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1、,.,1,机械设计基础概论,0,1 机械设计基础的研究对象和基本概念,本课程的内容、任务和学习方法机械设计和机械零件设计的基本要求现代机械设计设计方法简介,0,2,0,3,04,.,2,.,3,提水辘轳,.,4,纺车,.,5,地动仪,.,6,卷笔刀,.,7,全自动洗衣机,.,8,数控机床,.,9,机械手动画,机械手,.,10,“神舟五号”发射时的情景。发射塔、运载火箭都是庞大的机器。,.,11,和谐号,和谐号动车组是我国铁路全面实施自主创新战略取得的重大成果，标志着我国铁路客运装备的技术水平达到了世界先进水平，中国也由此成为世界上少数几个能够自主研制时速380公里动车组的国家。,.,12,大型
2、强子对撞机（粒子加速器） 可以模拟宇宙爆炸 ，温度超太阳中心100万倍，用来寻找反物质、粒子、夸克胶子等离子体等。,大型强子对撞机中的质子对撞是引导两束质子流对撞,.,13,天梯计划,在地球与外太空之间创造物理运输通道,.,14,机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。 也就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置。 如汽车、飞机、洗衣机、冰箱、空调、缝纫机、自行车、打印机 等。筷子、扫把是不是机械？,.,15,机器由各种金属和非金属零部件组装成的装置，消耗 能源，可以运转、做功。它是用来代替人的劳动、 进行能量变换、以及产生有用功。从广义上来说，机器是一种复杂机械。机器执行机械运动
3、的装置，用来变换或传递 能量、物料或信息。（国标定义）,机械：机器和机构的总称,.,16,大带轮4,电动机1,偏心轴5动颚板6定颚板8,V带3,小带轮2,肘板7,.,17,进气阀3,排气阀4气缸体1,顶杆8活塞2,连杆5,曲轴6,凸轮7,齿轮9,.,18,典型机器的分析：,1.内燃机,组成：,汽缸体,活塞,进气阀,排气阀,连杆,曲轴,凸轮7,顶杆8,齿轮,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，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。,循环运动的结果，使曲轴输出连续
4、的旋转运动,.,19,设计：潘存云,进气,压缩,爆炸,排气,内燃机的工作过程：,活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动，该组合体称为：,内燃机各部分的作用：,曲柄滑块机构,凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：,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，称为：,齿轮机构,各部分协调动作的结果：,.,20,机器的共有特征：,人造的实物组合体；,各部分有确定的相对运动；,代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量 的转换 机器的作用,机器的分类：,原动机实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）种类有限,工作机完成有用功（如机床等） 种类繁多,.,21,工作机的组成：,原动部分是
5、工作机动力的来源，最常见的是电动机 和内燃机。,工作部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。,传动部分联接原动机和工作部分的中间部分。,控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。 其关系如下,原动机,传动,工作,控制,.,22,控制器(控制),电动机(原动),带(传动),减速器(传动),波轮(工作),分析自动洗衣机的组成：,.,23,2,、机构,定义,机构：变换或传递运动和力的可动装置。,特征,（,1）人为的实物组合。2）各实物间具有确定的相对运动。,.,24,3,、机器与机构的区别,机构,机器,能量转换或完成有用的机械功,传递运动和动力或改变运动形式,.,25,引入机构的目的：研究机器运动
6、，机构是“机器中的运动部分”，是机器的运 动模型，表达机器的运动本质机器五花八门，但机构类型数目有限,.,26,常用机构：,连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、带传动、链传动、间 隙运动机构（棘轮机构、槽轮机构）等,连杆机构,凸轮机构,齿轮机构,.,27,带传动,链传动,.,28,单缸柴油机,一台机器可以含有多个机构,卷线机构,机械设计基础,机器与机构的关系,.,29,连杆机构,破碎机,功用不同机器具有相同的机构机器与机构，都能传递运动和力，实现确定的机械运动。,从运动观点看，二者无区别，所以统称为机械,搅拌机,机器与机构的关系,雷达天线俯仰机构,.,30,1,、零件：机械中不可拆的制造单元。机器都
