统性及逻辑性和较强的工程实践性∴应注意掌握基本的概念、原理及机构的分析与综合的方法。32注重理论联系实际本课程着重研究一般机械的共性问题要注意理论和方法在理论上建立和推演的严密性和逻辑性要注意理论和方法如何应用到工程实际中要留意日常生活和生产中遇到的各种机械，以丰富自己的感性认识要用所学到的理论和方法认识分析所遇到的机械，以加深理解，使理论和实践相互促进。33初步建立工程观点正确理解名词含义重视公式的应用掌握不同方法其基本原理和作法。具有分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。34认真对待教学的