机械设计基础 第一章绪论

机械设计基础 材料科学与工程学院模具教研室 2012年2月 授课教师 丁时锋联系电话公地点 材料楼3楼新能源研究所 几点要求 一 每节课实行点名制度 二 考试严格按照学校的规定 平时成绩占40 40分 期末成绩占60 60分 三 平时成绩的管理 一 出勤成绩1 全满勤 出勤成绩100分 2 旷课1次 出勤成绩扣10分 旷课5次及以上取消本门课程考试 必须重修 3 学生病事假10学时以内 出勤成绩为15分 10学时以上达不到总课时的1 3 出勤成绩为10分 超过1 3的 出勤成绩为0分 4 迟到或早退一次扣5分 二 其他成绩课堂提问 平时作业 阶段测验 课程实验 课堂表现等 四 本课程答疑时间 周一至周五上班时间 材料学院办公室 1 1研究对象和内容1 2目的和地位1 3基本要求和设计过程1 4机械设计方法简介 第1章绪论 机械设计基础 绪论 1 1研究对象和内容 一 研究对象机械 机器和机构的总称 机器 原动机 工作机由制造单元经装配而成的组合体 结构各实物之间具有确定的相对运动 运动能完成机械功或转换能量 能量机构 平面机构 空间机构由制造单元经装配而成的组合体 结构各实物之间具有确定的相对运动 运动机器可以由一个机构组成 也可以由若干个机构组合而成 举例说明 机械设计基础 绪论 机械手 电力装置 控制器 计算机 液压站 1 工业机器人 机械设计基础 绪论 2 鄂式粉碎机 组成 电动机1 带轮2 4 偏心轴5 动鄂板6 肘板7 运动 电动机的转动通过带传动带动偏心轴转动 进而使动鄂板产生平面运动 与定鄂板一起实现压碎物料的功能 将电能 机械能 完成机械功 3 单缸四冲程内燃机组成 汽缸体 活塞 进 排 气阀 连杆 曲柄 凸轮 顶杆 齿轮 动作 吸气 压缩 作功 排气 凸轮和顶杆是用来启闭进 排气阀的 三个齿轮保证进排气阀 活塞之间形成有一定节奏的动作 以上各件实物的协同工作 便能使燃气的热能转换为曲柄转动的机械能 动 势能 内燃机 内燃机 构件 气缸 活塞 连杆 曲轴 齿轮 凸轮 推杆内燃机 机构 连杆机构 气缸 活塞 连杆 曲轴 齿轮机构 齿轮 凸轮机构 气缸 凸轮 推杆 气缸体 活塞 连杆 曲轴 齿轮 凸轮 推杆 机械设计基础 绪论 4 常用机构 机械设计基础 绪论 机械 机器 三个特征 人为的实物组合 不是天然形成的 各运动单元具有确定的相对运动 必须能作有用功 完成物流 信息的传递及能量的转换 机构 仅具备有 两特征 机器和机构的总称 5 概念 构件 运动单元体 零件 制造单元体 构件可由一个或几个零件组成 机架 机构中相对不动的构件 原动件 驱动力 或力矩 所作用的构件 输入构件 从动件 随着原动构件的运动而运动的构件 输出构件 机构 能实现预期的机械运动的各构件 包括机架 的基本组合体称为机构 二 研究内容 常用机构的运动特性 结构分析及设计方法连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 轮系 间歇运动机构 组合机构机械动力学设计通用机械零件的工作能力的验算与设计通用机械零件的结构设计 机械设计基础 绪论 1 2目的和地位 一 课程特点是一门具有工程特色的 极为重要的技术基础课联系工程实际紧密 讨论共性问题二 先修课程高等数学普通物理机械制图工程力学 机械制造 基础课 技术基础课 专业课 机械设计基础 比基础课更接近工程实际 承上启下 比专业课有更宽的研究面和更广的适应性 机械设计基础 绪论 三 学习本课程的目的 为后续课打好理论基础为机械产品的创新设计打下良好基础为现有机械的合理使用和革新改造打基础培养综合考虑问题的能力 机械设计基础 绪论 四 机械设计在国民经济中的地位 1经济竞争归根结底是设计和制造能力竞争工业化国家的财富60 80 是制造业创造的制造是将科技转化为财富的最后环节各发达国家重新重视制造业2机械制造业生产管理模式的转变 中小批量 个性化 柔性生产管理模式 大批量 单一化 流水作业生产管理模式 机械设计基础 绪论 3制造业市场竞争围绕TQCSF展开 上市时间Time质量Quality产品成本Cost服务Service灵活性Flexible 4竞争的焦点之一是设计成功的设计赢得了市场设计是科技成果转化为生产力的纽带设计是引进技术实现国产化的重要环节没有现代化设计就没有现代化产品 创新设计 机械设计基础 绪论 5设计在生产中的地位 设计是影响产品技术与经济指标的关键 设计占成本5 设计决定成本75 开发设计 制造 市场销售 机械设计基础 绪论 1 3基本要求和设计过程 一 课程任务学习一些机械的机构 结构的知识学习从实际结构抽象数学模型的技巧学习如何应用数学 力学知识解决具体的机械问题二 学习方法学习知识的同时 注重能力的培养注重逻辑思维的同时 加强形象思维能力的培养注重实践 多观察 分析与思考善于发现事物的共性 个性三 学习要求建立基本概念理解基本原理掌握基本方法了解国家规范 机械设计基础 绪论 四 机械设计的一般过程 1机器的组成 原动机部分 传动部分 执行部分 机械设计基础 绪论 2设计过程 产品是否具有创新性 很大程度上取决于原理方案设计 而这正是机械原理课程所研究的主要内容 原理方案图 结构设计草图 总装配图 机械设计基础 绪论 1 4机械设计方法简介 一 基础设计理论和方法 传统方法 二 现代设计理论和方法三 数字化设计理论与技术 机械设计基础 绪论 一 基础设计方法 摩擦学机械动力学机械的损伤和强度理论现代机构学典型零部件设计理论和方法 机械结构损伤和强度理论机械结构应力分析与监控结构疲劳强度理论和寿命预测机械强度可靠性理论与试验技术系统可靠性分析与设计 机械设计基础 绪论 二 现代设计方法 智能设计 优化设计 可靠性设计 并行设计 网络化协同设计 异地设计等 激烈的竞争 传统的手段 手工绘图 常规的计算方法 简单的计算工具 碰撞 CAD 机械设计基础 绪论 三