7、是由许多零件组合而成的。,.,31,（,1）专用零件：只在特定类型机器中使用的零件,如：曲轴、犁铧、螺旋桨。,曲轴,.,32,曲轴,活塞,叶片,连杆,.,33,（,2）通用零件：各种机器中普遍使用的零件,.,34,标准件：标准化零件或部件，如轴承、螺钉、螺母、键、销等,.,35,2,、构件：组成机械的各个相对运动的单元。,.,36,部件：为完成某一工作而形成的零件组合体如轴承、离合器、联轴器、减速器等,牙嵌离合器,减速器,.,37,辅助装置传动装置,动力装置,执行装置,操纵控制装置,.,38,汽车组成,.,39,课程性质： 技术基础课,作用： 承前启后,本课程的特点：是工程制图、工程材料及机械
8、制造基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识和实践技能的综合运用。,同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如自动武器原理、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学等专业课程打下基础。,作为一名工程技术人员，同学们在今后的工作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机械，因此必须掌握机械方面的基础知识。,通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养同学们初步具备运用手册设计简单机械装备的能力，为今后操作、维护、管理、革新武器装备创造条件。,本课程在教学中的地位,.,40,机械设计的基本要求和一般程序,机器设计的基本要求,机器设计的一般程序,机械运动系统方案设计的要求机械运动系统方案设计的一般程序机械零件设计
9、的基本要求机械零件的一般程序,.,41,机器设计的基本要求,功能、可靠性、经济性、操作方便和安全、其他要求,按要求的运动和所受载荷确定机械的工作原理，选择或设计适当的机构和传动方案,功能要求基本的出发点,可靠性要求必备条件在使用条件下和规定的寿命内，机械产品完成设计功能的能力,措施：尽量减少零部件数目，冗余设计技术，运行状态监测系统等,经济性要求,成本低、耗能少，便于加工、装卸和维护，以最少的费用制造符,合要求的产品,.,42,提高经济性的措施：,采用先进的设计方法和设计手段，缩短设计周期，降低设计成本,采用标准化、系列化、通用化的零部件,采用新技术、新工艺、新材料、新结构,改善零部件的结构工
10、艺性，易于加工、装配、维护、节省材料采用合理的润滑方式和密封装置，延长机器的使用寿命提高运动副和传动系统的效率，降低能源消耗,提高机器的自动化水平，以便使机器的生产率提高,.,43,机器设计的基本要求,操作方便和安全要求,操作方便是指：机器操作时方便、省力、舒适，应使脑力和体力,消耗最低安全性是指：在规定的使用条件下，具有安全运行的能力,其他要求,如：产品人性化设计，包括外形、色彩等，并且符合环保、劳动保护法等,航天航空机械，要求重量轻、耐高温。大型流动机械，要求便于拆卸、安装和运输。食品纺织机械，要求不污染产品、保持清洁。,.,44,机器设计的一般程序,注：四个阶段不是简单串联顺序的，是反复
11、修改，交叉进行的,.,45,机械运动系统方案的基本要求和一般程序,基本要求：,机构的运动特性（运动学和动力学特性）满足使用要求或功能要求,机构简洁、运动可靠,一般程序：,确定机械运动系统的技术原理，选取最佳的原理方案,确定机构的组成,机构尺寸综合,设计文件编写（机构运动简图和计算说明书等）,.,46,机械零件的基本要求：,机械零件的工作能力（强度、刚性、耐磨性、振动稳定性、可靠性等），确定主要尺寸或参数,机械零件的结构工艺性（加工、装卸、维修），确定其他形状尺寸,机械零件的标准化、系列化、通用化要求机械零件的经济性要求,.,47,机械零件的一般程序：,初步确定零件的结构形式或选择零件的类型,计算作用在零件上的载荷,选择零件材料及其热处理方式零件的工作能力（如强度、刚度、振动稳定性等）设计零件结构设计,校核计算,绘制零件工作图、编写设计计算说明书,.,48,机械设计-规划和设计实现预期功能的新机械或改 进原有机械的性能。,基本要求：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、维修简单和造型美观。,机械设计的内容：,1.确定机械的工作原理，选择合宜的机构；,2. 拟定设计方案；,3. 进行运动分析和动力分析，计算各构件上的载荷；,4. 进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。,03 机械设计的基本要求和一般过程,.,49,谢谢,.,50,
