机械设计 唐林

机械设计唐林第1页/共55页2章节目录1.1机械设计与现代科技产品1.2课程研究对象及内容1.3机械设计的基本要求和一般程序第2页/共55页3章节学习要求机器机构构件零件通用零件专用零件弄清概念第3页/共55页41.1机械设计与现代科技产品已有的或即将见睹应用的微型机械研究成果有：

210µm×100µm的滑块直径为60µm的静电电机由原子直接排列而成的纳米齿轮供情报收集的微型机械飞行虫微型人造卫星在人的血管中爬行的机器人进行眼科手术的微型机械手第4页/共55页5纳米齿轮第5页/共55页6微型机械飞行虫机械蝇蚊子机器人微型飞行器第6页/共55页7人造卫星第7页/共55页8六足微型机器人第8页/共55页9在人体动脉内游动的微型机器人第9页/共55页10脊椎手术机器人第10页/共55页11太空医生第11页/共55页121.1机械设计与现代科技产品仿生机构研究研究人的肢体(手指、手腕、手臂和腿关节等)，研制出各种类型多自由度的机械假肢；研制仿生机器人探测管道故障；研制鱼游机构解决深水探测问题；研制各种类型的两足、四足、六足步行机，完成各种地形甚至是其他星球表面的探测任务。第12页/共55页13肌电假臂肌电假指第13页/共55页14仿生手指及手臂第14页/共55页15机械假肢第15页/共55页16吹笛机器人演奏竖琴的机器人第16页/共55页17蛇形机器人第17页/共55页18蛇形机器人第18页/共55页19蚂蚁形机器人第19页/共55页20机器金枪鱼第20页/共55页21鱼形机器人第21页/共55页22鱼形机器人第22页/共55页23双足机器人第23页/共55页24双足步行机第24页/共55页25升降式步行机第25页/共55页26四足步行机第26页/共55页27五足步行机第27页/共55页28六足步行机器人第28页/共55页291.2

课程研究对象及内容机器种类有：

内燃机汽车机床缝纫机包装机

……组成、功用、性能和运动特征各不相同

机械设计研究机器设计的共性理论，必须对机器进行概括和抽象。第29页/共55页301.2

课程研究对象及内容机器

执行机械运动的装置原动机工作机机构

传递运动和力的构件系统

构件

机构中的运动单元(如:曲轴、连杆)零件

组成构件的元件，制造单元通用零件—具有同一功用和性能专用零件—用于特定机械上的零件1机械的组成第30页/共55页31内燃机组成汽缸体排气阀活塞进气阀顶杆凸轮齿轮连杆曲轴第31页/共55页32内燃机组成部分曲柄滑块机构(活塞、连杆、曲轴)第32页/共55页33内燃机组成进气、排气机构(凸轮、顶杆)第33页/共55页34内燃机组成齿轮机构第34页/共55页35内燃机进气第35页/共55页36压缩燃气第36页/共55页37燃气燃烧膨胀第37页/共55页38内燃机排气第38页/共55页39内燃机燃气的热能→曲轴转动的机械能第39页/共55页40洗衣机电动机的电能→波轮转动的机械能控制器电动机带传动(带轮、带)减速器波轮第40页/共55页41蛋糕切片机电动机的电能→切片刀具的机械能第41页/共55页42玩具鸡电动机的电能→小鸡跳跃的机械能第42页/共55页43乌龟爬行电动机的电能→乌龟爬行的机械能第43页/共55页44机械具有特征1许多实物(机件)的组合体2各组成部分(实物)间有确定的相对运动（内燃机，爬行乌龟）3工作时能够转换机械能，或做有效的机械功第44页/共55页45原动机将非机械能转变为机械能

电动机

发电机

内燃机

第45页/共55页46工作机改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。汽车起重机机床第46页/共55页47构件曲轴连杆第47页/共55页48连杆连杆体连杆盖螺栓螺母轴瓦第48页/共55页491.2

课程研究对象及内容2研究对象和内容常用机构和通用零件的工作原理结构特点基本设计理论和计算方法

标准零件的选用原则和计算方法第49页/共55页501.3

机械设计的基本要求和一般步骤1基本要求1.1运动和动力性能要求根据运动、载荷要求，确定机械的工作原理执行机构传动方案第50页/共55页511.2工作可靠性要求

强度载荷作用下零件抵抗断裂或塑性变形的能力

刚度载荷作用下零件抵抗弹性变形的能力

耐磨性载荷作用下两个相对运动零件接触面的抗磨损能力1.3

机械设计的基本要求和一般步骤第51页/共55页52耐热性零件抗氧化、抗热变形和抗蠕变的能力避免共振防止零件自振频率接近外界干扰频率1.3

机械设计的基本要求和一般步骤第52页/共55页531.3

机械设计的基本要求和一般步骤1.3经济性要求

正确选择零件材料

合理确定零件尺寸

尽量采用标准化零件1.4操作安全、方便1.5