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1、绪 论本章学习习后，要要使学生生能解决决三大问问题，学学什么，为为啥学，怎怎样学三三大问题题。01 机器的的组成人们广泛泛使用过过，接触触过机器器，放一一课件（单单缸内燃燃机、颚颚式破碎碎机），图图01，002所示示，但定定义如何何，为什什么称它它为机器器，学生生们是不不大清楚楚的。它它要有三三个特征征，才能能称上机机器。1）是一一种人为为的实物物组合。2）各部部分形成成运动单单元，各各单元之之间具有有确定的的相对运运动关系系。3）能实实现能量量转换或或完成有有用的机机械功。什么叫能能量转换换，指的的是机械械能转换换成电能能，或反反之。这这样具备备三个条条件者就就称为机机器，这这样学生生就可说
2、说出车床床是机器器吗？电电动机是是否也是是机器，电电动机根根据三个个条件可可得出一一定为机机器。随着科学学技术的的发展，创创造出各各种新型型机器，故故对机器器的定义义也有了了更广泛泛的定义义，什么么叫机器器，是一一种用来来转换或或传递能能量、物物料和信信息的，能能执行机机械运动动的装置置，那么么一台机机器由什什么组成成，从装装配角度度来看：由零件件构件机构机器，因因此设计计制造一一台机器器必有零零件开始始，组装装成构件件，再由由构件组组装成机机构，加加上原动动件装置置就成为为一台机机器了。接下来说说说什么么叫机构构、构件件、零件件。什么叫机机构：具具备前二二个条件件的称为为机构，即即为多个个实
3、物的的组合，又又能实现现预期的的机械运运动，例例齿轮机机构、连连杆机构构等，放放课件（连连杆机构构、齿轮轮机构）。什么叫构构件，构构件为组组成机械械的各个个相对运运动的实实物。例例连杆，放放课件（构构件）从从中可看看连杆为为多个零零件装配配而成的的。什么叫零零件，零零件是机机械中不不可拆的的制造单单元，因因此构件件可以是是一个零零件组成成也可以以由多个个零件组组成的。因此可以以看出从从运动观观点来看看，机构构和机器器是无什什么差别别的，例例如缝纫纫机本身身为机构构，由多多种机构构所组合合起来的的，再加加上能量量转换就就成为机机器了，如如加上电电动机或或加上人人力都可可以成为为机器了了，在习习惯
4、上把把机器与与机构总总称为机机械。因因此机器器，机械械这二个个名称都都可统起起作用的的。零件又可可分为二二大类：1）通用用零件：各种机机器中都都经常使使用，并并完成同同一功用用的零件件，例螺螺钉等。2）专用用零件：只适用用于一定定类型机机器使用用的零件件，例曲曲轴等。02 本课程程的内容容、性质质和任务务本课程研研究对象象是什么么？有二二条：1）机械械中常用用机构。2）在一一般工作作条件下下，常用用参数的的通用零零件。这里要说说明一下下：什么叫一一般工作作条件？什么叫常常用参数数？具体地说说内容是是什么？工作原原理设计计计算，设设计计算算又包括括结构设设计与设设计计算算。本课程的的内容为为常用
5、机构构：在教教材中介介绍了几几种常用用机构，例例如传动动机构（带带，齿轮轮机构）。通用零件件：连接接零件（螺螺栓、键键等）； 传动零零件（齿齿轮、链链、蜗轮轮、蜗杆杆等）； 轴系零零件（轴轴、轴承承）； 其它零零件（联联轴器、弹弹簧等）。现在谈一一下通用用零件的的系统性性是什么么？常用用机构也也是相似似的。1） 研究对象象，工作作原理。2） 分析工作作情况，包包括运动动，力，失失效形式式等。3） 设计计算算，包括括设计计计算（强强度计算算，校核核计算）和和结构设设计。所有通用用零件均均按此系系统来组组织教材材内容，讲讲授时均均按此系系统进行行。本课程的的主要任任务有三三条，教教材中有有，略加加
