《机械设计基础 教学课件 ppt 作者 周玉丰 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础 教学课件 ppt 作者 周玉丰 绪论（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,四川信息职业技术学院机电工程系 周玉丰,机械设计基础,第一篇 静力学基础 第二篇 材料力学 第三篇 常用平面机构 第四篇 常用机械传动 第五篇 常用机械零部件,课程主要内容,内容 1.定义几个基本的名词术语；2.设计机器应满足的基本要求；3.机械设计的几种方法和机械设计的大致步骤；4.课程研究的内容与教学目标。5.本课程的特点和学习方法 重点 机械设计的基本要求；课程研究内容与目标；课程特点和学习方法。 难点 机械设计应满足的基本要求。,0.1 机器的组成及其特征,机器的功能组成 1.动力系统 2.执行系统 3.传动系统 4.操纵系统和控制系统 5.框架支撑系统及其他的辅助系统,机器的组成及
2、其特征,机器的组成及其特征,机器例 右图所示为单缸四冲程内燃机。它是人们根据物理学的燃烧膨胀过程发明的机器，其作用是将汽油、柴油的化学能转换为回转机械能。其工作原理如下： 活塞上下往复移动，曲轴及相应的齿轮、飞轮连续转动，与大齿轮相连的凸轮推动挺杆有规律地上下运动。齿轮传动的齿数比为，以保证曲轴每转两周进、排气门各启闭一次。四个冲程依次为：进气(曲轴及与之固连的飞轮靠惯性转动，通过曲轴、连杆带动活塞向下运动，此时排气门关闭，进气门打开以输入新鲜的油雾和空气)；压缩(进、排气门关闭，在飞轮的惯性转动作用下，活塞向上运动缩小空间使油、气混合物压缩升温)；膨胀(进、排气门关闭，燃气燃烧膨胀推动活塞向
3、下运动，通过连杆带动曲轴及相应的齿轮、飞轮、凸轮转动)；排气(进气门关闭，排气门打开，活塞在飞轮带动下向上运动缩小空间以排除废气)。,机器的组成及其特征,机器例2 右图所示为机械厂常用的加工平面的牛头刨床。其工作原理如下： 电动机通过带传动、齿轮变速箱、曲柄导杆机构带动滑枕以合适的速度(与不同硬度的被切材料相适应)往复移动，从而使与滑枕相连的刨刀单向切削金属。为了降低输入功率同时节省非加工时间，滑枕往复运动的速度不等(切削金属的工作行程速度较低以降低输入功率；刨刀返回的非工作行程速度较大以减小非切削时间)。因刨刀宽度有限，当滑枕往复运动一次时，与进给手轮相连的棘轮-螺旋机构(图中未画出)带动工
4、作台及其固定在上面的被加工工件沿垂直于纸面的方向移动一段距离，将新的待切除材料置于刨刀之前，滑枕多次往复运动后就加工出了较大的平面。在切削之前，调整曲柄导杆机构中曲柄的长度，可改变滑枕移动的行程大小，旋转升降螺杆可调整工作台的高低，这样就能适应加工不同尺寸的工件。,机器的组成及其特征,机器例3 右图为人们用来代步的自行车及其传动机构。为使自行车适合在平道和一定的坡道上行使，使人在骑行的过程中得到间歇的休息，要求自行车的传动机构具有如下功能，即：在人踩脚踏板时，通过链盘、链条、后飞轮驱动后轮转动，使自行车前进；当在平道上自行车的速度较大或下坡时，后轮应与后链盘脱离联接，这样，自行车向前滑行时脚踏
5、板就可不动，从而使人得到短时的休息。请想想：飞轮机构应该什么样的呢？ 揭开后链轮的盖，观察动画可以发现，自行车后飞轮的棘轮机构（称为超越离合器）就能满足上述要求。,机器的组成及其特征,机器的组成及其特征,机械设计应满足的基本要求,0.2 课程的性质、研究对象、任务和学习方法,本课程的任务： (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和强度计算方法；(3)熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法，具备正确分析、使用和维护机械的能力，初步具有设计简单机械传动装置的能力；
6、(4)具有与本课程有关的解题、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。 本课程的学习方法： (1)抓好基本学习环节；(2)学会综合运用知识；(3)学会知识技能的实际应用；(4)学会总结归纳；(5)学会创新。,0.3 零件的失效形式及设计准则,机械零件在预定的时间内和规定的条件下，不能完成正常的功能，称为失效。 机械零件的失效形式主要有断裂、过大的残余应变、表面磨损、腐蚀、零件表面的接触疲劳和共振等。 机械零件的失效形式与许多因素有关，具体取决于该零件的工作条件、材质、受载状态及其所产生的应力性质等多种因素。即使是同一种零件，由于材质及工作情况不同，也可能出现各种不同的失效形式
7、。如轴工作时，由于受载情况不同，可能出现断裂、过大塑性变形、磨损等失效形式。,1.强度,零件的失效形式及设计准则,强度是保证机械零件正常工作的基本要求。为了避免零件在工作中发生断裂，必须使零件工作时满足下面的设计准则： 或 式中：、分别为零件工作时的正应力和剪应力；、分别为零件材料的许用正应力和许用剪应力。,2.刚度,零件的失效形式及设计准则,刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。若零件刚度不够，将产生过大的挠度或转角而影响机器正常工作，例如若车床主轴的弹性变形过大，会影响加工精度，为了使零件具有足够的刚度，设计时必须满足下面的设计准则： 式中，y、分别为零件工作时的挠度、偏转角和扭转角
8、；y、分别为零件的许用挠度、许用偏转角和许用扭转角。,3.寿命,零件的失效形式及设计准则,机械零件应有足够的寿命。影响零件寿命的主要因素有腐蚀、磨损和疲劳。但至今还没有提出实用且有效的腐蚀寿命计算方法。因此也无法列出腐蚀寿命的计算准则。而磨损的计算目前也没有简单、可靠的定量计算方法。因此，只能采用条件性的计算。至于疲劳寿命，通常是算出使用寿命时的疲劳极限来作为计算的依据。,4.可靠性,零件的失效形式及设计准则,满足强度和刚度要求的一批相同的零件，由于零件的工作应力是随机变量，故在规定的工作条件下和规定的使用期限内，并非所有的零件都能完成规定的功能。零件在规定的工作条件下和规定的使用时间内完成规定功能的概率称为该零件的可靠度。可靠度是衡量零件工作可靠性的一个特征量。不同零件的可靠度要求是不同的，设计时应根据具体零件的重要程度选择适当的可靠度。,机械设计的基本要求,1.功能要求 2.安全可靠性要求 3.经济性 4.其他要求,0.4 机械设计的基本要求及程序,机械设计的一般程序,机械设计的基本要求及程序,机械设计的基本要求及程序,机械设计的基本要求及程序,
