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1、机械设计基础,绪论,机械设备 生产设备 生产的机械化和自动化培养机械工程技术人员,捆抄机,第一章概,1.1 机械的组成及本课程研究对象1电动机；2v带传动；3蜗杆减速器；4螺旋传动；5活动压头；6压紧纸币。,1电动机；2联轴器；3蜗杆；4蜗轮；5、6齿轮；7、9连杆；8摇杆；10推块；11机架；,加热炉工件运送机,原动机,传动装置,工作机,控制装置,机械的组成,内燃机,减速器,主要概念,机械、机器、零件、部件、构件、机构,机械零部件,定义：机械零件是机械制造中不可拆的 最小单元。机械部件是完成同一目的而协同工作的零件的组合体。通用零部件：在各类机械中都能用到的零部件。专用零部件：只有在特定机械
2、中才能用到零部件。,机械零件,机械部件,滚动轴承部件,滑动轴承部件,通用零部件,专用零部件,构件与机构,构件：机械中每一个独立的运动单元体称为构件。机构：具有确定相对运动的构件组合体称为机构。,常用构件,常用机构（1）,平面连杆机构,齿轮传动机构,常用机构（2）,凸轮机构,平面四杆机构,机器与机械,机器：具有特定运动，并能够作功或实现能量转换功能的构件组合体。机器的三个特征:(1)人为的实体组合(2)确定的相对运动(3)变换和传递能量机械：机器和机构的总称。,常用机器实例,抽油机,机器与机构区别,机器：具有传递运动和动力的作用。机构：是构件的运动的组合体，只用来传递运动。从结构和运动学的角度分
3、析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和机构统称为机械。,零件与构件的区别：,零件是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。各种机器经常用到的零件称为通用零件。特定的机器中用到的零件称为专用零件。构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。,本课程研究对象及主要内容,研究对象：常用机构和一般机械通用零部件。主要内容：机械中常用机构的组成、运动分析、动力分析。一般工作条件和常用参数范围内的通用零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论
4、、设计计算方法。,课程性质和学习目的,课程性质：设计性的技术基础课。学习目的：树立设计思想、掌握设计理论方法、了解设计一般规律、培养设计能力、学会运用已有技术资料、掌握实验知识和技能。,三、机械设计的基本要求及一般过程一般过程,机械设计的基本要求：,机械设计的目的是为了满足社会生产和生活需求，机械设计的任务是应用新技术、新工艺、新方法开发适应社会需求的各种新的机械产品，以及对原有机械进行改造，从而改变或提高原有机械的性能，任何机械产品都始于设计，设计质量的高低直接关系到产品的功能和质量，关系到产品的成本和价格,机械设计在产品开发中起着非常关键的作用。为此，要在设计中合理确定机械系统功能，增强可
5、靠性，提高经济性，确保安全性。机械产品设计应满足以下几方面的基本要求。,实现预定功能设计的机器应能实现预定功能，并在规定的工作条件下、规定的工作期限内能正常运转。为此，必须正确选择机器的工作原理、机构的类型和机械传动方案，合理设计零件，满足强度、刚度、耐磨性等方面的要求。,2.满足可靠性要求机械产品的可靠性是由组成机械的零、部件的可靠性保证的。只有零、部件的可靠性高，才能使系统的可靠性高。机械系统的零、部件越多，其可靠度越低。为此，要尽量减少机械系统的零件数目，并对系统可靠性有关键影响的零件，必须保证其必要的可靠性。,3.符合经济合理性要求 设计的机械产品应先进、功能强、生产效率高、成本低、使
6、用维护方便、在产品寿命周期内用最低的成本实现产品的预定4.确保安全性要求要能保证操作者的安全和机械设备的安全，以及保证设备对周围环境无危害，要设置过载保护安全互锁等装置。功能。,5.推行标准化要求设计的机械产品规格、参数符合国家标准，零部件应最大限度的与同类产品互换通用，产品应成系列发展，推行标准化、系列化、通用化，提高标准化程度和水平。6.体现工艺造型美观要求重视产品的工艺造型设计，不仅要功能强、价格低，而且外型美观、实用，使产品在市场上富有竞争力,机械设计的一般过程,机械设计是一项创造性工作，需要考虑的因素较多，解答的方案也不止一个，下面用框图简要介绍机械产品设计的一般过程。,产品规划,技
7、术设计阶,方案设计阶段,施工、设计、文件编制,机械零件设计的一般方法通用机械零件设计的一般方法可概括为：.根据零件的功能及使用要求，选择零件类型并拟定计算简图；.分析零件的受力状况，考虑各种因素对载荷的影响，确定计算载荷；.根据零件的工作条件，合理选择材料及热处理方法，并确定许用应力；,机械零件设计的一般方法通用机械零件设计的一般方法可概括为：.分析零件可能的失效形式，确定设计准则，确定零件的基本尺寸；.确定零件的主要参数和几何尺寸，确定零件结构；.绘制零件工作图，拟定技术要求。,机械零件的材料选用,选择材料时所需研究的考虑的因素是多方面的，如强度、刚度、耐磨、耐腐蚀性、加工工艺性等等 机械零
8、件常用的材料种类1金属材料 铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁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,机械零件的材料选用,1金属材料 碳钢与合金钢应用最广泛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。,机械零件的材料选用,2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3、复合材料,机械零件的使用条件及要求,1.使用条件：1）承受交变载荷，冲击载荷时，选择抗疲劳强度高的材料。2）承受的载荷大且尺寸小时，选择强度高的材料如合金钢或碳钢经调质热处理。3）有耐磨性要求时，选择减摩性、耐磨性好的材料，如合金钢或碳钢经表面热处理。4）有重量轻要求时，选择铝合金或工程塑料。,2.工艺要求1）零件尺寸大或结构复杂的承载件，易选用铸钢件或焊接件。2）有定位配合精度要求的传动件，易用切削性能好的优质碳素钢或合金钢。,
