工学机械设计基础绪论ppt课件

FoundationofMachineDesign,机械设计基础,1,01本课程研究的对象和内容,02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,绪论,2,本课程的研究对象-机械,01本课程研究的对象和内容,机器的概念：机器(Machine)是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量(Energy)、物料(Materials)或信息(Information)。如内燃机、电动机、洗衣机、机床、汽车、起重机，各种食品机械。,人类为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。,3,原动机：将其他形式的能量变换为机械能。(如内燃机和电动机分别将热能和电能变换为机械能）。,工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息。（如发电机把机械能变换成为电能，轧钢机变换物料的外形等等）。,机器的分类：原动机和工作机,4,典型机器的分析：,一、内燃机,组成：,汽缸体1、,活塞2、,进气阀3、,排气阀4、,连杆5、,曲轴6、,凸轮7、,顶杆8、,齿轮9、10,工作原理：,1.进气阀开启，混合气体进入汽缸；,2.活塞上行，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，通过连杆转变为曲轴的连续转动；,4.排气阀开启，废气体被排出汽缸。,5,设计：潘存云,进气,压缩,爆炸,排气,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连续转动，该组合体称为：曲柄滑块机构,内燃机各部分机构的作用：,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：,6,二、工业机器人,工业机器人包括操作机和控制系统（硬件和软件）。所谓操作机是一种机器，其机构通常是由一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成。它通常有几个自由度，用以抓取或移动物体。,注：左键单击图片可演示视频,机器人焊接,机器人去毛刺,7,工业机器人,数控加工中的工业机器人,注：左键单击图片可演示视频,8,工业机器人,示教板用于输入控制命令或控制程序,控制系统用于控制操作机各关节内伺服电机的运动,工业机器人的组成,操作机在控制系统的控制下，实现各种复杂运动。每个关节内有电动机和减速器,9,认识机器5,工业机器人,10,三、牛头刨床,四、动力机械,11,机器的共有特征：,人为的实物组合体；,各部分有确定的相对运动；,代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换,机构的特征：人为的实物组合体。各实体之间具有确定的相对运动。,机器和机构的明显区别：机构为构件系统，仅传递运动和力机器不仅包括机构，还包括电气、液压等装置，不仅传递运动和力，还进行能量等的变换与传递,12,机械机构和机器的总称,从运动的观点来研究机器：机器由机构组成，机构由若干构件组成，各构件之间具有确定的相对运动；一部机器可以包含一个机构（如电动机），也可以包含几个机构。,13,控制器(控制),电动机(原动),带(传动),减速器(传动),波轮(工作),五、分析自动洗衣机的组成：,潘存云教授研制,14,机器的组成：,动力部分是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内燃机。,执行部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。,传动部分联接原动机和工作部分的中间环节。,控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。,动力,传动,执行,控制,其关系如下：,15,构件是运动的单元；它是可以由一个零件组成，也可以是由几个零件组成的刚性结构。,零件是机械制造中不可拆的最小单元。,通用零件在各类机械中都能用到的零部件。,零件,专用零件只有在特定机械中才能用到零部件。,16,连杆是内燃机中的一个构件，它由连杆体1、连杆盖2、轴瓦3、4和5以及螺栓6、螺母7、开口销8等零件构成。,六、连杆,17,研究内容：1、常用机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）的工作原理、结构特点、运动学和动力学。2、通用零件（联接零件如螺栓、键、销；传动零件如齿轮、带、链；轴系零件如轴、轴承、联轴器）的强度、刚度、耐磨性、润滑、装配和材料选择等。,18,课程性质：技术基础课,作用：承前启后,本课程的特点：是工程制图、工程材料及理论力学，材料力学、金工实习等理论知识和实践技能的综合运用。,同时，通过本课程的学习，可为今后进行机械设计基础课程设计打下基础。,通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养同学们初步具备运用手册设计简单机械设备的能力，为今后操作、维护、管理、革新设备创造条件。,02本课程在教学中的地位,19,机械设计-设计实现预期功能的新机械或改进原有机械的性能。,基本要求：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、维修简单和造型美观。,机械设计的内容：,1.确定机械的工作原理，选择合宜的机构；,2.拟定设计方案；,3.进行运动分析和动力分析，计算各构件上的载荷；,4.进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。,03机械设计的基本要求和一般过程,20,3）仔细观察实物