机械设计第1章

1、机械设计基础主讲： 苏华(机电学院) E-mail: Tel:1365920529854 学时教材教 材目录第 章 绪论第一章 常用材料和结构工艺性第二章 工作能力计算基础第三章 机构运动简图及自由度计算第四章 螺旋机构第五章 平面连杆机构第六章 凸轮机构第七章 齿轮传动第八章 轮系和减速器第 九 章 带传动和链传动第 十 章 间歇运动机构第十一章 连接第十二章 联轴器和离合器第十三章 支承第十四章 轴第十五章 弹 簧第十六章 机械的平衡与调速第十七章 机械传动系统方案绪 论一、 引言二、认识机器三、 本课程的内容、性质与特点四、 学习本课程的意义教材教材引言引言 人类社会的进步源于不断地创新

2、，设计活动则是创新的策划、起点和关键 环节。 机器是人们改造世界和现代化生活的重要工具，机器的发明、使用和发展 是现代社会发展的一个重要创新过程。在这一创新过程中，人们总结出了 进行机械设计的理论与方法，从而为更高层次的创新与设计奠定了基础。 现代教育的目标是素质教育，而素质教育的核心应该是创新素质教育。作 为集中了人们关于机械及装备创新智慧的机械设计的理论与方法，应该是 同学们学习创新的理想内容。 关于机械设计的理论与方法是博大精深的，而作为大学本科阶段的一门课 程，机械设计课程的主要任务是讲述通用机械零部件的设计以及机械系统 设计的基础知识。 认识机器 关于机器传统的概念： 机器是可以转换

3、或传递能量并做有用功的实体，机器是人类体力的延伸。 关于机器现代的概念： 机器是可以转换或传递能量、物料和信息，并做有用功的实体，机器不仅是人类体力的延伸，还可以部分地替代人的脑力劳动。在学习机械设计课程之初，有必要对机械的组成，机械的基本概念有一个认识。认识机器认识机器1认识机器为了对机械（机器）有一个感性的认识。下面先看几个例子。1全自动洗衣机2减速器与变速器3工业机器人4汽车防抱死系统通过上述例子我们可以归纳以下几点： 1. 一个机械系统包含着机械结构系统、驱动动力系统、检测与控制系统；2. 现代的机器不仅可以承担人类的体力劳动，还可以是部分的脑力劳动。3. 一台机器的机械结构总是由一些

4、机构组成的，每个机构又是由若干零件组成的。有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件，如：螺钉、齿轮、轴承等；有些零件只有在特定的机器中才用到，称之为专用零件，如：洗衣机中的波轮、工业机器人的末端执行器等。 认识机器2工业机器人工业机器人的定义：其操作机是自动控制的，可重复编程、多用途，并可对三个和三个以上的轴进行编程。它可以是固定式或移动式。在工业自动化中使用。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，用以抓去或移动物体。机器人焊接机器人去毛刺认识机器3工业机器人数控加工中的工业机器人 认识机

5、器4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5-0工业机器人操作机工业机器人电机底座轴壳减速器滚子轴承基座认识机器5-1仿生机器人仿人机器人恐龙仿生蛇昆虫越障认识机器6-0机器的基本组成要素零件机械最基本的单元，是制造的单元； 几个名词：构件机械中的运动单元；机构实现一定运动转换的基本单元；例如：螺钉、齿轮等例如：车轮、发动机连杆例如：连杆机构，齿轮机构机器由机构组成，可以转换或传递能量并做有用功的实体 ；例如：机床、内燃机等。机械机构和机器的总称。常

6、用机构连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、带传动机构、链传动机构、棘轮机构认识机器6-1机器的基本组成要素 通用零件包括： 传动类 轴系类 联接类 其它类 专用零件例如：叶片、犁铧、枪栓、洗衣机的波轮、工业机器人的末端执行器等。 常用机构和通用零件是本课程的主要学习对象，而专用零件的设计方法应在有关专业课中学习。 ：轴、联轴器、离合器；滚动轴承、滑动轴承； ：螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶接构件；：弹簧、机架、箱体等。：齿轮传动、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动； 机器的另一种划分相关图片认识机器7一台完整的机器的组成大致可包括：原动机部分传动部分执行部分润滑、显示、照明等辅助系统控制系统传感器传

7、感器传感器认识机器 一个问题内容本课程的内容、性质与特点 本课程的主要内容是：学习机械系统设计的基础知识； 学习常用机构和通用零件设计方法。本课程中“设计” 的含义是指机械装置的设计，涉及到机构的运动规律、构件的受力分析、零件的应力、强度的分析计算，材料的选择、结构设计，考虑加工工艺性、标准化以及经济性、环境保护等问题。 机械设计结果的表现形式为：机构运动简图、机械工程图、说明书和计算机程序。 本课程所涉及的先修课程有：工程材料：非金属材料，金属材料及热处理。工程制图：设计的图形表达。机械制造基础：冷加工工艺，热加工工艺，快速成型。公差配合与技术测量：解决精度设计问题。理论力学：解决力分析与动

8、力计算。材料力学：解决结构强度分析问题。本课程的几个特点 涉及面广 关系多因与诸多先修课关系密切。 要求多运动、力、强度、刚度、寿命、工艺、重量、安全、经济性。 门类多各类零件，各有特点，设计方法各异。 公式多有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式。 图表多结构图、分析图、原理图、示意图、曲线图、标准、经验数表。 实践性强不仅读懂书就行，要多联系实际，要注重实践性环节。 无重点又都是重点，设计工作必须详尽，细小的疏忽也会导致严重事故。 设计问题无统一答案更多地谈论谁设计得更好，要注意发展求异思维。本课程的内容、性质与特点性质 注意处理好几个关系 零件的设计与选用 零件设计的两个主要途径。

9、 设计计算与结构设计 设计决非只是计算，同学更应重视结构设计的学习。 性能要求与经济性 永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。 经验设计与现代设计 二者均重要，前者是后者的基础。 具体的设计方法与一般的设计能力 前者是学习的形式，后者是学习的目的。本课程的内容、性质与特点特点 发动机连杆汽车发动机的活塞与连杆活塞连杆 轴瓦螺栓常用机构连杆机构齿轮机构凸轮机构一个问题一个问题电动机 1440r/min带式输送机（100r/min）Fv如何实现传动？ 学习的意义学习机械设计的意义工程技术知识体系的一个重要基础组成部分。人类活动离不开机械。现代的机械基本上是机电一体的系统。 现代机械的设计已很难作为个人的行为，总是一个群体的行为。在设计群体中应该有人偏重于机，有人偏重于电，有人侧重于控制。 设计人员应该具备现代机械系统 (包括机、电、控制等)的基本知识，这样才能在设计工作中做到相互协作与配合，才能形成总体的观念。