机械设计基础的研究对象及基本概念demo课件

.1.1机械设计基础概论01 机械设计基础的研究对象和基本概念本课程的内容、任务和学习方法机械设计和机械零件设计的基本要求现代机械设计设计方法简介020304.2机械设计基础概论01 机械设计基础的研究对象和基本概念本课程.3.3提水辘轳.4提水辘轳.4纺车.5纺车.5地动仪.6地动仪.6卷笔刀.7卷笔刀.7全自动洗衣机.8全自动洗衣机.8数控机床.9数控机床.9机械手动画机械手.10机械手动画机械手.10“神舟五号”发射时的情景。发射塔、运载火箭都是庞大的机器。.11“神舟五号”发射时的情景。发射塔、运载火.11机械设计基础和谐号 和谐号动车组是我国铁路全面实施自主创新战略取得的重大成果，标志着我国铁路客运装备的技术水平达到了世界先进水平，中国也由此成为世界上少数几个能够自主研制时速380公里动车组的国家。.12和谐号 和谐号动车组是我国铁路全面实施自主机械设计基础大型大型强子子对撞机（粒子加速器）撞机（粒子加速器）可以模拟宇宙爆炸，温度超太阳中心100万倍，用来寻找反物质、粒子、夸克胶子等离子体等。大型大型强子子对撞机中的撞机中的质子子对撞是引撞是引导两束两束质子流子流对撞撞.13大型强子对撞机（粒子加速器）可以模拟宇宙爆炸 机械设计基础天梯天梯计划划在地球与外太空之间创造物理运输通道.14天梯计划在地球与外太空之间创造物理运输通道.14机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。也就是能帮人们降低工作难度或省力的工具装置。如汽车、飞机、洗衣机、冰箱、空调、缝纫机、自行车、打印机等。筷子、扫把是不是机械？.15机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。机械设计基础机器由各种金属和非金属零部件组装成的装置，消耗 能源，可以运转、做功。它是用来代替人的劳动、进行能量变换、以及产生有用功。从广义上来说，机器是一种复杂机械。机器执行机械运动的装置，用来变换或传递 能量、物料或信息。（国标定义）机械：机器和机构的总称.16机器由各种金属和非金属零部件组装成的装置，消耗 能源，大带轮4电动机1偏心轴5动颚板6定颚板8V带3小带轮2肘板7.17大带轮4电动机1偏心轴5V带3小带轮2肘板7.17进气阀3排气阀4气缸体1顶杆8活塞2连杆5曲轴6凸轮7齿轮9.18进气阀3排气阀4顶杆8连杆5曲轴6凸轮7齿轮9.18机械设计基础典型机器的分析：典型机器的分析：1.内燃机内燃机组成：成：汽缸汽缸体体活活塞塞进气气阀排气排气阀连杆杆曲曲轴凸凸轮7顶杆杆8齿轮工作原理：工作原理：1.活塞下行活塞下行，进气气阀开启，混合气体开启，混合气体 进入汽缸；入汽缸；2.活塞上行活塞上行，气，气阀关关闭，混合气体被，混合气体被压缩，在在顶部点部点 火燃火燃烧；3.高高压燃燃烧气体推气体推动活塞下行活塞下行，两气，两气阀关关闭；4.活塞上行活塞上行，排气，排气阀开启，开启，废气体被排出汽缸。气体被排出汽缸。循环运动的结果，使曲轴输出连续的旋转运动.19典型机器的分析：1.内燃机组成：汽缸体活塞进气阀排气阀连杆曲机械设计基础设计：潘存云进气气压缩爆炸爆炸排气排气内燃机的工作内燃机的工作过程：程：活活塞塞的的往往复复运运动通通过连杆杆转变为曲曲轴的的连续转动，该组合体称合体称为：内燃机各部分的作用：内燃机各部分的作用：曲柄滑曲柄滑块机构机构凸凸轮和和顶杆用来启杆用来启闭进气气阀和排气和排气阀；称；称为：凸凸轮机构机构两个两个齿轮用来保用来保证进、排气、排气阀与活塞之与活塞之间形成形成协调动作，称作，称为：齿轮机构机构各部分各部分协调动作的作的结果：果：化学能化学能 机械能机械能.20设计：潘存云进气压缩爆炸排气内燃机的工作过程：活塞的往复运动机械设计基础机器的共有特征：机器的共有特征：人造的人造的实物物组合体；合体；各部分有确定的相各部分有确定的相对运运动；代替或减代替或减轻人人类劳动完成有用功或完成有用功或实现能量能量 的的转换 机器的作用 机器的分机器的分类：原原动机机实现能量能量转换（如内燃机、蒸汽机、（如内燃机、蒸汽机、电动机机）种类有限工作机工作机完成有用功（如机床等）完成有用功（如机床等）种类繁多.21机器的共有特征：人造的实物组合体；各部分有确定的相对运机械设计基础工作机的工作机的组成：成：原原动部分部分是工作机是工作机动力的来源，最常力的来源，最常见的是的是电动机机 和内燃机。