学习机械设计基础.ppt

课前 一、课程名称：机械设计基础 二、教 材：机械设计基础（第五版）杨可桢等 三、参 考 书： 1.濮良贵、纪名刚等.机械设计（第八版）,北京：高等教育出版社,2007. 2.陈立德.机械设计基础,北京：高等教育出版社,2004. 3.郭瑞锋.机械设计基础导教导学导考,西北工业大学出版,2005. 4.参考学习网站： 中国开放式教育资源网：/cn/index.htm（有世界著名 大学的 课程） 中国高等教育资源网：/ 中国机械网：/ 四、要求： 课堂纪律、回答问题情况； 考勤（5次课堂点名）； 作业情况。 六、考试形式：闭卷，满分100分， 七、成绩：满分100分。卷面占70，平时占30（课堂纪律10分、考勤5分、作业10分 、实验5分） 第0章 绪论 主要内容： 1.课程研究的 对象和内容 2.本课程在教学中的 地位 3.机械设计的 基本要求和一般过程 4.学习本课程中应注意的 问题 0-1 本课程研究的 对象和内容 一、名词术语 1.零件 u是机器加工(制造)的 最小单元 体。 u若将一部机器进行拆卸，拆到 不可再拆的 最小单元就是零 件。 2.构件 u构件是机构运动的 最小单元体，是组成机构的 基本 要素。 u构件可能是一个零件，也可能是由若干零件固联在一 起的 一个独立运动的 整体 。 u注意：构件与零件联系与区别 3.机构 u机构是用来传递运动和力的 、有一个构件为机架的 、用 构件间能够相对运动的 连接方式组成的 构件系统。 u从其功能来理解，机构是用来传递运动(或改变运动的 形 式)和力的 可动装置。 u从机器的 特征来看，机构是具有确定相对运动的 构件组 合体。如下图所示的 连杆机构和齿轮机构。 齿轮机构 四足机器人（四杆机构） 0-1 本课程研究的 对象和内容 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 冰淇淋灌装机构 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 蜂窝煤压制机 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 刻字机 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 牛头刨床 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 轧钢机 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 铁板输送装置 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 内燃机气缸 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 机械手 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 插秧机 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 打谷机 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 电阻自弯机 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 玩具-跳跳鸡 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 玩具乌龟 机构的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 玩具-熊猫吹泡泡 4.机器 n机器是由若干机构组成的 ，用来变换或传递能量、物料 和信息的 装置。如图所示内燃机、装载机、挖掘机、焊 接机器人、牛头刨床和自行车等就是常见的 机器。 0-1 本课程研究的 对象和内容 挖掘机焊接机器人 u机器的 组成：就功能而言，机器一般包括四个基本 组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行 部分。也包括一些辅助部分如冷却系统、润滑系统 等等。 u根据机器的 作用不同，习惯上也将机器分为原动机 和工作机。 u将其它形式的 能量变换为机械能的 机器称为原动 机。利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的 机器称为工作机。 0-1 本课程研究的 对象和内容 n机构与机器的 区别：机构只有一个构件系统，而机器除 构件系统之外还包含电气、液压等其它装置；机构只用 于传递运动(或改变运动形式)和力，而机器除传递运动和 力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的 功能。 0-1 本课程研究的 对象和内容 5.机械 机器和机构的 总称。 