6、说明一一下，总总的说来来，使学学生学习习后具有有一定设设计理论论基础和和一定设设计计算算能力。这门课程程的性质质是一门门为机械械设计打打基础的的课程，是是一门主主干课程程，所以以对学习习机械的的学生来来讲是一一门十分分重要的的课程，在在工程师师培养中中起到十十分重要要作用，是是一门技技术基础础课，只只要有好好的基础础，再加加上专业业知识，就就有条件件去进行行有关机机械专业业的设计计。03 学习方方法本课程是是应用了了以前所所学到的的理论与与实际生生产知识识，并把把它们运运用到工工程实际际中，去去解决生生产实际际问题，是是一门理理论与实实践相结结合的课课程，同同学们开开始接触触此课程程时，总总有
7、些不不习惯，总总认为它它的理论论性不强强，系统统性差，零零零碎碎碎，不像像以前的的基础课课逻辑推推理严格格。同学学不适应应，不习习惯，这这一点同同学一定定要赶快快适应，如如以前课课程没学学好，自自己一定定要补上上，否则则会影响响到目前前的学习习。我们们说它的的系统性性是有的的，也是是很强的的，学习习它们是是有一个个总的目目的，是是如何来来满足整整台机器器的要求求设计好好机构、各各种通用用零件。这这样目的的是很强强，一般般基础课课就无法法做到的的。一定定要改变变以前的的学习方方法，用用新学习习方法来来适应本本课程的的学习，注注意理论论联系实实际，注注意分析析比较，注注意理论论的应用用，这样样才能
8、学学好。第1章 机械械设计概概述一、教学学要求本章概括括地论述述了两大大部分：第一部部分为关关于机械械总体设设计的概概述，第第二部分分为关于于机械零零件的设设计概述述。具体的教教学要求求如下：1）初步步理解机机械设计计和设计计机械零零件应满满足的基基本要求求。2）了解解机械设设计和零零件设计计的步骤骤。3）理解解机械零零件工作作能力的的判定方方法和设设计准则则。4）了解解机械设设计的标标准化、系系列化及及通用化化。二、重点点、难点点重点：机机械设计计基本要要求及机机械零件件的失效效形式及及设计计计算准则则。教学内容容学时数1. 机机械设计计的基本本要求2. 机机械设计计的内容容与步骤骤3. 机
9、机械零件件的失效效形式及及设计计计算准则则4. 机机械零件件设计的的标准化化、系列列化及通通用化2难点：从从整体上上建立起起机械设设计，尤尤其是机机械零件件设计的的整体概概念。三、教学学安排四、教学学思路设设计机械设计计概述主主要是论论述设计计基本知知识和一一些共性性问题。本本章扼要要地阐述述机械设设计的基基本知识识，如机机械设计计的基本本要求、内内容与过过程等。第1章 第11讲知识点教学手段段1. 11）设计计机械零零件的基基本要求求 2）机机械设计计的基本本要求2. 机机械设计计的内容容与步骤骤3. 11）失效效形式 2）设设计计算算准则4. 标标准化、系系列化及及通用化化课堂讲授授一、讲
10、授授时注意意几点1. 1.11、1.2 机械设设计的基基本要求求及内容容与过程程这两节内内容属于于机械（零零件）设设计中的的全局性性问题。这这里，只只能勾画画一下概概貌，起起到开阔阔视野的的作用。2. 1.33 机机械零件件的失效效形式及及设计计计算准则则这节内容容与先修修的力学学课程有有着密切切的联系系，是在在力学基基础之上上，结合合工程实实际所形形成的，故故比较容容易理解解。如学学生力学学基础差差的话，必必须学前前补一下下。3. 1.44 机机械零件件设计的的标准化化、系列列化及通通用化要了解标标准化、系系列化及及通用化化的重要要意义，应应提高到到是否遵遵守法律律的高度度来认识识，这点点学