和内燃机。工作部分工作部分完成完成预定的定的动作，位于作，位于传动路路线的的终点。点。传动部分部分联接原接原动机和工作部分的中机和工作部分的中间部分。部分。控制部分控制部分保保证机器的启机器的启动、停止和正常、停止和正常协调动作。作。其关系如下机械机械机器机器机构机构原原动机机 传动 工作工作 控制控制 原原动机机工作机工作机.22工作机的组成：原动部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机机械设计基础控制器控制器(控制控制)电动机机(原原动)带(传动)减速器减速器(传动)波波轮(工作工作)分析自分析自动洗衣机的洗衣机的组成：成：.23控制器(控制)电动机(原动)带(传动)减速器(传动)波轮(工2、机构定义机构：变换或传递运动和力的可动装置。特征（1）人为的实物组合。2）各实物间具有确定的相对运动。.242、机构定机构：变换或传递运动和力的可动装置。特（1）人为的3、机器与机构的区别机构机器能量转换或完成有用的机械功传递运动和动力或改变运动形式.253、机器与机构的区别机构机器能量转换或完传递运动和动.25机械设计基础引入机构的目的：引入机构的目的：研究机器运研究机器运动，机构是机构是“机器中的运机器中的运动部部分分”，是机是机器器的的运运动模型，表达机模型，表达机器的运器的运动本本质机器五花八机器五花八门，但机构，但机构类型数目有限型数目有限.26引入机构的目的：.26机械设计基础常用机构：常用机构：连连杆机构、凸杆机构、凸轮轮机构、机构、齿齿轮轮机机构构、带带传传动动、链链传动传动、间间隙运隙运动动机构（棘机构（棘轮轮机构、槽机构、槽轮轮机构）等机构）等连连杆机构杆机构凸凸轮轮机构机构齿轮齿轮机构机构.27常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、带传动、链传动、间 带传动带传动链传动链传动.28带传动链传动.28机械设计基础单缸柴油机一台机器可以含有多个机构一台机器可以含有多个机构卷线机构机械机械设计设计基基础础机器与机构的关系机器与机构的关系.29单缸柴油机一台机器可以含有多个机构卷线机构机械设计基础机器与机械设计基础连连杆机构杆机构破碎机破碎机功用不同机器具有相同的机构功用不同机器具有相同的机构机器与机构，都能机器与机构，都能传递传递运运动动和力，和力，实现实现确定的确定的机械运机械运动动。从从运运动观动观点看点看，二者无区，二者无区别别，所以所以统统称称为为机械机械搅搅拌机拌机机器与机构的关系机器与机构的关系雷达天雷达天线线俯仰机构俯仰机构.30连杆机构破碎机功用不同机器具有相同的机构从运动观点看，二者无1、零件：机械中不可拆的制造单元。机器都是由许多零件组合而成的。.311、零件：机械中不可拆的制造单元。.31（1）专用零件：只在特定类型机器中使用的零件如：曲轴、犁铧、螺旋桨。曲轴.32（1）专用零件：只在特定类型机器中使用的零件如：曲轴、犁铧、机械设计基础曲曲轴轴活塞活塞叶片叶片连连杆杆.33曲轴活塞叶片连杆.33（2）通用零件：各种机器中普遍使用的零件.34（2）通用零件：各种机器中普遍使用的零件.34机械设计基础标准件：标准化零件或部件，如轴承、螺钉、螺母、键、销等.35标准件：标准化零件或部件，如轴承、螺钉、螺母、键、销等.352、构件：组成机械的各个相对运动的单元。.362、构件：组成机械的各个相对运动的单元。.36机械设计基础部件：为完成某一工作而形成的零件组合体如轴承、离合器、联轴器、减速器等牙嵌离合器减速器.37部件：为完成某一工作而形成的零件组合体牙嵌离合器减速器.37辅助装置传动装置动力装置执行装置操纵控制装置.38辅助装置动力装置执行装置操纵控制装置.38汽车组成.39汽车组成.39机械设计基础课程性程性质：技技术基基础课 作用：作用：承前启后承前启后 本本课程的特点：是工程制程的特点：是工程制图、工程材料及机械制造基、工程材料及机械制造基础、理、理论力学，力学，材料力学、金工材料力学、金工实习等理等理论知知识和和实践技能的践技能的综合运用。合运用。同同时，通，通过本本课程的学程的学习，可，可为今后学今后学习诸如自如自动武器原理、机床武器原理、机床夹具具设计、机床、机械制造工、机床、机械制造工艺学等学等专业课程打下基程打下基础。