机械设计基础绪论-课件

机械设计基础绪论机械设计基础Fundamentals of Machine-Design电话：（66662）办公地点：2415课前一、课程名称：一、课程名称：机械设计基础机械设计基础二、教二、教 材：材：机械设计基础机械设计基础（第七版）陈云飞等（第七版）陈云飞等三、参三、参 考考 书：书：1.濮良贵、纪名刚等濮良贵、纪名刚等.机械设计机械设计（第八版）（第八版）,北京：高等教育出版社北京：高等教育出版社,2007.2.陈立德陈立德.机械设计基础机械设计基础,北京：高等教育出版社北京：高等教育出版社,2004.3.郭瑞锋郭瑞锋.机械设计基础导教导学导考机械设计基础导教导学导考,西北工业大学出版西北工业大学出版,2005.4.参考学习网站：参考学习网站：中国开放式教育资源网：中国开放式教育资源网：http:/（有世界著名大学的课程）（有世界著名大学的课程）中国高等教育资源网：中国高等教育资源网：中国机械网：中国机械网：http:/四、要求：四、要求：课堂纪律、回答问题情况；课堂纪律、回答问题情况；考勤；考勤；作业情况。作业情况。五、考试形式：闭卷，满分五、考试形式：闭卷，满分100分，分，六、成绩：满分六、成绩：满分100分。卷面占分。卷面占70，平时占，平时占30（课堂纪律、考勤、作业、实验等）（课堂纪律、考勤、作业、实验等）第0章 绪论主要内容：主要内容：1.课程研究的对象和内容课程研究的对象和内容 2.本课程在教学中的地位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学习本课程中应注意的问题 0-1 本课程研究的对象和内容 一、名词术语一、名词术语 1.零件零件u是是机机器器加加工工(制制造造)的的最最小小单单元元体。体。u若若将将一一部部机机器器进进行行拆拆卸卸，拆拆到到不可再拆的最小单元就是零件。不可再拆的最小单元就是零件。2.构件构件 u构件是机构运动的最小单元体，是组成机构的基本要构件是机构运动的最小单元体，是组成机构的基本要素素。u构件可能是一个零件，也可能是由若干零件固联在一构件可能是一个零件，也可能是由若干零件固联在一起的一个独立运动的整体起的一个独立运动的整体。u注意：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。注意：构件是运动的单元，而零件是制造的单元。3.机构机构 u机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用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构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。u从其功能来理解，机构是用来传递运动从其功能来理解，机构是用来传递运动(或改变运动的形或改变运动的形式式)和力的可动装置。和力的可动装置。u从机器的特征来看，机构是具有确定相对运动的构件组从机器的特征来看，机构是具有确定相对运动的构件组合体。如下图所示的连杆机构和齿轮机构。合体。如下图所示的连杆机构和齿轮机构。齿轮机构齿轮机构四足机器人（四杆机构）四足机器人（四杆机构）0-1 本课程研究的对象和内容机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容冰淇淋灌装机构冰淇淋灌装机构机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容蜂窝煤压制机蜂窝煤压制机机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容牛头刨床牛头刨床机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容铁板输送装置铁板输送装置机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容内燃机气缸内燃机气缸机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容机械手机械手机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容插秧机插秧机机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容打谷机打谷机机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容玩具玩具-跳跳鸡跳跳鸡机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容玩具玩具乌龟乌龟机构机构的应用的应用0-1 本课程研究的对象和内容玩具玩具-熊猫吹泡泡熊猫吹泡泡4.机器机器 n机机器器是是由由若若干干机机构构组组成成的的，用用来来变变换换或或传传递递能能量量、物物料料和和信信息息的的装装置置。如如图图所所示示内内燃燃机机、装装载载机机、挖挖掘掘机机、焊焊接机器人、牛头刨床和自行车等就是常见的机器。