《机械设计基础》课件-第0章

绪论0.1本课程概述0.2机械概述

0.1本课程概述

0.1.1本课程的性质、研究对象和内容

“机械设计基础”是一门综合性的专业技术基础课，其研究对象和内容分别是：

(1)“静力学”的研究对象为刚体或刚体系统，主要研究刚体在载荷作用下的平衡问题，为设计构件承载能力提供理论依据。

(2)“材料力学”的研究对象为变形固体，主要研究变形固体的强度和刚度问题，为机械零件设计确定合理的材料、截面形状和几何尺寸提供理论基础。

(3)“常用机构”的研究对象为常用的机构，如平面连杆机构、凸轮机构等，主要研究常用机构的组成、工作原理、运动特性以及设计方法。

(4)“常用机械传动”的研究对象为常用的机械传动，如齿轮传动、带传动等，主要研究机械传动的工作原理、结构特点和运动特性以及设计方法。

(5)“通用机械零部件”的研究对象是在各种机器中普遍使用的零部件，如轴、轴承、键等，主要研究机械中通用零部件的工作原理、结构特点、选用和设计方法。0.1.2本课程的任务

通过对本课程的学习，应该达到以下基本要求：

(1)能熟练地运用力系平衡条件求解简单力系的平衡问题。

(2)掌握零部件的受力分析及强度计算方法。

(3)熟悉常用机构、常用机械传动和通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和国家标准，掌握它们的选用和基本设计方法，具备正确分析、使用、维护机械的能力，并初步具备设计简单机械传动装置的能力。

(4)具备与机械设计有关的解题、运算、绘图能力和应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。0.1.3本课程在机械工程中的意义和应用

“机械设计基础”主要研究机械设计中的基本问题，是进行机械设计工作的技术基础，在日常生活和工程实践中都具有极其广泛的应用。0.1.4本课程的学习方法

由于本课程是一门综合性的专业基础课，所以在学习过程中，除了应坚持做好课前预习、认真听课、及时复习、独立完成作业、实验实训等基本学习环节外，还应注意以下几点：

(1)学会综合运用所学知识，能够融会贯通。在实际生产和生活中要勤于观察、善于思考，寻找实例和所学理论进行验证，从而使所学知识得到升华。同时，逐渐学会综合运用所学知识及其他课程知识，解决实际生产和生活中所遇到的简单机械设计问题。

(2)做到理论、技能和实践相结合。本课程是一门实践性比较强的课程，在学习过程中除了要完成课程所安排的实验、设计训练环节外，还要注重理论知识和实践设计、制造环节的结合，正确合理地处理零部件的结构设计和生产工艺性等问题。

(3)学会创新。科学的灵魂在于创新，机械科学的产生与发展本身就是一个创新的过程，只有灵活运用所学知识并结合生产生活实际，勇于创新，才能将所学的知识真正变成改变人类生活、推动社会前进的力量。

0.2机械概述

0.2.1机器、机构和机械

图0-1所示内燃机，是由活塞1、连杆2、曲轴3、齿轮4和5、凸轮6、气门顶杆7、汽缸缸体8等实体组成的。当可燃混合气体在缸体内燃烧推动活塞1时，与之相连的连杆2就会将运动传至曲轴3，从而使曲轴3转动，向外输出运动和动力。内燃机的基本功能就是使可燃混合气体在缸内经过“吸气—压缩—燃烧—排气”这一过程，将燃烧所得的热能转化成机械能。图0-1内燃机又如图0-2所示的颚式碎石机，是由机架1、偏心轴2、活动颚板3、肘板4、带轮5、固定颚板6等组成的。其中，偏心轴2与带轮5固连，电动机通过带传动驱动偏心轴转动，使

活动颚板作平面运动，从而轧碎活动颚板与固定颚板之间的矿石。颚式碎石机就是通过活动颚板的平面运动实现了轧碎矿石的机械功。图0-2颚式碎石机尽管机器的种类繁多，其功能、结构、工作原理也各不相同，但从结构和功能来看，各种机器都具有以下三个特征：

(1)都是人为的各种实物组合；

(2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动；

(3)可代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功或实现能量转换。0.2.2零件和构件

零件是组成机器的最小单元，是机器的制造单元。机器是由若干个不同的零件组装而成的。零件可分为两类，一类是通用零件，是各机器中经常使用的零件，如螺栓、螺母、轴、齿轮等；另一类是专用零件，是仅在特定类型的机器中使用的零件，如活塞、曲轴等。

构件是机构的运动单元。构件可以是单一零件，如内燃机的曲轴，如图0-3所示；也可以是多个零件的刚性组合体，如内燃机的连杆，如图0-4所示。图0-3内燃机的曲轴图0-4内燃机的连杆0.2.3机器的组成和机械的分类

就功能而言，一部完整的机器一般包括四个组成部分：动力部分、传动部分、控制部分和执行部分。动力部分是机器的动力来源，常用的有电动机、内燃机等；传动部分和执行部分是机器的主体，由各种