作为一名工程技术人员，同学们在今后的工作岗位上将会接触各种各样的通用或专用机械，因此必须掌握机械方面的基础知识。通通过本本课程的学程的学习和和课程程设计实践，可以培养同学践，可以培养同学们初步具初步具备运用手运用手册册设计简单机械装机械装备的能力，的能力，为今后操作、今后操作、维护、管理、革新武器装、管理、革新武器装备创造条件。造条件。本本课程在教学中的地位程在教学中的地位.40课程性质：技术基础课 作用：承前启后 本课程的特点：机械设计基础机械机械设计设计的基本要求和一般程序的基本要求和一般程序机器设计的基本要求机器设计的一般程序机械运动系统方案设计的要求机械运动系统方案设计的一般程序机械零件设计的基本要求机械零件的一般程序.41机械设计的基本要求和一般程序机器设计的基本要求机器设计的一机械设计基础机器机器设计设计的基本要求的基本要求功能、可靠性、经济性、操作方便和安全、其他要求按要求的运动和所受载荷确定机械的工作原理，选择或设计适当的机构和传动方案功能要求基本的出发点可靠性要求必备条件在使用条件下和规定的寿命内，机械产品完成设计功能的能力措施：尽量减少零部件数目，冗余设计技术，运行状态监测系统等经济性要求成本低、耗能少，便于加工、装卸和维护，以最少的费用制造符合要求的产品.42机器设计的基本要求功能、可靠性、经济性、操作方便和安全、其他机械设计基础提高经济性的措施：采用先进的设计方法和设计手段，缩短设计周期，降低设计成本采用标准化、系列化、通用化的零部件采用新技术、新工艺、新材料、新结构改善零部件的结构工艺性，易于加工、装配、维护、节省材料采用合理的润滑方式和密封装置，延长机器的使用寿命提高运动副和传动系统的效率，降低能源消耗提高机器的自动化水平，以便使机器的生产率提高.43提高经济性的措施：采用先进的设计方法和设计手段，缩短设计周机械设计基础机器设计的基本要求操作方便和安全要求操作方便是指：机器操作时方便、省力、舒适，应使脑力和体力消耗最低安全性是指：在规定的使用条件下，具有安全运行的能力其他要求如：产品人性化设计，包括外形、色彩等，并且符合环保、劳动保护法等航天航空机械，要求重量轻、耐高温。大型流动机械，要求便于拆卸、安装和运输。食品纺织机械，要求不污染产品、保持清洁。.44机器设计的基本要求操作方便和安全要求操作方便是指：机器操作机械设计基础机器设计的一般程序注：四个阶段不是简单串联顺序的，是反复修改，交叉进行的.45机器设计的一般程序注：四个阶段不是简单串联顺序的，是反复修改机械设计基础机械运动系统方案的基本要求和一般程序基本要求：机构的运动特性（运动学和动力学特性）满足使用要求或功能要求机构简洁、运动可靠一般程序：确定机械运动系统的技术原理，选取最佳的原理方案确定机构的组成机构尺寸综合设计文件编写（机构运动简图和计算说明书等）.46机械运动系统方案的基本要求和一般程序基本要求：机构的运动特机械设计基础机械零件的基本要求：机械零件的工作能力（强度、刚性、耐磨性、振动稳定性、可靠性等），确定主要尺寸或参数机械零件的结构工艺性（加工、装卸、维修），确定其他形状尺寸机械零件的标准化、系列化、通用化要求机械零件的经济性要求.47机械零件的基本要求：机械零件的工作能力（强度、刚性、耐磨性机械设计基础机械零件的一般程序：初步确定零件的结构形式或选择零件的类型计算作用在零件上的载荷选择零件材料及其热处理方式零件的工作能力（如强度、刚度、振动稳定性等）设计零件结构设计校核计算绘制零件工作图、编写设计计算说明书.48机械零件的一般程序：初步确定零件的结构形式或选择零件的类型机械设计基础机械机械设计-规划和划和设计实现预期功能的新机械或改期功能的新机械或改 进原有机械的性能。原有机械的性能。基本要求基本要求：在在满足足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、全可靠、操作方便、维修修简单和造型美和造型美观。机械机械设计的内容：的内容：1.1.确定确定机械的工作原理，机械的工作原理，选择合宜的机构；合宜的机构；2.拟定定设计方案；方案；3.进行运行运动分析和分析和动力分析，力分析，计算各构件上的算各构件上的载荷；荷；4.进行零部件工作能力行零部件工作能力计算、算、总体体设计和和结构构设计。03 机械机械设计的基本要求和一般的基本要求和一般过程程.49机械设计-规划和设计实现预期功能的新机械或改 基本要求：谢谢.50谢谢.50