机械设计基础绪论.ppt

FoundationofMachineDesign 华北电力大学能源动力与机械工程学院机械教研室滕伟 机械设计基础 0 1本课程研究的对象和内容 0 2本课程在教学中的地位 0 3机械设计的基本要求和一般过程 绪论 本课程的研究对象 机械 0 1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 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 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 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 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 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 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 认识机器5 工业机器人 三 牛头刨床 四 动力机械 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 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 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 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 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 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 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 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 0 2本课程在教学中的地位 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 0 3机械设计的基本要求和一般过程 3 仔细