机械设计基础-第0章绪论

机

械

设

计

基

础绪

论TheoryofMachinesandMechanisms机械设计基础0-1机械设计的研究对象机械=机器+机构汽缸体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<1>进气阀开，排气阀闭，活塞下行，混合气体进入汽缸；12345678910<2>进气阀闭，排气阀闭，活塞上行，混合气体被压缩；<3>进气阀闭，排气阀闭，点火燃烧，高压燃烧气体推动活塞下行；<4>进气阀闭，排气阀开，活塞上行，废气被排出汽缸体。进气压缩做功排气单缸四冲程内燃机工作原理：机器的共同特性1组成角度：人为的实物组合2运动角度：各部分之间具有确定的相对运动3功能角度：能够代替人的劳动完成有用功或者实现能量的转换或者传递信息

机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。能将化学能、电能、水力、风力、......等能量转换为机械能的机器。如内燃机、电动机、风力机、......等。机器种类繁多，大致可分为以下两大类：A)原动机利用机械能来完成有用功的机器。如各种机床、轧钢机、纺织机、印刷机、包装机、......等。B)工作机

机器的组成

根据功能的不同，一部完整的机器由四大基本部分组成：

1.原动机：机器的动力来源。

2.传动装置：把原动机的运动和动力传递给工作机。

3.工作机：完成生产任务的部分。

此外，为了准确完成工作要求，通常机器还包含控制部分，使机器的原动部分、传动部分、工作部分按一定的顺序和规律运动，完成给定的工作循环。

原动机

传动

工作

控制

内燃机中基本组合体的名称及作用：1活塞的往复运动通过连杆转变为曲柄的连续转动——曲柄滑块机构2凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀——凸轮机构3两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调工作——齿轮机构我们称这些运动的基本组合体为机构。内燃机曲柄滑块机构齿轮机构凸轮机构机构的共同特性1组成角度：人为的实物组合2运动角度：各部分之间具有确定的相对运动具有确定机械运动的构件系统，用来传递运动和力。机构机器和机构的不同处一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。机器的研究重点是功能问题，与应用有密切的关系。机构的研究重点是在其结构、运动和力作用等基本方面。构件与零件构件是运动的单元零件是制造的单元构件可以是单一的零件，也可以是由几个零件组成的刚性结构。内燃机连杆连杆体连杆头螺栓垫圈螺母连杆轴套轴瓦零件的类型（1）通用零件：是以一种国家标准或者国际标准为基准而生产的零件称为通用零件，是在各种机器中常用的零件，大致可分为一下几类：零件——制造的基本单元传动类：齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动、螺旋传动；轴类：滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器；连接类：螺栓、键、花键、销；其他：弹簧、机架、箱体（2）专用零件：是以自身机器标准而生产的一种零件，在国标和国际标准中均无对应产品的零件零部件：实现某个动作(或功能)的零件组合0-2机械设计的一般过程设计过程是一个具有创造性、高度迭代的过程，也是一个反复评价决策的过程。设计过程开始于识别和定义设计需求，经过多阶段迭代，终止于提供满足设计需求的设计方案。阿克曼转向设计

机械设计的最终目标是：确定部件（机器零件）的尺寸和形状，并选择适合的材料与制造工艺，从而使得设计出来的机器可以完成预定的功能而不发生失效。背景研究明确设计目标设计方案机械产品定型需求分析分析评价决策详细设计原型机与测试机构运动简图计算和预测失效形式和条件，力分析、力矩分析、扭矩分析及系统动力学分析，确定零件的材料、结构和形状。运动学分析、确定运动相关构件的尺寸约束设计问题，限定设计范围工程图0-3机械设计标准及规范1、在不同类型、不同规格的各种机械中，有相当多的零件是相同的，为适应工业化社会大生产的需要，通常将这些零件加以标准化国家标准，行业标准、团体标准和企业标准2、对于同一产品，为了符合不同的使用条件，在同一基本结构或基本尺寸条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品，称为不同的系列，这就是系列化的含义3、通用化是指系列之内或跨系列的产品之间，尽量采用同一结构和尺寸的零部件，以减少零部件种数，从而简化生产管理和获得较高的经济效益。①减轻设计工作量，以便设计人员把主要精力用于关键零、部件和机构的设计工作上；②便于安排专门工厂采用先进技术和设备，大规模集中生产标准零、部件，有利于合理使用原材料、保证产品质量和降低制造成本；③增大互换性，便于维修和管理工作；④有利于增加产品品种，扩大产品批量，达到产品的优质、高产和低消耗等采用“三化”的重要意义是：0-4本课程的主要内容机构的结构分析机构学机构的运动分析平面连杆机构机械动力学机械系统的动力分析机械速度波动调节机械的平衡机械系统方案设计机械零件设计凸轮机构齿轮机构间歇运动机构连接类零件设计齿轮类零件设计带、链传动设计轴类零件设计轴承类设计联轴器、离合器设计工程图0-5本课程在培养方案中的地位基础理论课专业课专业基础课机械设计基础公差与配合工程材料学。。。。。。机械制造林业机械化工机械装备。。。。。。高等数学理论力学材料力学工程