机械设计基础概论ppt课件

第 1 章 机械设计基础概论,1.1 认识机械设计基础 1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤 实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征,第1章 概论,基本要求 1、掌握机器和机构、构件和零件、通用零件和 专用零件等概念 2、了解本课程研究的对象和内容，以及本课程 的性质和任务,第1章 概论,重点 机器和机构、构件和零件、通用零件和 专用零件等概念,难点 机器与机构的区别,思考题 1、机器与机构的区别和联系。 2、在机械中属于制造单元的是 A、构件 B、零件 C、部件 3、机械与机构相比，不具备特征 A、人为的各个实物组合 B、各实物之间有 确定的相对运动 C、作有用功或转换机械能 4、构件定义的正确表述是 A、构件是机器的制造单元 B、构件是机器的 运动单元 C、构件是机器的装配单元,第1章 概论,在机械发展方面，我国人民有着光辉的成就，汉朝张衡的侯风地动仪、西汉时期的指南车和记里鼓车、元朝黄道婆的织布机、秦始皇陵发掘出土的大型彩绘铜车马等都是我国劳动人民智慧的结晶，充分显示了我国劳动人民卓越的创造才能。,不论是人们的衣食住行，还是能源、材料、信息等工程领域的发展，都离不开机械技术的支持。机械的发展程度、机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。,机械设计基础是研究机械类产品的设计、开发、改造，以满足经济发展和社会需求的基础知识课程。,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,1.1.1 本课程的研究对象,主要研究的对象是机械,机械是机器与机构的统称机器是若干机构的组合体,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,内燃机也是由三种机构组成 1、曲柄滑块机构将活塞的往复移动转化为曲柄的连续转动 2、齿轮机构改变转速的大小和转动的方向 3、凸轮机构将凸轮的连续转动转变为推杆的往复移动 机器一般由原动机、传动部分、执行部分和控制部分组成 原 动 机机器的动力来源,常用电动机、内燃机 执行部分完成工作任务的部分 传动部分把原动机的运动或动力传递给执行部分，通常由一些机构地 （连杆机构、凸轮机构等）或传动形式（带传动、齿轮传动 等）组成 执行部分实现或终止各自预定的功能部分。控制机构（凸轮机构）,机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。如,半自动钻床实现确定的机械运动，又作有用的机械功,内燃机转换能量,机械手传递物料,照相机传递信息,机构：仅能起着运动的传递或运动形式的转换作用。如,齿轮机构传递运动,凸轮机构转换运动,机器与机构的特征： 机器与机构都是由人为实体构件组合，各实体构件之间具有相对运动,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,构件：组成机构的具有相对运动的实物 ，是机构运动的最小单元。可以是一个零件，也可以是由几个零件组成的刚性结构。,零件：机械制造中不可拆的最小单元体。 构件与零件的根本区别： 构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。,单一零件曲轴,多个零件的刚性组合连杆,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,专用零件：例如：活塞、曲轴、叶片、犁铧、枪栓等。,通用零件：例如：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动；轴、联轴器、离合器、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。,零件可分为两类：,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,构 件 通用零件 专用零件,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,部件：若干个零件的装配体,（1）机构的运动简图和自由度计算； （2）平面连杆机构、凸轮机构的组成原理、运动分析及轮廓设计； （3）各种联接零件（螺纹联接、键销联接等）的设计计算方法和标准选择； （4）各种传动零件（如带传动、齿轮传动等）的设计计算和参数选择； （5）轴系零件（如轴、轴承等）的设计计算及参数类型选择；,1.1 本课程的研究对象、主要内容及任务,1.1.2 本课程研究的主要内容,1.1.3 本课程的主要任务,（1）了解常用机构的工作原理、运动特性、结构特点； （2）掌握零部件的受力分析和强度计算方法； （3）具备正确分析、使用及维护机械的能力，掌握通用零件的设计原理和 方法，具有运用机械设计手册、标准、规范等设计资料设计 简单机械 的能力。,1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤,强 度：是指构件在载荷作用下，抵抗破坏或塑性变形的能力。齿轮 的轮齿不能破损或折断，使之有足够的强度以保证它们能正 常工作。 强度失效：构件因强度不足而丧失正常功能。 刚 度：是指构件在载荷作用下，抵抗变形或保持弹性变形不超过允 许数值的能力。 刚度失效：构件因刚度不足而丧失正常的工作能力。,失效形式：强度、刚度、磨损失效是主要失效形式。,失 效：机械零件由于某种原因丧失正常工作能力。,1.2.1 机械零件的失效及主要失效形式,1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤,强度失效,刚度失效,1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤,1.2.2 机械零件的设计准则,1、强度准则,2、刚度准则,3、耐磨性准则,4、振动稳定性准则,5、散热性准则,1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤,1.2.3 机械零件设计的一般步骤,根据零件的工作条件 合理选择零件的材料,根据机器工作条件 计算作用在零件上的载荷,根据零件的使用要求 选择零件的类型及结构形式,绘制零件工作图 拟定技术要求,根据工艺性及标准化的要求 设计零件的结构及其尺寸,按照相应的设计准则 确定零件的基本尺寸,实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征,以内燃机为例 功用：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器,组成：机架(气缸体)、曲柄、连杆、活塞、进气阀、排气阀、推杆、凸轮、齿轮,活塞下行，进气阀打 开，燃气被吸入汽缸,工作过程：,实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征,内燃机,机械手,半自动多轴钻床,凸轮机构,齿轮机构,照相机,