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1、,机械设计基础,机械设计基础,一、课程名称：机械设计基础 二、教 材：机械设计基础（第五版）杨可桢等 三、课外参考： 1、濮良贵.机械设计（第八版）,北京：高等教育出版社. 2、孙 恒.机械原理（第七版）,北京：高等教育出版社. 3、黄华梁.机械设计基础（第四版）,北京：高等教育出版社. 4、彭文生.机械设计与机械原理考研指南（第二版）华中科大. 四、要 求： 3次课堂点名不到,取消考试资格。 五、课 时：86理论课时+10实验课时+3周课程设计. 五、考试形式：开卷或闭卷。 六、成绩：满分100分。卷面占70%，平时占30%.,机械设计基础,理论教学86学时+实验教学10学时+实践教学（机制
2、3周、模具3周）,机械设计基础,课外参考书,机械类专业硕士研究生入学考试专业考试科目，绝大多数大学都是从机械原理机械设计机械设计基础中选一门作为专业课必考科目。,机械设计课程设计机制3.0周模具3.0周,机械设计基础,理论教学86学时 课程实验10学时,机械设计基础,机械设计课程设计题目,第0章 绪论,主要内容：1.课程研究的对象和内容2.本课程在教学中的地位3.机械设计的基本要求和一般过程4.学习本课程中应注意的问题,人类在长期的生产和生活实践中创造和发展了机械，其目的是为了减轻或替代人的劳动，提高劳动生产率。 在我国，机械的创造、发展及使用有着悠久的历史（例如捣米这样的简单机械）。,绪论,
3、现代捣碎机,古代舂米机,绪论,毛泽东故居中展示的水车和石磨,三千年前出现了简单的纺织机械，两千年前已将绳轮、凸轮、连杆机构等用于生产中。 汉代以后的指南车及记里鼓车中利用了齿轮和轮系传动。 东汉时已发明了用水排以鼓风炼铁，这对古代冶铁业的发展起了重要作用。,绪论,东汉张衡将杆机构巧妙地使用在人类第一台地震仪上。 北宋时出现了世界上第一座结构复杂的活动天文台“水运仪象台”，可用以观测天象和自动报时，它是近代钟表中重要机件，擒纵器（卡子）的前身。 可是长期的封建制度和长年的战乱，阻碍了我国机械工业的发展。 改革开放后，机械工业又迎来了新的发展时期。,绪论,0-1 本课程研究的对象和内容,机械的作用
4、 （1）减轻劳动强度。 （2）改善劳动条件。 （3）提高劳动生产率。 （4）提高产品质量。 机械设计是一门应用科学,是研究机械产品的设计、开发、改造，以满足经济发展和社会需要的科学，是一项创造性劳动。,课程研究的对象主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。,0-1 本课程研究的对象和内容,机械 是机器和机构的总称。 机器 是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。机器主要用来传递和变换能量。 机构 是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置,机构主要用来传递力和变换运动。,0-1 本课程研究的对象和内容,2 构件 是机器的运动单元，一般
5、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。,1 零件 机器是由若干个不同的零件组装而成的，是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元。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。,一、几个概念,齿轮机构,四杆机构,0-1 本课程研究的对象和内容,3 机构 机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。从其功能来理解，机构是用来传递运动和力的可动装置。从机器的特征来看，机构是具有确定相对运动的构件组合体。,凸轮机构,4 机器 机器是由若干机构组成的，用来变换或传递
6、能量、物料和信息的装置。 如图所示内燃机、装载机、挖掘机、焊接机器人、等就是常见的机器。,0-1 本课程研究的对象和内容,机器的组成：就功能而言，机器一般包括四个基本组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。也包括一些辅助部分如冷却系统、润滑系统等等。根据机器的作用不同，习惯上也将机器分为原动机和工作机。将其它形式的能量变换为机械能的机器称为原动机。利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器称为工作机。,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,控制部分,动力部分,传动部分,执行部分,支撑辅助,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,机构
7、与机器的区别：机构只有一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其它装置；机构只用于传递运动（或改变运动形式）和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。,0-1 本课程研究的对象和内容,5.机械 机器和机构的总称。这些基本概念之间的关系如：,0-1 本课程研究的对象和内容,机器的共同特征 1、由零件装配而成的组合体 2、各部分之间能相对运动(传力和运动) 3、能做功或能量转换,机构的共同特征 1、由零件装配而成的组合体 2、各部分之间能相对运动(传力和运动),0-1 本课程研究的对象和内容,蜂窝煤压制机,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究
8、的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,0-1 本课程研究的对象和内容,二、设计的定义 设计便可以理解为将人们头脑中的思考的物体变成实际物体的形式，为此而作出的全部信息数据的工作