11、生是是不易理理解的。二、讲授授程序设设计首先了解解设计机机械零件件的基本本要求，然然后才能能得出机机械设计计的基本本要求、内内容与步步骤，对对于具体体的机械械零件的的设计方方法总是是根据失失效形式式得出设设计计算算准则，应应用力学学知识，就就可设计计出零件件的大小小等。讲授教案案编写如如下所述述。第1章 机械械设计概概述1.1 机械械设计的的基本要要求一台机器器进行设设计包括括以下两两种设计计：1）应用用新技术术，新方方法开发发创造新新机器。2）在原原有机器器基础以以上重新新设计或或进行局局部改造造，从而而改变或或提高原原有机器器的性能能。设计质量量的高低低直接关关系到机机械产品品的性能能、价
12、格格及经济济效益。机械零件件是组成成机器的的基本单单元，在在讨论机机械设计计的基本本要求之之前，我我们首先先应了解解一下设设计机械械零件的的基本要要求。1.1.1 设计机机械零件件的基本本要求有二条：可靠，成成本低。什么叫可可靠，什什么叫成成本低，说说明一下下。为此要注注意以下下三点：1）合理理选择材材料，降降低材料料费用。2）保证证良好工工艺性，减减少制造造费用。3）尽量量采用标标准化，通通用化设设计零件件，简化化设计过过程，从从而降低低成本。1.1.2 机械设设计的基基本要求求有五条：1.实实现预定定功能；2.满满足可靠靠性要求求；3.满足经经济性要要求；44.操作作方便，工工作安全全；5
13、.造型美美观，减减少污染染。1.2 机械械设计的的内容与与步骤机械设计计是一项项复杂、细细致、创创造性和和科学性性很强的的工作，随随着科学学技术的的发展，对对设计的的理解也也在不断断深化，设设计方法法也在不不断发展展，近年年来发展展起来的的有：“优化设设计”，“有限元元计算”，“计算机机辅助设设计”等等。即即使如此此，常规规设计方方法仍然然是工程程技术人人员进行行机械设设计的重重要方法法，必须须要很好好掌握，常常规设计计方法有有理论设设计、经经验设计计和模型型实验设设计等三三种。机械设计计的过程程通常分分为以下下四个阶阶段：1） 产品规划划阶段 主要要工作为为提出设设计任务务和明确确设计要要求
14、。2） 方案设计计阶段 在满满足设计计任务书书中具体体要求的的前提下下，由设设计人员员构思出出各种可可行方案案进行分分析比较较，选出出较优者者。 3） 技术设计计阶段 完成成机械产产品的总总体设计计、部件件设计、零零件设计计、设计计结果以以工程图图及设计计书形式式表达出出来。4） 制造与试试验阶段段 进进行试运运行，发发现问题题反馈给给设计人人员，经经修改、完完善，最最后鉴定定。与设计机机械一样样，设计计机械零零件也需需拟定出出几种方方案，分分析比较较、选优优，那么么设计零零件的一一般步骤骤如下几几点。教教材共有有五点，分分析之。对于不同同的零件件的工作作条件，以以上这五五点可以以有所不不同，
15、互互相交错错，反复复进行，不不能作机机械分割割。最后提出出一点，什什么叫条条件性计计算，这这一点是是大家所所不大了了解的，生生疏的，但但这是工工程实际际所需作作的。1.3 机械械零件的的失效形形式及设设计计算算准则失效形式式在工程程力学中中已学过过，结合合到机械械零件应应该如何何，它的的理论基基础还是是一样的的，进行行机械零零件设计计必须要要根据零零件的失失效形式式分析失失效原因因，提出出防止或或减轻失失效的措措施，根根据不同同的失效效形式提提出不同同的设计计计算准准则。1.3.1 失效形形式1） 断裂 常见的的有二种种：断裂裂，疲劳劳断裂，解解释一下下。2） 过量变形形 应应力超过过屈服极极限，发发生塑性性变形。3） 表面失效效 主主要有疲疲劳点蚀蚀、磨损损、压溃溃和腐蚀蚀等形式式。4） 破坏正常常工作零零件引起起的失效效，例带带传动。1.3.2 设计计计算准则则同一零件件对于不不同失效效形式的的承载能能力是各各不相同同的。这这个承载载能力就就是零件件的工作作能力，它
