1、2022-8-13机械设计基础1机械设计基础机械设计基础(1)机械设计基础1 机械设计机械设计是为了满足机器的某些特定是为了满足机器的某些特定功能而进行的功能而进行的创造性活动创造性活动,即应用新的原即应用新的原理和新的概念理和新的概念,开发创造出新的产品开发创造出新的产品,或对或对现有机器局部进行创造性的改造现有机器局部进行创造性的改造(如改进如改进不合理的结构、改善加工工艺性、装配性不合理的结构、改善加工工艺性、装配性或降低成本或降低成本)。什么是机械设计什么是机械设计？绪绪 论论 机械设计基础1第一节第一节 机械的功能及功能组成机械的功能及功能组成一、机械的组成一、机械的组成机器和机构的
2、总称。机器和机构的总称。机械设计基础1内燃机内燃机推杆推杆凸轮凸轮推杆推杆凸轮凸轮齿轮齿轮齿轮齿轮齿轮齿轮曲轴曲轴连杆连杆活塞活塞壳体壳体机械设计基础1工件自动载送装置工件自动载送装置工业机器人工业机器人机械设计基础11.机器的特征机器的特征(重点重点)人造的实物组合体；人造的实物组合体；-结构观点结构观点各部分有确定的相对运动；各部分有确定的相对运动；-运动观点运动观点代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换。的转换。-能量观点能量观点2.机器的组成机器的组成3.机构的特征机构的特征人造的实物组合体；人造的实物组合体；-结构观点结构观点各部分有确定的
3、相对运动。各部分有确定的相对运动。-运动观点运动观点原动部分原动部分传动部分传动部分执行部分（机构）执行部分（机构）控制部分控制部分机械设计基础14.机构的组成：机构的组成：构件构件内燃机内燃机连杆连杆独立的运动单元。独立的运动单元。机械设计基础15.构件的组成：构件的组成：零件零件小结小结:零件零件构件构件机构机构机器机器螺栓螺栓套筒套筒连杆体连杆体垫圈垫圈螺母螺母轴瓦轴瓦连杆盖连杆盖独立的制造单元。独立的制造单元。机械设计基础16机械零件的分类机械零件的分类通用零部件通用零部件 联接件联接件（螺纹，键，销）螺纹，键，销）传动件传动件（带，链，齿轮）带，链，齿轮）轴系零件（轴系零件（轴，轴承
4、，联轴器轴，轴承，联轴器）（涡轮机的叶片，飞机的螺旋桨，内燃（涡轮机的叶片，飞机的螺旋桨，内燃机的曲轴）机的曲轴）机械设计基础11.根据实现的功能分根据实现的功能分(1)工作机器能对物料进行加工及运输等工作工作机器能对物料进行加工及运输等工作的、能完成有用的机械功。如机床、汽车等。的、能完成有用的机械功。如机床、汽车等。(2)动力机器能完成其它能量与机械能之间的动力机器能完成其它能量与机械能之间的转换。转换。(3)信息机器实现其它信息与机械运动信息信息机器实现其它信息与机械运动信息之间的转换。之间的转换。二、机械的分类二、机械的分类机械设计基础12.根据功能组成分根据功能组成分(1)驱动系统机
5、械系统的动力源。如电动机、驱动系统机械系统的动力源。如电动机、内燃机等。内燃机等。(2)执行系统直接实现机器特定功能的部分。执行系统直接实现机器特定功能的部分。(3)传动系统传递原动机的动力和和运动的传动系统传递原动机的动力和和运动的中间装置。中间装置。(4)控制系统使驱动系统、执行系统、传动控制系统使驱动系统、执行系统、传动系统彼此协调工作并准确可靠地完成整个机械系统彼此协调工作并准确可靠地完成整个机械系统功能的装置。系统功能的装置。机械设计基础1第二节第二节 机械设计的基本要求、机械设计的基本要求、基本内容与一般程序基本内容与一般程序2.工作可靠，操作方便，运行安全性；工作可靠，操作方便，
6、运行安全性；3.市场需求与经济性；市场需求与经济性；5.工艺性、系统性、通用性及标准化；工艺性、系统性、通用性及标准化；6.其他方面。其他方面。1.实现预定的功能；实现预定的功能；4.零部件的结构设计要求零部件的结构设计要求一、机械设计的基本要求一、机械设计的基本要求机械设计基础13结构与强度设计结构与强度设计1功能原理方案设计功能原理方案设计2运动特性动力特性运动特性动力特性4驱动与控制设计驱动与控制设计二、本课程的内容二、本课程的内容机械设计基础11提出和制定产品设计任务书提出和制定产品设计任务书2方案设计方案设计3技术设计技术设计4样机试制和鉴定样机试制和鉴定5产品投产产品投产三、机械设
