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1、第一章 机械设计概论,11 机械的组成 12 本课程的内容、性质和任务 13 机械设计的基本要求 14 机械设计的一般过程 15 机械零件的工作能力和计算准则 16 机械设计中常用的材料及选用原则,自用盘编号JJ321002,11 机械的组成,机器实例：,1.内燃机,功用：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器,组成：见右图,气缸体1,活塞2,进气阀3,排气阀4,连杆5,曲轴6,凸轮7,顶杆8,齿轮9,自用盘编号JJ321002,活塞下行，进气阀打开，燃气被 吸入汽缸,工作过程：,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,2.颚式破碎机,功用： 压碎物料,组成：见右图,大带轮4,电动
2、机1,V带3,小带轮2,轴板7,定颚板8,动颚板6,偏心轴5,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,颚式破碎机,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,牛头刨 床,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,古代水碓,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,照相机,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,凸轮机构,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,齿轮机构,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,机械手,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,棘轮机构,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,(1) 动力系统,提供动力、实施能量转换,如
3、：水轮机,电动机,机械能,水能(自然界能源),电能(二次能源),(2) 传动系统,将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置,功能：,减速,变速,传递动力,改变运动规律,(3) 执行系统,直接完成预定任务的装置,(4) 操纵及控制系统,使各部分协调动作,(5) 辅助装置,如冷却、润滑、记数、照明,机械能,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,机器：既能实现确定的机械运动，又能完成有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。如,车床实现确定的机械运动，又作有用的机械功,内燃机转换能量,机械手传递物料,照相机传递信息,机构：仅能传递或转换运动。如,齿轮机构传递运动,凸轮机构转换运动
4、,机械：是机器和机构的总称。,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,二、机械的特征,1）人为的实物组合由人工组合的构件系统,2）各实物间具有确定的相对运动,3）实现能量转换或完成有效的机械功,1、机器的特征,具有以上三个特征机器,11 机械的组成,自用盘编号JJ321002,机器是由一种或多种机构组成的。,只具有机器的前两个特征机构,2、机构的特征,3、机器和机构的关系,自用盘编号JJ321002,三、构件和零件,1. 机器由机构组成:,3.构件：机构的基本运动单元，是机器中独立运动的单元体，由一个或几个零件组成。,单一零件曲轴,多个零件 刚性组合 连杆,2. 机构是人工组合的构件系统
5、，必须满足两点:若干构件的组合；这些构件具有确定的相对运动。,自用盘编号JJ321002,4.零件是组成机器最基本的单元体，是机械制造的单元体。,专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴、叶片 通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等,5.部件：若干个零件的装配体,自用盘编号JJ321002,12 本课程的内容、性质和任务,一、内容,阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。,阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。,介绍机械系统的设计思路和设计方法。,二、性质,本课程是一门技术基础课。旨在培养工程技术人员从事机械 设计所需的基本知识、理论和技能，使之具备分析、设计
6、、 运行和维护机械设备和机械零件的能力，为今后解决生产实 际问题及学习有关新的科学技术打下基础,本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互 换性与技术测量、算法语言等课程的知识，去解决常用机构和 通用零部件的设计问题。涉及的知识面广，实践性强，侧重于 工程实际。,自用盘编号JJ321002,三、任务,使学生了解常用机构及通用零、部件的工作原理、类型、特点及应用等基本知识。,使学生掌握常用机构的基本理论及设计方法，掌握通用零、部件的失效形式、设计准则与设计方法。,使学生具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本技能。,12 本课程的内容、性质和任务,自用盘编号JJ321002,
7、13机械设计的基本要求,1 满足功能、运动和动力性能的要求,2 工作安全可靠的要求,3 市场需要和经济性的要求,4 机械零件工艺性和标准化的要求,机械零件的结构应具有良好的工艺性,标准化,5 其他特殊要求,自用盘编号JJ321002,14机械设计的一般过程,1. 提出设计任务,拟定设计计划 2. 确定机械传动方案 3. 技术设计 4. 技术文件编制,自用盘编号JJ321002,零部件丧失正常工作能力称为失效。 主要失效形式永久性：断裂、塑性变形、过度磨损、胶合等；暂时性失效：弹性变形，打滑和共振等。,失效原因强度、刚度、耐磨性、振动稳定性不能满足工作要求。根据失效原因制定了设计准则，并作为防止
