机械设计基础知识培训教材

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机械设计基础知识培训教材

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绪论

本章学习后，要使学生能解决三大问题，学什么，为啥学，怎样学三大问题。

01 机器的组成

人们广泛使用过，接触过机器，放一课件（单缸燃机、颚式破碎机），图01，02所示，但定义如何，为什么称它为机器，学生们是不大清楚的。它要有三个特征，才能称上机器。

1）是一种人为的实物组合。

2）各部分形成运动单元，各单元之间具有确定的相对运动关系。

3）能实现能量转换或完成有用的机械功。

什么叫能量转换，指的是机械能转换成电能，或反之。这样具备三个条件者就称为机器，这样学生就可说出车床是机器吗？电动机是否也是机器，电动机根据三个条件可得出一定为机器。

随着科学技术的发展，创造出各种新型机器，故对机器的定义也有了更广泛的定义，什么叫机器，是一种用来转换或传递能量、物料和信息的，能执行机械运动的装置，那么一台机器由什么组成，从装配角度来看：由零件→构件→机构→机器，因此设计制造一台机器必有零件开始，组装成构件，再由构件组装成机构，加上原动件装置就成为一台机器了。

接下来说说什么叫机构、构件、零件。

什么叫机构：具备前二个条件的称为机构，即为多个实物的组合，又 .专业. .专注.

能实现预期的机械运动，例齿轮机构、连杆机构等，放课件（连杆机构、齿轮机构）。

什么叫构件，构件为组成机械的各个相对运动的实物。例连杆，放课件（构件）从中可看连杆为多个零件装配而成的。

什么叫零件，零件是机械中不可拆的制造单元，因此构件可以是一个零件组成也可以由多个零件组成的。

因此可以看出从运动观点来看，机构和机器是无什么差别的，例如缝纫机本身为机构，由多种机构所组合起来的，再加上能量转换就成为机器了，如加上电动机或加上人力都可以成为机器了，在习惯上把机器与机构总称为机械。因此机器，机械这二个名称都可统起作用的。

零件又可分为二大类：

1）通用零件：各种机器中都经常使用，并完成同一功用的零件，例螺钉等。

2）专用零件：只适用于一定类型机器使用的零件，例曲轴等。

02 本课程的容、性质和任务

本课程研究对象是什么？有二条：

1）机械中常用机构。

2）在一般工作条件下，常用参数的通用零件。

这里要说明一下：

什么叫一般工作条件？

什么叫常用参数？

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具体地说容是什么？工作原理→设计计算，设计计算又包括结构设计与设计计算。

本课程的容为

常用机构：在教材中介绍了几种常用机构，例如传动机构（带，齿轮…机构）。

通用零件：连接零件（螺栓、键等）；

传动零件（齿轮、链、蜗轮、蜗杆等）；

轴系零件（轴、轴承）；

其它零件（联轴器、弹簧等）。

现在谈一下通用零件的系统性是什么？常用机构也是相似的。

1）研究对象，工作原理。

2）分析工作情况，包括运动，力，失效形式等。

3）设计计算，包括设计计算（强度计算，校核计算）和结构设计。

所有通用零件均按此系统来组织教材容，讲授时均按此系统进行。

本课程的主要任务有三条，教材中有，略加说明一下，总的说来，使学生学习后具有一定设计理论基础和一定设计计算能力。

这门课程的性质是一门为机械设计打基础的课程，是一门主干课程，所以对学习机械的学生来讲是一门十分重要的课程，在工程师培养中起到十分重要作用，是一门技术基础课，只要有好的基础，再加上专业知识，就有条件去进行有关机械专业的设计。

03 学习方法

本课程是应用了以前所学到的理论与实际生产知识，并把它们运用到 .专业. .专注.

工程实际中，去解决生产实际问题，是一门理论与实践相结合的课程，同学们开始接触此课程时，总有些不习惯，总认为它的理论性不强，系统性差，零零碎碎，不像以前的基础课逻辑推理严格。同学不适应，不习惯，这一点同学一定要赶快适应，如以前课程没学好，自己一定要补上，否则会影响到目前的学习。我们说它的系统性是有的，也是很强的，学习它们是有一个总的目的，是如何来满足整台机器的要求设计好机构、各种通用零件。这样目的是很强，一般基础课就无法做到的。一定要改变以前的学习方法，用新学习方法来适应本课程的学习，注意理论联系实际，注意分析比较，注意理论的应用，这样才能学好。

第1章机械设计概述

一、教学要求

本章概括地论述了两大部分：第一部分为关于机械总体设计的概述，第二部分为关于机械零件的设计概述。

具体的教学要求如下：

1）初步理解机械设计和设计机械零件应满足的基本要求。

2）了解机械设计和零件设计的步骤。

3）理解机械零件工作能力的判定方法和设计准则。

4）了解机械设计的标准化、系列化及通用化。

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二、重点、难点

重点：机械设计基本要求及机械零件的失效形式及设计计算准则。

难点：从整体上建立起机械设计，尤其是机械零件设计的整体概念。

三、教学安排

四、教学思路设计

机械设计概述主要是论述设计基本知识和一些共性问题。本章扼要地阐述机械设计的基本知识，如机械设计的基本要求、容与过程等。

第1章第1讲

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一、讲授时注意几点

1. 1.1、1.2 机械设计的基本要求及容与过程

这两节容属于机械（零件）设计中的全局性问题。这里，只能勾画一下概貌，起到开阔视野的作用。

2. 1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则

这节容与先修的力学课程有着密切的联系，是在力学基础之上，结合工程实际所形成的，故比较容易理解。如学生力学基础差的话，必须学前补一下。

3. 1.4 机械零件设计的标准化、系列化及通用化

要了解标准化、系列化及通用化的重要意义，应提高到是否遵守法律的高度来认识，这点学生是不易理解的。

二、讲授程序设计

首先了解设计机械零件的基本要求，然后才能得出机械设计的基本要求、容与步骤，对于具体的机械零件的设计方法总是根据失效形式得出设计计算准则，应用力学知识，就可设计出零件的大小等。

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