7、计的一般程序三、机械设计的一般程序机械设计基础1第三节机械工程常用材料第三节机械工程常用材料一、常用工程材料一、常用工程材料最常用材料：钢、铸铁。最常用材料：钢、铸铁。其次常用材料：有色金属、合金。其次常用材料：有色金属、合金。非金属材料：工程材料、橡胶、尼龙、木材、石非金属材料：工程材料、橡胶、尼龙、木材、石墨、陶瓷等。墨、陶瓷等。金属材料金属材料常用材料见表常用材料见表0-1、0-2机械设计基础1常用材料见表常用材料见表0-3、0-4。三、材料选择的基本要求三、材料选择的基本要求1使用要求使用要求1）力学性能要求）力学性能要求2）物理性能要求）物理性能要求3）化学性能要求）化学性能要求2工
8、艺要求工艺要求3经济性要求经济性要求二、金属材料的热处理二、金属材料的热处理机械设计基础1第四节第四节 零件的强度零件的强度一、载荷和应力的类型一、载荷和应力的类型机械零件的强度条件机械零件的强度条件静载荷：静载荷：变载荷：变载荷：不随时间变化或变化较缓慢的载荷。不随时间变化或变化较缓慢的载荷。随时间变化的载荷随时间变化的载荷。1按载荷随时间变化情况分：按载荷随时间变化情况分：2按载荷的应用情况分：按载荷的应用情况分：名义载荷：名义载荷：根据额定功率用力学公式计算出根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷。作用在零件上的载荷。计算载荷：计算载荷：载荷系数载荷系数K与名义载荷的乘积与名义载
9、荷的乘积 。机械设计基础13.应力分类应力分类按应力随时间变化分按应力随时间变化分 1)静应力：静应力：不随时间变化或变化缓慢的应力。不随时间变化或变化缓慢的应力。2)变应力变应力：随时间变化的应力随时间变化的应力。a.a.稳定循环变应力稳定循环变应力b.b.不稳定循环变应力不稳定循环变应力c.c.随机变应力随机变应力a)非对称循环变应力非对称循环变应力 b)脉动循环变应力脉动循环变应力 c)对称循环变应力对称循环变应力 机械设计基础1二、许用应力和安全系数二、许用应力和安全系数式中式中:lim材料的极限应力。材料的极限应力。S安全系数。安全系数。机械设计基础1第五节机械零件结构的工艺性及标准
10、第五节机械零件结构的工艺性及标准一、零件结构的工艺性一、零件结构的工艺性1毛坯选择合理毛坯选择合理2结构简单合理结构简单合理3选择合理的公差配合与等级及正确的形位选择合理的公差配合与等级及正确的形位公差公差二、标准化二、标准化1产品品种规格的系列化产品品种规格的系列化2零部件的通用化零部件的通用化3产品质量标准化产品质量标准化机械设计基础1第六节本课程的地位、内容与任务第六节本课程的地位、内容与任务一、本课程的地位一、本课程的地位一门重要的技术基础课。一门重要的技术基础课。二、二、本课程的内容本课程的内容机械系统的组成与结构，功能与原理，机械系统的组成与结构，功能与原理，机械设计的基本要求、内
11、容与一般程序等。机械设计的基本要求、内容与一般程序等。机械设计基础1三、三、本课程的任务本课程的任务1认识和了解认识和了解机械系统的组成与结构、功能机械系统的组成与结构、功能与原理以及正确选择通用机械。与原理以及正确选择通用机械。2了解了解机械设计的基本要求、基本内容及一机械设计的基本要求、基本内容及一般程序。般程序。3掌握掌握通用零件的工作原理、结构特点、设通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护，初步具有简单机械及常用机计计算和维护，初步具有简单机械及常用机械传动装置的能力。械传动装置的能力。4培养培养学生具有查阅手册、图册等资料的学生具有查阅手册、图册等资料的能能力。力。2022-8-13机械设计基础1
