机械设计基础在工程技术中的地位和作用.ppt

绪论,绪论,机械设计基础在工程技术中的地位和作用 机械概述 该课程的性质、内容、任务和学习方法,1.机械设计基础在工 程技术中的地位和作用,该课程研究机械设计中的共性问题，是机械设计工程的技术基础，应用广泛。 机械设计的程序，实际上是对机械设计基础所研究内容的系统应用过程。 工程上进行机械设计时，首先，将构件按照机械的工作原理要求组成机构；其次，分析各构件的运动情况及构件在外力作用下的平衡问题；第三，分析构件在外力作用下的承载能力问题，合理地选择材料、热处理，确定构件（零件）的形状、具体结构、几何尺寸、制造工艺；最后，绘制零件工作图，待加工。,（1）掌握名词 机器和机构、构件和零件 （2）机器的组成 （3）机械的类型,机器,具有以下三个特征的实物组合体称为机器。 1.都是人为的各种实物的组合。 2.组成机器的各种实物间具有确 定的相对运动。 3.可代替或减轻人的劳动，完成 有用的机械功或转换机械能。,机构,它是具有确定相对运动的各种实物的组合，它只符合机器的前两个特征。（如齿轮机构） 机构主要用来传递和变换运动。 机器主要用来传递和变换能量。 从结构和运动学的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将机器和机构统称为机械。,带式输送机传动简图,零件和构件,零件是组成机器的最小单元，也是机器的制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。 各种机器经常用到的零件称为通用零件。 特定的机器中用到的零件称为专用零件。 构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成的。,机器的组成,根据功能的不同，一部完整的机器由以下四部分组成： 1.原动部分：机器的动力来源。 2.工作部分：完成工作任务的部分。 3.传动部分：把原动机的运动和动力传递给工作机。 4.控制部分：使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。,机械的类型,根据用途不同，机械可分为： （1）动力机械 实现机械能与其他形式能量间的转换。 （2）加工机械 改变物料的结构形状、性质及状态。 （3）运输机械 改变人或物料的空间位置。 （4）信息机械 获取或处理各种信息。,3.本课程的性质、内容 任务和学习方法,（1）机械设计基础是一门综合性的技术基础课，其研究对象和课程内容： 第一篇 构件静力分析 第二篇 构件承载能力计算 第三篇 常用机构 第四篇 常用机械传动 第五篇 通用机械零部件,3.本课程的性质、内容 任务和学习方法,（2）机械设计基础课程的任务： 能熟练地运用力系平衡条件求解简单力系的平衡问题。 掌握零部件的受力分析和强度计算方法。 熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法，具备正确分析、使用和维护机械的能力，初步具有设计简单机械传动装置的能力。 具有与本课程有关的解题、运算、绘图能力和应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。,3.本课程的性质、内容 任务和学习方法,（3）学习方法 抓好基本学习环节 学会综合运用知识 学会知识技能的实际应用 学会总结归纳 学会创新,第一篇 构件静力分析,研究对象： 平衡状态的刚体或刚体系统 研究内容： 物体的受力分析； 力系的简化； 物体在力系作用下处于平衡的条件及其在工程实践中的应用。,1.静力分析的基本概念,力：物体间的相互机械作用，使物体的运动状态或形状尺寸发生改变。（外效应和内效应） 力的三要素及表示方法 力系与等效力系（合力和分力） 平衡与平衡力系 刚体：在外力作用下，大小和形状保持不变的物体。静力学中研究的物体均可视为刚体。,力的三要素及表示方法,物体间机械作用的形式是多种多样的，力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点，这三者被称为力的三要素。 力矢量用一条有向线段表示，线段的长度表示力的大小；线段的方位和箭头表示力的方向；线段的起点或终点表示力的作用点，力的国际单位为牛顿（N）。,2 静力学公理,公理1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。 对于变形体而言，二力平衡公理只是必要条件，但不是充分条件。,2 静力学公理,公理2 加减平衡力系公理：在已知力系上加上或者减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 推论1 力的可传性原理 作用在刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用效应。（如图）,2 静力学公理,公理3 力的平行四边形公理 作用在刚体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小、方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。,2 静力学公理,推论2 三力平衡汇交原理：作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线通过汇交点。,2 静力学公理,公理4 作用与反作用公理 两物体间的作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一条直线，分别作用在这两个物体上。 作用力与反作用力互相依存、同时出现、同时消失，分别作用在相互作用的两物体上