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1、机械设计基础01 本课程研究的对象和内容本课程研究的对象和内容绪绪 论论02 本课程在教学中的地位本课程在教学中的地位03 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0-1 本课程研究的对象和内容一、研究的对象一、研究的对象二、研究的内容二、研究的内容一、一、研究的对象研究的对象机械机械： 机器机器和和机构机构的总称的总称 1、机器、机器: 是根据某种是根据某种使用要求使用要求而设计的一种而设计的一种人为实物组人为实物组合合的的执行机械运动执行机械运动的装置，它可以用来的装置，它可以用来变换或传递变换或传递能量、物料、信息能量、物料、信息，以代替或减轻人类的劳动。，以代替或减轻人
2、类的劳动。 机器的实例主旋翼主旋翼尾尾旋旋翼翼机器的实例机器的实例潘存云教授研制典型机器的分析：典型机器的分析：1.1.内燃机内燃机内燃机内燃机组成：654387129101、汽缸体 2、活塞3、进气阀4、排气阀 5、连杆 6、曲轴7、凸轮8、顶杆9、10齿轮工作原理：工作原理：1.活塞下行，进气阀开启，混合气体 进入汽缸；2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩， 在顶部点 火燃烧；3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。潘存云教授研制设计：潘存云进气进气压缩压缩燃烧燃烧排气排气内燃机的工作过程：内燃机的工作过程：活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的
3、连续转动，该组合体称为：内燃机各部分的作用：内燃机各部分的作用：曲柄滑块机构凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮机构两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作，称为： 齿轮机构各部分协调动作的结果：化学能化学能 机械能机械能2 2、工件自动载送装置、工件自动载送装置含带传动机构、蜗杆传动、凸轮机构、连杆机构等。电动机电动机动爪动爪定爪定爪装配夹具装配夹具工件载送器工件载送器滑杆滑杆档块档块凸轮机构凸轮机构蜗杆传动蜗杆传动带传动带传动连杆机构连杆机构工件工件滑杆左移时，夹持器将工件夹住。滑杆带着工件右移时，夹持器动爪受挡块的压迫将工件松开，工件落入载送器被传送到下一道工序。强调代替
4、人类完成有用工作机器（三个特征）：机器（三个特征）：人为的实物组合（不是天然形成的）；人为的实物组合（不是天然形成的）；各实物单元具有确定的相对运动；各实物单元具有确定的相对运动；能完成有用的机械功或转换机械能，可能完成有用的机械功或转换机械能，可用来代替或减轻人类的劳动；用来代替或减轻人类的劳动； 机构一般机器包含四个组成部分：一般机器包含四个组成部分：动力部分动力部分、传动部传动部分分、控制部分控制部分和和执行部分执行部分。动力部分动力部分：为机器运转提供动力。常用的原动机有为机器运转提供动力。常用的原动机有电动电动机、内燃机、液压机、气动机机、内燃机、液压机、气动机等。等。机器的组成机器
5、的组成传动部分传动部分：把原动机的运动把原动机的运动和动力传递给执行机构和动力传递给执行机构 。如：如：常用的各种常用的各种减速和变速装置减速和变速装置均可作为传动机构。均可作为传动机构。 控制部分控制部分：用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其用来处理机器各组成部分之间，以及与外部其它机器之间的工作协调关系，它通常由它机器之间的工作协调关系，它通常由各种计算机各种计算机和和控制控制器器组成。组成。 执行执行部分部分：它是一部机器中最接近作业工作端的机构，通过它是一部机器中最接近作业工作端的机构，通过执行构件与被作业件相接触，来完成作业任务。如：起重机执行构件与被作业件相接触，来完成作业任务
6、。如：起重机中的中的起重吊运机构起重吊运机构和挖掘机中的和挖掘机中的挖掘机构挖掘机构。图中所示的焊接机器人就是典型的现代机器，它的执行系统是操作机，该系统可以实现六个独立的回转运动，完成焊接操作。驱动系统按动力源的不同可分为电动、液动或气动，其驱动机为电动机、液压马达、液压缸、气缸及气马达。传动系统可以是齿轮传动、谐波传动、带传动和链传动等。也可以将上述驱动机直接与执行系统相连。控制系统是控制器，它由计算机硬件、软件和一个专用电路组成。框架支撑系统是机座 。另外还有焊接电源装置等。焊接机器人由计算机协调控制操作机的机械运动，用于完成各种焊接工作。潘存云教授研制工业机器人全自动洗衣机控制器控制器
7、(控制控制)电动机电动机(原动原动)带带(传动传动)减速器减速器(传动传动)波轮波轮(工作工作)潘存云教授研制 能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。的基本组合体称为机构。2 2、机构机构凸轮机构凸轮机构连杆机构连杆机构齿轮机构齿轮机构间歇机构间歇机构 是一个是一个具有相对机械运动具有相对机械运动的构件系统，的构件系统，用用来传递与变换运动和力来传递与变换运动和力的可动装置。它是的可动装置。它是机器的机器的重要重要组成部分。组成部分。机构机构机构机构具有具有机器机器的前两个特征的前两个特征 。机构实例 机构只是一个构件系统，而机器