8、失效和进行设计计算的依据。,15 机械零件的工作能力和计算准则,一、 机械零件的失效,自用盘编号JJ321002,二、机械的工作能力,零件的工作能力：在一定的运动、载荷和环境情况下，在预定的使 用期限内，不发生失效的安全工作限度。,零件的工作能力准则：衡量零件工作能力的指标。,主要准则：强度、刚度、耐磨性、振动稳定性和耐热性。,它们是计算并确定零件基本尺寸的主要依据，又称为计算准则。对于具体的零件，应根据它们的主要失效形式，采用相应的计算准则。,15 机械零件的工作能力和计算准则,自用盘编号JJ321002,三、机械零件的计算准则,1、强度准则：强度是保证机械零件工作能力的最基本要求。,体积强
9、度：在载荷作用下，产生的应力在较大的体积内，这种应力状态下的零件强度称为体积强度（强度）。,表面接触强度：若两零件在受载前、后由点接触或线接触变为小面积接触，且其表面产生很大的局部应力，这时零件的强度称为表明接触强度（接触强度）。,设计零件时，必须满足强度要求，强度计算准则为：,15 机械零件的工作能力和计算准则,自用盘编号JJ321002,2、刚度准则：刚度是指零件在载荷作用下，抵抗弹性变形的能力。,当零件刚度不够时，弯曲挠度或扭转角超过允许限度后，将会影响机械正常工作。,刚度计算准则为：,提高刚度的措施：增大或改变剖面形状尺寸以增大其惯性矩；减小支撑跨距；合理增添加强筋。,15 机械零件的
10、工作能力和计算准则,自用盘编号JJ321002,3、耐磨性准则：耐磨性是指作相对运动的零件的工作表面抵抗磨损的能力。,关于磨损的计算，目前尚无可靠、定量的计算方法，常采用验算压强p不超过许用值，以保证工作表面不致由于油膜破坏而产生过度磨损；,15 机械零件的工作能力和计算准则,自用盘编号JJ321002,4、振动和噪声准则,对于高速机械或对噪声有严格要求限制的机械，应进行振动分析和计算，即分析系统和零件的固有振动频率强迫振动频率，研究系统的动力特性，分析其噪声声源，并采取措施降低振动和噪声。,15 机械零件的工作能力和计算准则,自用盘编号JJ321002,1-6 机械设计中常用的材料及选用原则
11、,1. 钢,碳素钢 合金钢 铸钢,2. 铸铁,灰铸铁 球墨铸铁,3. 铜合金,黄铜 青铜,4. 非金属材料,橡胶 塑料 皮革 陶瓷 木材,常用的材料,自用盘编号JJ321002,常用材料的选用原则：,满足使用要求，是选用材料的最基本原则和出发点。,1）零件的受力大小和性质、应力的大小、性质、分布情况； 2）零件的工作情况（工作特点、环境等）； 3）零件的重要性，例如农用车和航天飞机比较、农用车中变速箱齿轮和操纵手球比较等等； 4）安装部位对零件尺寸和质量的限制，例如维护的方便程度等。,16 机械设计中常用的材料的选用原则,自用盘编号JJ321002,符合工艺要求。工艺要求是指所选材料的冷、热加
12、工性 能好，热 处理工艺性好。,综合经济效益要求 综合经济效益好是一切产品追求的最终目标。,结构复杂而大批生产的零件多选用铸件，单件生产宜用锻件或焊接。简单盘形零件，其毛坯是采用铸件、锻件还是焊接件，主要取决于它们尺寸的大小、结构的复杂程度及批量的大小。,16 机械设计中常用材料的选用原则,自用盘编号JJ321002,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.8.2120.8.21Friday, August 21, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。08:26:1108:26:1108:268/21/2020 8:26:11 AM 3、越是没有本领的就越加自命不凡。2
13、0.8.2108:26:1108:26Aug-2021-Aug-20 4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。08:26:1108:26:1108:26Friday, August 21, 2020 5、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.8.2120.8.2108:26:1108:26:11August 21, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年8月21日星期五上午8时26分11秒08:26:1120.8.21 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2020年8月上午8时26分20.8.2108:26August 21, 2020 8、业余生活
14、要有意义，不要越轨。2020年8月21日星期五8时26分11秒08:26:1121 August 2020 9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。上午8时26分11秒上午8时26分08:26:1120.8.21 10、你要做多大的事情，就该承受多大的压力。8/21/2020 8:26:11 AM08:26:112020/8/21 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。8/21/2020 8:26 AM8/21/2020 8:26 AM20.8.2120.8.21 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。21-Aug-2021 August 202020.8.21 13、无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。Friday, August 21, 202021-Aug-2020.8.21 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自己眷恋了。20.8.2108:26:1121 August 202008:26,谢谢大家,