接机器人、牛头刨床和自行车等就是常见的机器。0-1 本课程研究的对象和内容挖掘机挖掘机焊接机器人焊接机器人u机机器器的的组组成成：就就功功能能而而言言，机机器器一一般般包包括括四四个个基基本本组组成成部部分分：动动力力部部分分、传传动动部部分分、控控制制部部分分、执执行行部部分分。也也包包括括一一些些辅辅助助部部分分如如冷冷却却系系统统、润润滑滑系系统统等等等。等。u根根据据机机器器的的作作用用不不同同，习习惯惯上上也也将将机机器器分分为为原原动动机机和和工作机。工作机。u将将其其它它形形式式的的能能量量变变换换为为机机械械能能的的机机器器称称为为原原动动机机。利利用用机机械械能能去去变变换换或或传传递递能能量量、物物料料、信信息息的的机机器器称为称为工作机。工作机。0-1 本课程研究的对象和内容n机机构构与与机机器器的的区区别别：机机构构只只有有一一个个构构件件系系统统，而而机机器器除除构构件件系系统统之之外外还还包包含含电电气气、液液压压等等其其它它装装置置；机机构构只只用用于于传传递递运运动动(或或改改变变运运动动形形式式)和和力力，而而机机器器除除传传递递运运动动和和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。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.机械机械 机器和机构的总称机器和机构的总称。零零件件构构件件机机构构机机器器组成组成组成组成组成组成机机械械n这些基本概念之间的关系这些基本概念之间的关系u机械在各行各业的应用机械在各行各业的应用0-1 本课程研究的对象和内容欧洲工业时期最早出现的汽车欧洲工业时期最早出现的汽车0-1 本课程研究的对象和内容悍马轿车悍马轿车0-1 本课程研究的对象和内容国产国产J10J100-1 本课程研究的对象和内容美国美国 F117F1170-1 本课程研究的对象和内容“勇气号勇气号”火星探测器火星探测器0-1 本课程研究的对象和内容美国小鹰号航母美国小鹰号航母0-1 本课程研究的对象和内容中国元级核潜艇中国元级核潜艇0-1 本课程研究的对象和内容旋转导向钻井工具旋转导向钻井工具0-1 本课程研究的对象和内容游梁式抽油机游梁式抽油机二、设计的定义二、设计的定义u人人类类通通过过劳劳动动改改造造世世界界，创创造造物物质质财财富富和和精精神神财财富富，而而最最基基础础、最最主主要要的的活活动动是是造造物物。设设计计便便是是造造物物活活动动进进行行预预先先的的计计划划，可可以以把把任任何何造造物物活活动动的的计计划划技技术术和和计计划划过过程程理理解解为为设设计计。也也可可以以理理解解为为将将人人们们头头脑脑中中的的思思考考的的物物体体变变成成实实际际物物体体的的形形式式，为为此此而而作作出出的的全全部部信信息息数数据据的的工工作作就就是是设设计计。换换一一句句话话说说，设设计计就就是是人人类类大大脑活动变成物化的中间桥梁。脑活动变成物化的中间桥梁。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三、本课程研究的对象和内容u研究对象：研究对象：机械（机构和机器）设计。机械（机构和机器）设计。u研研究究内内容容：机机械械中中的的常常用用机机构构和和通通用用零零件件的的工工作作原原理理、结结构构特特点点、基基本本的的设设计计理理论论和和计计算算方方法。法。u内容主要有以下几个方面：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机械零件常用材料及结构强度 u主要介绍机械零件常用材料及其选用原则，零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。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运动方案设计（体现创新的工作）常用传动机构及机构运动方案设计（体现创新的工作）机构的组成原理机构的组成原理 u研研究究构构件件组组成成机机构构的的原原理理以以及及各各构构件件间间具具有有确确定定运运动的条件。动的条件。常用机构的分析和设计常用机构的分析和设计 u对对常常用用机机构构的的运运动动和和工工作作特特点点进进行行分分析析，并并根根据据一一定的运动要求和工作条件来设计机构。定的运动要求和工作条件来设计机构。机构运动方案设计机构运动方案设计 u根根据据机机器器的的工工作作要要求求选选择择机机构构的的类类型型，并并将将这这些些机机构合理地组合成为传动系统。构合理地组合成为传动系统。0-1 本课程研究的对象和内容3.通用零件设计通用零件设计 u根据使用范围的不同，机械零件可分为两类：一类为广根据使用范围的不同，机械零件可分为两类：一类为广泛用于各种机械的泛用于各种机械的通用零件通用零件，如齿轮、螺钉、轴等；另，如齿轮、螺钉、轴等；另一类则是只用在某些机械中的一类则是只用在某些机械中的专用零件专用零件，如叶轮、活塞，如叶轮、活塞等。本课程等。