机械设计基础课件第1章 总论

1、机械设计基础国家级精品课程教材电子工业出版社主编：唐林虎副主编：张亚萍等 第1章 总论第1章 总论 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 1 1.2 本课程的地位、内容与任务 21.3 本课程学习的目的、方法与特点 31.4 机械设计的基本要求和一般步骤 4 课后习题参考答案教学要求（1）明确学习本课程的目的、内容、特点及方法；（2）理解机械的组成； （3）掌握机器、机构、构件和零件等专业术语的涵义及区 别、联系；（4）了解机械设计的基本要求和设计步骤 重点与难点重点：机器、机构、构件和零件之间的区别与联系，机械设计 的基本要求和一般步骤。 第1章 总论 机械发展的历史是一部创新的历史，机械

2、设计的发展按时间可分为三个阶段: 第一阶段：从古代社会至17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段； 第二阶段：从17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计阶段； 第三阶段：从第二次世界大战结束至今为现代机械设计阶段。1.1.1 机械设计发展概述 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 1机械设计起源和古代机械设计1.1.1 机械设计发展概述 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 第一阶段余姚河姆渡遗址 石铲 早期：石器的使用标志着机械设计起源和古代机械设计阶段的开始。 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 周易中记载的机械产品 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 秦汉时期的机械产品 成

3、熟期： 到秦汉时期，我国机械设计和制造已达到相当高的水平，在世界机械工程史上占有十分重要的位置。1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 造纸术 全面发展期：唐代是我国机械发展进入的一个新时期，与许多国家开展了经济、文化和科学技术的交流。陶瓷1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 达芬奇的机械设计图 到了近代特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前。2近代机械设计 近代机械设计这一时期，对机械设计提出了很多要求，各种机械的载荷、速度、尺寸都有了很大的提高，因此机械设计理论也在古典力学的基础上得到了迅速发展。材料力学、弹性力学、流体力学、机械力学、疲

4、劳强度理论等都取得了大量的成果，建立了自己的学科体系。1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 达芬奇的机械设计图 第二次世界大战之后，现代社会机械广泛应用于生产、生活等各个领域，并已成为衡量一个国家技术水平和现代化程度的重要标志。 3现代机械设计 我国在现代机械设计方面起步较晚，但经过多年的努力，我国在现代设计方法的研究方面已经取得了可喜的成绩，现在的中国可以自豪的称为“世界的工厂”，“Made in China”已是世界闻名。 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 机器由动力部分、传动部分、执行部分、控制系统和辅助系统五部分组成。1.1.2 机械系统的组成1.1 机械设计的发展及机械系统的

5、组成 动力部分是驱动整部机器以完成机器预定功能的动力源，包括动力机及其配套装置。如轿车中的发动机。1动力部分2执行部分 执行部分包括执行机构和执行构件，其功能是驱动执行构件按给定的运动规律运动，以实现预期的工作，即为用来完成机器预定功能的组成部分。如轿车的车轮。 3传动部分 传动部分是把动力部分的运动和力传递给执行部分的中间装置。如轿车中的离合器、变速箱、传动轴、差速器等。1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 操纵和控制系统是为了使动力部分、传动部分、执行部分彼此协调工作，并准确可靠地完成整机功能的装置。如轿车中的转向盘、排挡杆、刹车、节气门等。4操纵和控制系统5辅助系统 辅助系统使机器能更

6、好的完成预定功能，包括照明灯、消音减震设备、冷却、润滑和降温设备等。如轿车中的仪表、车灯、刮水器等都属于辅助系统。 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 机械系统的组成 1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 人们在生产和生活中广泛使用着各种类型的机器，如内燃机、起重机、金属切削机床、汽车、洗衣机、缝纫机、电视机等。1机器 1.1.3 机器、机构、零件、构件与部件 内燃机 机器和机构一般总称为机械，即为本课程的研究对象。1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 牛头刨床点击动画1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 抽油机点击动画1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 机器人焊机点击动画1.1

7、 机械设计的发展及机械系统的组成 机器人装配点击动画1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 1.1.3 机器、机构、零件、构件与部件 点击动画 活塞下行，进气阀打开，燃气被吸入汽缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动 活塞上行，排气阀打开，排出废气工作过程：1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 1.1.3 机器、机构、零件、构件与部件 ）由许多构件经人工组合而成。 ）这些构件之间具有确定的相对运动。 ）可代替人的劳动，转换机械能（如内燃机可将热能转换为机械能）或完成有用的机械功（如金属切削机床的切削加工）。 机器的共同特征1.1 机械设计的发

8、展及机械系统的组成 1.1.3 机器、机构、零件、构件与部件 机构：具有机器前两个特征的多构件组合体称为机 构。 构件：机器中运动的基本单元；零件：机器中最小的制造单元；部件：为实现一定的运动转换或完成某一工作要求，把若干 构件组装到一起的组合体称为部件。 机器组成部件1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 机构部件1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 机器组成部件1.1 机械设计的发展及机械系统的组成 通用零件： 在各种机器中经常使用的零件。 如：螺栓、螺母专用零件： 仅在特定类型机器中使用的零件，如：活塞，曲轴。零件分类通用零件 专用零件 1.2 本课程的地位、内容与任务 1.2.1 本

9、课程的地位1.2.2 本课程的内容本课程是一门技术基础课，要综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量等课程的知识，解决常用机构和通用零部件的设计问题。它研究的是各种机械所具有的共性问题，是从基础课到专业课之间的联系环节，起着承上启下的作用。研究常用机构的工作原理、结构形式、运动特性及设计方法。 介绍机械系统的设计思路和设计方法。 1.2 本课程的地位、内容与任务 1.2.3 本课程的任务本 （1）掌握常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、应用场合和运动设计的方法； （2）具备正确选择常用机械零件的类型、代号等基础知识； （3）获得正确使用和维护机械设备的基本知识； （4

10、）具有运用标准、规范、手册以及查阅有关技术资料的能力，为后续的专业课程及相关的技能训练奠定必要的基础。1.3本课程学习的目的、方法与特点1.3.1 本课程学习的目的 （1）通过对本课程的学习，使学生对常用机械的传动原理、结构形式、运动特性有正确的了解； （2）初步具备运用机械设计资料来设计常用的机械传动装置和简单机械的能力，为学生将来从事机械新型产品的设计与开发提供必要的理论基础； （3）使学生具备正确使用、维护设备和分析其故障的能力。 1.3本课程学习的目的、方法与特点1.3.2 本课程学习的方法1着重理解基本概念2建立工程观点3将一般原理和方法与具体运用相结合4学会创新1.3.3 本课程学习的特点 （1）与基础课相比，更接近工程实际，与专业课相比，有更宽的研究面和更广的适应性； （3）该课程专业跨度大、层次多、覆盖面广，是一门应用科学。 （4）机械设计是一项创造性的工作， （2）本课程主要分为理论教学、实验课和课程设计三大环节。 1.4 机械设计的基本要求和一般步骤 1.4.1 机械设计的基本要求 1. 使用功能要求2. 工作可靠性