9、就是设计。 机械设计是一门应用科学,是研究机械产品的设计、开发、改造，以满足经济发展和社会需要的科学，是一项创造性劳动。 常规的设计方法分：理论设计、经验设计、模型试验设计。 新的设计方法有:优化设计、有限元法、可靠性设计、CAD等。,0-1 本课程研究的对象和内容,三、本课程研究的对象和内容 研究对象：常用机构和通用零件。 研究内容：机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。内容主要有以下几个方面：1、机械零件常用材料及结构强度 主要介绍机械零件常用材料及其选用原则，零件受力及变形的基本形式及其强度计算。,0-1 本课程研究的对象和内容,2、常用传动机构及机构
10、运动方案设计 （1）机构的组成原理 研究构件组成机构的原理以及各构件间具有确定运动的条件。（2）常用机构的分析和设计 对常用机构的运动和工作特点进行分析，并根据一定的运动要求和工作条件来设计机构。 （3）机构运动方案设计 根据机器的工作要求选择机构的类型，并将这些机构合理地组合成为传动系统。 3、通用零件设计 本课程只研究通用零件的设计和标准零、部件选用问题，包括零件工作能力设计和结构设计（如轴、齿轮、带轮、链轮等），以及标准零、部件的选用等问题（如轴承、螺栓等）。,0-1 本课程研究的对象和内容,4、机械结构设计从使零部件具有较好的加工和装配工艺性及技术经济性出发，以对零部件的功能、性能、生
11、产成本进行综合分析和比较为基础，进行合理的结构设计。 5、有关机械总体设计中的一些问题 如机械的平衡和调速，机械设计的基本要求和一般步骤，工作循环图等。,0-2 本课程在教学中的地位,机械的设计、制造及使用水平是衡量一个国家现代化程度的重要标志。 机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。 机械设计基础是一门研究机械传动及其设计中的一些基础知识的课程，是高等学校工科有关专业的一门重要专业基础课。 机械设计基础将为后续专业课程提供理论基础。将来工作后，为机械产品的创新设计打下良好的基础。为现有机械的合理使用（使用、维护、检修及分析机械故障）和创
12、新改造打基础。,通过本课程的学习，使学生初步具备运用机械设计手册，能设计简单的机械传动装置的能力。 本课程的先修课程为机械制图工程材料金属工艺理论力学材料力学互换性等。,机械类专业考研专业课 一般为机械原理或 机械设计或机械设计 基础。,一、机械设计的基本要求 设计机械应满足的基本要求是：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在预定使用期限内安全可靠、操作方便、维修简单、造型美观及符合环保等。,0-3 机械设计的基本要求和一般过程,使用性能、安全、可靠耐用、经济、符合环保要求。,实用、好用、耐用,使用要求 所设计的机械应在规定的寿命期限内能正常完成预期的使用功能。这是最主要的要求。
13、经济要求 所设计的机械设备应在设计、制造和使用的全过程中都有低的成本。 社会要求 操作要方便，使操作者感到安全舒适；要有大方宜人的外形和色彩，具有市场竞争力；要符合国家环境保护等有关法令。,0-3 机械设计的基本要求和一般过程,二、机械产品设计的一般过程 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，一般分产品规划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、文件编制阶段等四个阶段。,机械设计的一般过程,0-3 机械设计的基本要求和一般过程,明确设计要求（确定设计对象的预期功能、有关指标及限制条件）,总体设计（进行分析计算和经济评价，最后绘制总体设计图）,试制、鉴定（通过样机试制，从
14、技术上、经济上做出全面评价）,产品定型,提出设计方案（拟定粗线条的总体布置，进行概略计算，得出可供比较评价的多种设计方案，从中选取最佳方案）,结构设计（完成施工所需的总装图，零件工作图及技术文件）,信 息 反 馈,0-3 机械设计的基本要求和一般过程,一、应注意本课程的性质和特点 本课程是建立在物理、数学、力学、机械制图等课程之后的一门技术基础课。它不是专业课，不专门研究某一种机械，而是研究组成一般机械的常用机构、通用零件和在机械设计中一些常遇到的基本共性问题。 在本课程的学习过程中要综合应用以前所学的各有关知识，着手解决工程实际中的具体问题。 要学好本课程，平时要多留意观察分析所遇到的各种机
15、械，以丰富自己的感性知识，并用所学的理论知识去分析它，以加深理解。,0-4 学习本课程中应注意的问题,二、要学会具体问题具体分析的方法 因为任何工程实际问题都会具有一定的特殊性。 一般来说，一个设计方案，即使是最优方案也不是毫无缺点、尽善尽美的，能在具体条件下满足要求、扬长避短，充分发挥其优势的就是一个好设计方案。通常在设计方案完成后，该方案的优点得到了发挥，但客观上存在于方案中的缺点也带了进来，这就需要进一步在结构设计上设法克服。,三、要有工程观点 所谓工程观点就是要讲究经济、实用、高效。 一个实际工程问题，一般都可通过多种途径，用不同的方法获得解决，至于最终采用哪种途径，用什么方法，这就要求设计人员具有分析、比较、判断、决策的能力。,0-4 学习本课程中应注意的问题,四、本课程的术语、符号、公式较多术语是工程界的通用语言，必须正确理解它的含义。 对大多数公式（除少数基本公式外）来说都不需要强记，只要能正确理解和使用即可。为此必须了解公式的适用场合，式中各符号的意义，所使用的单位及各参数的合理选用范围。 因此，在学习时应把注意力集中在掌握设计观点和设计方法上，应着重理解而不是强记，要勤思考、多实践。,学完本课程后，应该具有初步分析和设计基本机构的能力、初步分析和设计简单机械及常用机械传动装置的能力、具有运用有关技术资料的能力。,