零 件 构 件 机 构 机 器 组成组成组成 机 械 n这些基本概念之间的 关系 u机械在各行各业的 应用 0-1 本课程研究的 对象和内容 欧洲工业时期最早出现的 汽车 0-1 本课程研究的 对象和内容 悍马轿车 0-1 本课程研究的 对象和内容 国产J10 0-1 本课程研究的 对象和内容 美国 F117 0-1 本课程研究的 对象和内容 “勇气号”火星探测器 0-1 本课程研究的 对象和内容 美国小鹰号航母 0-1 本课程研究的 对象和内容 中国元级核潜艇 0-1 本课程研究的 对象和内容 旋转导向钻井工具 0-1 本课程研究的 对象和内容 游梁式抽油机 二、设计的 定义 u人类通过劳动改造世界，创造物质财富和精神 财富，而最基础、最主要的 活动是造物。设计 便是造物活动进行预先的 计划，可以把任何造 物活动的 计划技术和计划过程理解为设计。也 可以理解为将人们头脑中的 思考的 物体变成实 际物体的 形式，为此而作出的 全部信息数据的 工作就是设计。换一句话说，设计就是人类大 脑活动变成物化的 中间桥梁。 0-1 本课程研究的 对象和内容 三、本课程研究的 对象和内容 u研究对象：机械（机构和机器）设计。 u研究内容：机械中的 常用机构和通用零件的 工 作原理、结构特点、基本的 设计理论和计算方 法。 u内容主要有以下几个方面： 1. 机械零件常用材料及结构强度 u主要介绍机械零件常用材料及其选用原则，零 件受力及变形的 基本形式及其强度计算。 0-1 本课程研究的 对象和内容 2. 常用传动机构及机构运动方案设计（体现创新的 工作 ） 机构的 组成原理 u研究构件组成机构的 原理以及各构件间具有确定运 动的 条件。 常用机构的 分析和设计 u对常用机构的 运动和工作特点进行分析，并根据一 定的 运动要求和工作条件来设计机构。 机构运动方案设计 u根据机器的 工作要求选择机构的 类型，并将这些机 构合理地组合成为传动系统。 0-1 本课程研究的 对象和内容 3. 通用零件设计 u根据使用范围的 不同，机械零件可分为两类：一类为广 泛用于各种机械的 通用零件，如齿轮、螺钉、轴等；另 一类则是只用在某些机械中的 专用零件，如叶轮、活塞 等。本课程只研究通用零件的 设计和选用问题，包括零 件工作能力设计和结构设计（如轴、齿轮、带轮、链轮 等），以及标准零、部件的 选用等问题（如轴承、螺栓 等）。 4. 机械结构设计 （体现创新的 工作） u从使零部件具有较好的 加工和装配工艺性及技术经济性 出发，以对零部件的 功能、性能、生产成本进行综合分 析和比较为基础，进行合理的 结构设计。 0-1 本课程研究的 对象和内容 5. 有关机械总体设计中的 一些问题 u如机械的 平衡和调速，机械设计的 基本要求和一 般步骤，工作循环图等。 0-1 本课程研究的 对象和内容 n机械的 设计制造及使用水平是衡量一个国家 现代化程度的 重要标志（我国目前设计水平 是先进的 ，使用水平也是先进的 ，就是制 造方面是一个瓶颈）。 n机械设计基础是一门研究机械传动及其设计 中的 一些基础知识的 课程，是高等学校工 科有关专业的 一门重要技术基础课。 0-2 本课程在教学中的 地位 一、机械设计的 基本要求 1.设计机械应满足的 基本要求是： 在满足预期功能的 前提下，性能好、 效率高、成本低，在预定使用期限内 安全可靠、操作方便、维修简单和造 型美观等。 0-3 机械设计的 基本要求和一般过 程 2 .具体有如下三个方面要求： 使用要求:所设计的 机械应在规定的 寿命期 限内能正常完成预期的 使用功能。这是最主 要的 要求。 经济要求:所设计的 机械设备应在设计、制造 和使用的 全过程中都有低的 成本。 社会要求:操作要方便，使操作者感到安全舒 适；要有大方宜人的 外形和色彩，具有市场 竞争力；要符合国家环境保护等有关法令。 0-3 机械设计的 基本要求和一般过 程 机械设计的 一般过程 一、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 之后的 一门技术基础课。它不是专业课，不专门研究 某一种机械，而是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。 在本课程的 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。本课程在内 容上虽然缺乏明显的 系统性，但实践性很强。要学好 本课程，平时要多留意观察分析所遇到的 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。 0-4 学习本课程中应注意的 问题 二、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。 0-4 学习本课程中应注意的 问题 三、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 。 0-4 学习本课程中应