《机械设计基础 第4版》 课件 第1章 绪论

第1章绪论教学要求、重点与难点1.1本课程研究的对象和内容1.2机械设计的基本要求和一般程序1.3机械零件的常用材料及选择1.4机械零件的计算准则及一般设计步骤1.5机械零件的结构工艺性及标准化小结作业教学要求、重点与难点一、教学要求了解本课程的性质、目的、任务；了解本课程的主要学习内容、学习要求、学习方法。

二、教学重点与难点重点：本课程的性质、目的、任务。

难点：机器、机构、构件、零件的概念。

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1.1本课程研究的对象和内容一、研究对象：机械1、机器

机器是根据某种使用要求而设计的机械系统，可以完成有益的机械功(如改变工作物的外形及空间位置等)或转化机械能。例：内燃机图1-1。内燃机的三维动画显示。

机器的特征：

1）都是许多人为实物的组合；

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。

机器：一种用来转换或传递能量、物料和信息的、能执行机械运动的装置。机器的组成：动力部分、执行部分、传动部分、控制系统等。例：汽车

洗衣机2、机构

机构：能实现预期的机械运动的各实物的组合体。即：1）人为实物的组合体；

2)各实物间有确定的相对运动。常用机构：连杆机构

凸轮机构

齿轮机构3、构件、零件构件是运动的单元，是由一个或几个零件组装而成的。图1-3

零件是制造的基本单元。零件又分：

通用零件标准件专用零件非标准件

二、研究的内容和性质1、内容常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、设计理论与方法。2、性质本课程是一门技术基础课。3、课程的任务

1）树立正确的设计思想。2）掌握常用机构和通用机械零部件的设计原理、方法和一般规律。3）掌握一定的设计技能（查阅资料，运用标准、规范)。4）了解机械设计的最新动态。返回章目录1.2

机械设计的基本要求和一般程序一、基本要求：物美：功能性要求价廉：经济性要求二、机械设计的一般过程

市场调研可行性研究原理方案设计技术设计试制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图、零件图、技术文件样机评价改进考核工艺性，收集用户意见产品销售返回章目录1.3机械零件的常用材料及选择一、机械零件的常用材料

1、钢和铸铁（黑色金属）

铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差。碳钢与合金钢——应用最广泛。2、有色金属a)铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近。b)铜合金——黄铜：Cu与Zn合金；青铜：Cu与Sn的合金；无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。铸铁——灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。

3、非金属材料塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体。陶瓷——电热性好，硬度高橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件。4、复合材料二、机械零件材料选用的原则

1、零件的工作情况；2、结构和加工工艺性；3、材料的经济性；4、材料供应情况。返回章目录1.4机械零件的计算准则及一般设计步骤一、机械零件的失效形式

失效——零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能。失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、噪声失效、精度失效、可靠性失效。二、机械零件的计算准则

计算准则——以防止产生各种可能失效为目的，而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则。1、强度准则

2、刚度准则

零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。

零件在载荷作用下抵抗破坏的能力。

y——可以是挠度、偏转角或扭转角。

3、寿命准则

有腐蚀、磨损和疲劳寿命。

4、振动稳定性准则

寿命：正常工作的时间。三、机械零件设计的一般步骤1）根据零件的使用要求（如功率、转速等），选择零件的类型和结构形式。2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。3）根据零件的工作条件，选择合适的材料及热处理方法。4）分析零件的主要失效形式，选择相应的计算准则，计算零件的基本尺寸。5）按结构工艺性及标准化要求，进行零件的结构设计。6）必要时进行详细的校核计算。7）绘制零件工作图，并写出计算说明书。返回章目录1.5机械零件的结构工艺性及标准化一、机械零件的结构工艺性

的基本要求1．选择合理的毛坯；

2．结构简单、便于加工；3．便于装拆和维修。二、机械零件设计中的标准化

标准化:指对零件的类型、规格、性能指标、检验方法、设计方法、制图要求等制定的标准并加以实施。标准化含义：标准化、尺寸规格的系列化和通用化。标准按层次分为：国家标准（GB）、行业标准（JB、YB）和企业（公司）标准（QB）；按使用的强制性程度分为：必须执行的（GB）和推荐使用的（GB/T）。返回章目录本章小结1.本课程研究的对象是：机械。2.机械零件材料选用的原则：安全、合理、经济。3.机械零件的设计计算准则

：强度准则；刚度准则；寿命准则；稳定性准则。4.机械零件设计的一般步骤：根据零件的使用要求，选择零件的类型；计算作用在零件上的载荷；选择合适的材料及热处理方法；分析零件的主要失效形式，计算零件的基本尺寸；按结构工艺性要求，进行零件的结构设计；绘制零件工作图。返回章目录作业1-2构件和零件的区别是什么？1-4机械零件的主要计算准则有哪些？返回章目录P9内燃机汽车洗衣机连杆机构空间运动副低副齿轮机构连杆平面凸轮机构空间机构压力机四杆机构飞机焊接机器人主要研究：焊接机器人（把弧焊与点焊机器人作为负载不同的一个系