本课程只研究通用零件的设计和选用问题，包括零只研究通用零件的设计和选用问题，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），以及标准零、部件的选用等问题（如轴承、螺栓等）等）。4.机械结构设计机械结构设计（体现创新的工作）（体现创新的工作）u从从使使零零部部件件具具有有较较好好的的加加工工和和装装配配工工艺艺性性及及技技术术经经济济性性出出发发，以以对对零零部部件件的的功功能能、性性能能、生生产产成成本本进进行行综综合合分分析和比较为基础，进行合理的结构设计。析和比较为基础，进行合理的结构设计。0-1 本课程研究的对象和内容5.有关机械总体设计中的一些问题有关机械总体设计中的一些问题 u如如机机械械的的平平衡衡和和调调速速，机机械械设设计计的的基基本本要要求求和和一一般步骤，工作循环图等。般步骤，工作循环图等。0-1 本课程研究的对象和内容n机械的设计制造及使用水平是衡量一个国家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（我国目前设计水平现代化程度的重要标志（我国目前设计水平是先进的，使用水平也是先进的，就是制造是先进的，使用水平也是先进的，就是制造方面是一个瓶颈）。方面是一个瓶颈）。n机械设计基础是一门研究机械传动及其设计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有关专业的一门重要技术基础课技术基础课。0-2 本课程在教学中的地位 一、机械设计的基本要求一、机械设计的基本要求1.1.设设计计机机械械应应满满足足的的基基本本要要求求是是：在在满满足足预预期期功功能能的的前前提提下下，性性能能好好、效效率率高高、成成本本低低，在在预预定定使使用用期期限限内内安安全全可可靠靠、操操作作方方便便、维维修修简简单单和和造造型型美美观等观等。0-3 机械设计的基本要求和一般过程2.2.具体有如下三个方面要求：具体有如下三个方面要求：使使用用要要求求:所所设设计计的的机机械械应应在在规规定定的的寿寿命命期期限限内内能能正正常常完完成成预预期期的的使使用用功功能能。这这是是最最主主要要的的要要求。求。经经济济要要求求:所所设设计计的的机机械械设设备备应应在在设设计计、制制造造和使用的全过程中都有低的成本。和使用的全过程中都有低的成本。社社会会要要求求:操操作作要要方方便便，使使操操作作者者感感到到安安全全舒舒适适；要要有有大大方方宜宜人人的的外外形形和和色色彩彩，具具有有市市场场竞竞争力；要符合国家环境保护等有关法令。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机机械械设设计计的的一一般般过过程程一、应注意本课程的性质和特点一、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。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。本课程在内知识，着手解决工程实际中的具体问题。本课程在内容上虽然缺乏明显的系统性，但实践性很强。要学好容上虽然缺乏明显的系统性，但实践性很强。要学好本课程，平时要多留意观察分析所遇到的各种机械，本课程，平时要多留意观察分析所遇到的各种机械，以丰富自己的感性知识，并用所学的理论知识去分析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。它，以加深理解。0-4 学习本课程中应注意的问题二、二、要学会具体问题具体分析的方法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。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。设计上设法克服。0-4 学习本课程中应注意的问题三、要有工程观点三、要有工程观点 所谓工程观点就是要所谓工程观点就是要讲究经济、实用、讲究经济、实用、高效高效。一个实际工程问题，一般都可通。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，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，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、判这就要求设计人员具有分析、比较、判断、决策的能力。在学习时着重培养自断、决策的能力。在学习时着重培养自己这方面的能力是十分重要的。己这方面的能力是十分重要的。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。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。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，要点和设计方法上，应着重理解而不是强记，要勤思考、多实践。勤思考、多实践。0-4 学习本课程中应注意的问题