8、除构件系统外，还包机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还包含电气、液压等其它系统。含电气、液压等其它系统。（即一部机器可以包含一（即一部机器可以包含一个或若干个机构）个或若干个机构） 机构只用来传递运动和力，而机器除传递运动和力外，机构只用来传递运动和力，而机器除传递运动和力外，还具有变换或传递能量、物料和信息的功能还具有变换或传递能量、物料和信息的功能3 3、机构和机器的区别、机构和机器的区别构件：构件：是独立的运动单元。可以是是独立的运动单元。可以是 单一的整体，也可以是由单一的整体，也可以是由 几个零件组成的刚性结构。几个零件组成的刚性结构。零件：零件：是独立的制造单元。是独立的制
9、造单元。12341-连杆体连杆体 2-螺栓螺栓3-螺母螺母 4-连杆盖连杆盖连杆构件连杆构件通用零件：通用零件：齿轮、螺钉、弹簧齿轮、螺钉、弹簧专用零件：专用零件：气轮机的叶片气轮机的叶片 内燃机的活塞内燃机的活塞零件分为两大类：零件分为两大类：4 4、构件与零件的区别、构件与零件的区别 机械设计基础主要研究机械中的机械设计基础主要研究机械中的常用机构常用机构和和通用通用零件零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法方法 。二、研究内容本书分为以下几个部分：本书分为以下几个部分：1 1、第一章至第八章研究机械中常用机构、第一章至第八章研究机械中
10、常用机构（如：连杆（如：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系和间歇机构）机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系和间歇机构）2 2、第九章及其后各章着重研究常用的联结，机械传、第九章及其后各章着重研究常用的联结，机械传动，轴系零、部件和弹簧等动，轴系零、部件和弹簧等 。 机械设计基础机械设计基础如同机械制图、电工学一样，如同机械制图、电工学一样，是高等学校工科有关专业一门重要的是高等学校工科有关专业一门重要的技术基础课技术基础课。 它为我们学习专业机械设备课程提供必要的它为我们学习专业机械设备课程提供必要的理论基础理论基础。 使从事工艺、运行、管理的技术人员，在了使从事工艺、运行、管理的技术人员，在了解各
11、种机械传动原理、设备的正确使用和维护及解各种机械传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基础知识。设备的故障分析等方面获得必要的基础知识。02 本课程在教学中的地位本课程在教学中的地位一、地位一、地位二、学习本课程的注意事项：二、学习本课程的注意事项：1. 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、机械制图等课程基础之上的一门技术基础课。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。在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。在内容上虽然缺乏明显的系统性，但实践性很强。平时要多留意观察分析所遇到的
12、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它，以加深理解。2. 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。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设计上设法克服。在设计过程中，要从系统的观点、整体的角度出发，选择确定一个整体最佳方案。3.3.本课程的术语、符号、公式较多，必须给以足够的注意 正确理解术语的含义。 除少数基本公式外，对大多数公式来说都不需要
13、强记，只要能正确理解和使用即可。 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。 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，要勤思考、多实践。4. 要有工程观点 所谓工程观点就是要讲究经济、实用、高效。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，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。03 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一、机械设计的基本要求一、机械设计的基本要求 1 1、满足功能要求，能够准确实现预定的功能；、满足功能要求，能够准确实现预定的功能；2 2、工作可靠、工作可靠在预定的工作期限内不能失效；在预定的工作期限内不能失效；3 3、成本低廉。、成本低廉。二、机器设计的一般过程二、机器设计的一般过程 市场调市场调研研可行性可行性研究研究原理原理方案方案设计设计技 术技 术设设 计计试制试制试验试验小批生小批生产试销产试销投投产产设设计计任任务务书书定定出出最最佳佳方方案案装配图、装配图、零件图、零件图、技术文技术文件件样样机机评评价价改改进进考核考核工艺工艺性收性收集用集用户意户意见见产产品品销销售售教材： 参考书： 课时安排：考核方式：
