1、LOGO-机械设计基础机械设计基础-引言引言当今社会，机械设计在工业发展中占有极其重要的地位，在工业生产中的各个领域应用非常广泛，机械设计基础课程将带我们走进这些领域，了解掌握机械设计的相关专业知识。-第一章 绪 论v 1-1 课程性质及内容v 1-2 课程任务v 1-3 基本概念v 1-4 机械设计准则v 1-5 机械设计步骤 -1-1 1-1 课程性质及内容课程性质及内容机械原理：机械原理：平面机构的结构分析平面连杆机构凸轮机构其他机构机械设计：机械设计：传动部分联接部轴系部分其它部分n本课程是机械及相近专业的专业基础课，是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程 -1-2 1-2 课程任务
2、课程任务本课程的主要任务是培养学生：1、具有正确的设计思想、勇于创新、实事求 是、团结协作、艰苦奋斗的精神2、掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学的知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单的机械能力3、具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力 -1-3 基本概念基本概念一、机器、机构、机械牛头刨床 机器机器1.人为的各种实物的组合。2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。3.可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能机构机构 机构是实现传递机械运动和动力或改变机械运动形式的构件组合体。它只符合机器的前两个特征。机机 械械机器和机构的统
3、称机械手破碎机汽车差速器 -我院自行研制的我院自行研制的“美女机器人美女机器人”1-3 基本概念基本概念 -活塞活塞2进气阀进气阀3凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮9气缸体气缸体1排气阀排气阀4工作过程：活塞下行，进气阀打开，燃气被吸入汽缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动 活塞上行，排气阀打开，排出废气连杆连杆5曲轴曲轴6 1-3 基本概念基本概念 -二、零件和构件零件零件是组成机器的最小制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。分为专用零件、通用零件。构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
4、度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。例如：齿轮、传动链、传动带、蜗杆、蜗轮、轴、联轴器、离合器、制动器、滚动轴承、滑动轴承、螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。1-3 基本概念基本概念 -三、机器的组成 根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成：1.原动部分原动部分：机器的动力来源。2.传动部分传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。3.工作部分工作部分：完成工作任务的部分。4.控制部分控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。1-3 基本概念基本概念 -1-4 1-4 机械设计准则机械设计准则为了保证所
5、设计的机械零件能安全可靠的工作，在进行设计工作之前，应确定相应的设计准则。不同的零件或相同的零件在差异较大的环境中工作，都应有不同的设计准则。设计准则的确定应该于零件的失效形式紧密地联系起来。一般来讲，大体有一下设计准则：一、强度准则二、刚度准则三、寿命准则四、振动稳定性准则 -强度准则就是指零件中的应力不得超过允许的限度。例如：对一次断裂来讲，应力不超过材料的强度极限；对疲劳破坏来讲，应力不超过零件的疲劳极限；对残余变形来讲，应力不超过材料的屈服极限。这就叫做满足了强度要求，符合了强度计算的准则。其代表性的表达式为：lim考虑到各种偶然性或难以精确分析的影响，上式右边要除以设计安全系数s，即
6、：lim/S一、强度准则 1-4 1-4 机械设计准则机械设计准则 -零件在载荷作用下产生的弹性变形量y，小于或等于机器工作性能所允许的极限值y，就叫做满足了刚度要求，或符合了刚度设计准则。其表达式为：y y二、刚度准则 1-4 1-4 机械设计准则机械设计准则 -由于影响寿命的主要因素腐蚀、磨损和疲劳是三个不同范畴的问题，所以它们各自发展过程的规律也就不同。迄今为止，还没有提出使用有效的腐蚀寿命计算方法，因而也无法列出腐蚀的计算方法，关于磨损的计算方法，由于其类型众多，产生的机理还未完全搞清，影响因素也很复杂，所以尚无课供工程使用的能够进行定量计算的方法。关于疲劳寿命通常是求出使用寿命时的疲
7、劳极限或额定载荷来作为计算的依据三、寿命准则 1-4 1-4 机械设计准则机械设计准则 -震动稳定性准则就是设计时避免使零件的固有频率和强迫振动频率相等或成整数倍。当机器中某零件的固有频率f和周期性强迫振动频率fp相等或成整数倍时，零件振幅就会急剧增大而产生共振，从而使零件工作性能失常，甚至引起破坏。四、振动稳定性准则 1-4 1-4 机械设计准则机械设计准则 -1-5 1-5 机械设计步骤机械设计步骤v 1）根据零件的使用要求（功率、转速等），选择零件的类型及结构形式。v 2）根据机器的工作条件，分析零件的工作情况，确定作用在零件上的载荷。v 3）根据零件的工作条件（包括对零件的特殊要求，如耐高温、耐腐蚀等），综合考虑材料的性能、供应情况和经济性等因素，合理选择零件的材料。v 4）分析零件的主要失效形式，按照相应的设计准则，确定零件的基本尺寸。v 5）根据工艺性及标准化的要求，设计零件的结构及其尺寸。v 6）绘制零件工作图，拟定技术要求
