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1、绪论,机器的设计内容 零件的设计内容,0.1 课程概述,、 引言,在现代工业各领域内，广泛使用各种机械进行生产是最为主要的生产方式。 机械的发展、新机器的诞生推动着工业革命的到来，推动着生产力的进步和社会的向前发展。 制造业的发展水平高低是衡量一个国家生产力水平高低的重要标志之一。,在现代社会里，除机械制造行业外，在其他的工业行业（如采矿、冶金、化工、建筑等）中的近机械类和非机械类的工程技术人员和管理人员，同样也要经常接触各种机械设备，并要处理许多与机械有关的问题。 掌握一定的机械方面的基本知识非常必要。,二、课程的研究对象及课程内容,本书以各种机械中的常用机构及通用零部件为研究对象。 本书内
2、容按照分析已有机械受力和设计新机械的一般程序进行编排，同时兼顾相关学科的传统体系。 总体上，本书内容共包括两篇。第一篇主要介绍静力分析的基本理论；组成构件的各类零件承载能力的分析与计算。第二篇主要介绍各种常用平面机构的结构组成、工作原理、运动特点及设计；各种常用机械零部件的结构特点、工作原理、材料和设计计算等。,0.2 课程的性质和任务,、课程性质,本课程是一门专业技术基础课，首先要综合运用先修课程如高等数学、普通物理、机械制图、金属工艺学、金属材料及热处理等的基本知识，解决常用机构及通用零部件的受力分析和设计问题；其次，本课程的理论性、实践性比较强，是后继专业课程学习的重要技术基础，是模具专
3、业、汽车专业和非机械类专业的主干基础课程之一。该课程在教学中起着承上启下的作用，是工程技术人员的必修课程。,二、课程任务,通过对本课程的学习，模具专业、汽车专业和非机械类专业的学生应达到以下基本要求： 熟练掌握静力分析的基本理论和基本计算方法，零件承载能力的分析与计算方法，能解决日常生活和工作实际中有关构件的强度计算等问题。 熟悉常用机构的结构特点、工作原理及应用等基本知识，并具有初步分析和设计常用机构的能力。,掌握通用零、部件的类型、工作原理、失效形式、设计准则和设计方法，初步具有对一般工作条件和常用参数范围内的通用零、部件进行设计的能力。 使学生获得机械设计实验、设计简单机械及传动装置的基
4、本技能。 使学生具有运用标准、规范、手册、图册等相关技术资料的能力。 以上要求也就是本课程的任务。,0.3 课程的学习方法,本课程是一门专业技术基础课，是从理论性、系统性都很强的基础课向实践性较强的专业课过渡的一个转折点。 学习本书时具体应注意如下几点：,注意理论联系实际，学以致用，把知识学活。 注意本书内容的内在联系，抓住基本知识和设计两条主线。 实践性、工程性 本书的一些计算结果不具有唯一性。 注意重视结构设计。,0.4 机器的组成及相关概念,、机器的组成特征及其定义,任何一种机器都是为实现某种功能而设计制造的。,如图01所示的内燃机,当气体推动活塞时,通过连杆将运动传至曲轴,使曲轴转动。
5、内燃机的基本功能就是使燃气在缸内经过进气-压缩-燃烧-排气的循环过程,将燃烧的热能转变成使曲轴转动的机械能。,图02所示的颚式破碎机,偏心轴与带轮固连,电动机通过带传动驱动偏心轴转动,使动颚板作平面运动,轧碎动颚板与定颚板之间的矿石。颚式破碎机就是通过动颚板的平面运动实现轧碎矿石来做有用的机械功。,机器的种类繁多,其功能、结构、工作原理也各不相同,但从结构上和功能上看,各种机器都具有一些共同的特征。,1、机器的结构组成 通过对各种机器进行结构分析可以发现有个共同的特征： 都是人为的实物组合。 各实物之间具有确定的相对运动。 他们都能代替或减轻人类的劳动，去实现能量转换或完成机械功。,机器的功能
6、组成 从各实物在机器中所起的作用看，每一种机器基本都由个共同的部分组成，即动力部分、传动部分、执行部分、控制部分和辅助部分。,综上所述，考虑到随着技术的进步，新的机器如电子计算机等的出现，“机器”一词可广义定义为：机器是转换或传递能量、物料和信息，执行机械运动，部分代替或减轻人的脑力或体力劳动的一种设备。,二、机器的相关概念,相关的概念有：机械、机构、构件、零件等。 如果一个实物组合只具备机器个特征中的前两个，不讨论其做功与否，那么该实物组合就不能称为机器而被称为机构。因此机构和机器的根本区别在于：机构的功能只是用于传递运动和力，而机器的功能除传递运动和力外，还能实现能量、物料和信息的转换与传
7、递。当只从运动的观点来看时，机构和机器并无区别，工程上习惯将机器与机构统称为机械。,组成机构的，相互间作确定的相对运动的各个实物，称为构件，机构是由构件组成的，一个机构中可包括若干个构件。从运动的角度看，构件是机械中最基本的运动单元，每个构件都具有独立的运动特性，如图01中的齿轮4、5。而从加工的角度看，零件是机械中最基本的制造单元，每个零件都具有不可拆卸、不可再分的特性。构件可以是单一的一个零件，如图03所示的整体式曲轴；也可以是由多个零件组成的一个刚性整体如图04所示的连杆，它由连杆体、螺栓、连杆盖、螺母等若干个零件组成。,螺栓 轴 齿轮 弹簧等,在机器中，对于一套协同工作且完成共同任务的
8、零件组合，称为部件。 部件也分为通用部件和专用部件，如减速器、轴承、联轴器等属于通用部件；而汽车转向器、模具中的型芯、型腔等则属于专用部件。,0.5 机械设计的基本要求和一般程序,机械设计是指规划和设计实现预期功能的新机械或改进原有机械的性能。,机 器,可 靠 性,使 用 功 能,经 济 性,劳保、环保,其它要求,机械的类型很多，但设计机械应满足的基本要求大致相同，主要是：在满足预期使用功能的前提下，经济性能好、生产效率高、制造成本低、采用新技术、造型美观和满足特殊要求（如经常移动的机械应便于拆卸、运输和安装；食品、纺织机械不能污染产品等），在预定的使用寿命时间内安全可靠、操作简便、维护方便等
9、。,明 确 任 务,物理、化学、机械,设计机器的一般程序：,寿命周期,零件设计步骤：,设计计算步骤：,机械设计的内容主要包括：确定机械的工作原理，选择合适的机构；拟定设计方案；进行运动分析和动力分析，计算作用在各构件上的载荷；进行零部件承载能力分析、失效分析和设计计算；总体设计和结构设计。,在明确了机械设计的基本要求和主要内容后，就可以开始设计了。不同的机械，设计方法、设计步骤各不相同，没有固定的、一成不变的设计程序。但对于各种机械来说，其设计的一般程序基本相同。 任何一台机器的诞生，都要经过从感觉到某种需要而萌生设计理念，明确设计要求开始，到设计、制造、鉴定、产品定型和批量生产等一系列过程。这就是机械设计的一般程序。,