第1章 绪论 第2章 机设概论

机构中独立 运动的物体 机构的组成 构件 零件 套筒 内燃机 连杆 螺栓 垫圈 螺母
连杆体 轴瓦
连杆盖
1.1 1. 本课程研究的对象
3. 零件是组成机器最基本的单元体
零件：机械中不可拆的制造单元体。
零件可分为两类： 专用零件： 专用零件：特定机器中所使用的零件，如活塞、曲轴、叶片 通用零件： 通用零件：各类机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺栓等
重点、难点： 重点、难点：
对机器和机构的理解。
1.1 1. 本课程研究的对象
“机械设计基础”研 机械设计基础” 机械设计基础 究的对象是机械或机 器 一、机械 机器实例1： 内燃机 功能：内燃机是将燃
气燃烧时的热能转化为 机械能的机器
连杆5 连杆 曲轴6 曲轴 进气阀3 进气阀
排气阀4 排气阀 活塞2 活塞 顶杆8 顶杆 气缸体1 气缸体
绪论
1.1 本课程研究的对象 1.2 本课程的内容、 本章要解决的问题：
1.什么是机器？什么是机构？机器和机构有何联系？ 2.本课程的研究内容有哪些？课程的性质和任务是什么？
教学的基本要求： 教学的基本要求：
了解机器和机构的概念及机器的组成；了解本课程的研 究内容、性质和任务。
2.1.2 机械设计的一般过程
新产品从提出任务到投放市场的全部程序要经过四个阶 调查决策阶段；研究设计阶段；试制阶段； 段：调查决策阶段；研究设计阶段；试制阶段；投产销售阶 段。 机械零件设计的一般步骤： 机械零件设计的一般步骤： 1.根据机器工作情况 拟定零件计算简图， 1.根据机器工作情况，拟定零件计算简图，确定作用在零件 根据机器工作情况， 上的载荷； 上的载荷； 2.根据零件的工作条件和经济性，选择适当的材料； 根据零件的工作条件和经济性， 根据零件的工作条件和经济性 选择适当的材料； 3.根据零件可能的失效形式，选用相应的判定条件，确定零 根据零件可能的失效形式， 根据零件可能的失效形式 选用相应的判定条件， 件的主要尺寸，并加以圆整或标准化； 件的主要尺寸，并加以圆整或标准化； 4.根据设计的尺寸，结合结构和工艺上的要求，绘制零件工 根据设计的尺寸， 根据设计的尺寸 结合结构和工艺上的要求， 作图。 作图。
牛头刨主体机构：把回转运动→直线运动——作机械功 凸轮机构（配气机构）：把回转→直线运动 曲柄滑块机构：将活塞的直线运动→曲柄的回转运动
可见，机器与机构的关系：机器是由一种或多种机构组成的
1.1 1. 本课程研究的对象
三、构件和零件
一般机器的组成： 1. 一般机器的组成： 原动机 + 传动部分 + 工作机 轿车的组成） （轿车的组成） 2. 机器由机构组成: 机构——人工组合的构件 机器由机构组成: 构件系统 构件
1.1 1. 本课程研究的对象
机器组成各部分关系框图
1.1 1. 本课程研究的对象
由此可见： 由此可见：
能传递或转换能量、物料、信息等。如
机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者
车床——实现确定的机械运动，又作有用的机械功 内燃机——转换能量 机械手——传递物料 照相机——传递信息
间连接 传动零件——齿轮、蜗杆、带、链、螺旋传动 齿轮、 传动零件 齿轮 蜗杆、 轴系零件——轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器 轴系零件 轴 滑动轴承、滚动轴承、
第2章 章 机械设计概论
第2章 机械设计概论 章
本章知识导读 1.本章学习的主要内容 本章学习的主要内容 本章为机械设计的基础知识， 本章为机械设计的基础知识，主要介绍机械 设计应满足的基本要求及设计的一般程序； 设计应满足的基本要求及设计的一般程序；机 械零件的强度及表面强度； 械零件的强度及表面强度；机械零件的常用材 机械零件的工艺性及标准化； 料；机械零件的工艺性及标准化；机械设计中 的常用设计方法等内容。 的常用设计方法等内容。 2.重点、难点提示 重点、 重点 重点：机械零件的强度。 重点：机械零件的强度。 难点：变应力下的许用应力。 难点：变应力下的许用应力。
1.2 课程的内容、性质和任务
二、课程性质
性质：技术基础课 基础：机械工程技术人员必须掌握的机械基础理论知识 培养：学生具有一定机械设计的能力，学会基本设计方法 学生具有一定机械设计的能力， 专业：为了解本专业所用机械的传动原理、运行维修、改造、 为了解本专业所用机械的传动原理 运行维修、改造、 机械的传动原理、
2.1 概述
机械设计中常用的名词
失效：在预定寿命期限内， 失效：在预定寿命期限内，机械零件由于某种原因丧失了预 定功能的现象。 定功能的现象。 机械零件常见的失效形式有：零件的断裂； 机械零件常见的失效形式有：零件的断裂；工作表面的 点蚀和过大的磨损；过大的弹性变形；连接的松弛； 点蚀和过大的磨损；过大的弹性变形；连接的松弛；带传动 的打滑等。 的打滑等。 工作能力：在不发生失效的条件下， 工作能力：在不发生失效的条件下，机械零件所能安全工作 的限度。 的限度。 承载能力：对载荷而言的工作能力。 承载能力：对载荷而言的工作能力。 工作能力计算准则：为防止零件失效而制定的判定条件， 工作能力计算准则：为防止零件失效而制定的判定条件，通 常称为工作能力计算准则。判定条件为：计算量≤许用量 许用量。 常称为工作能力计算准则。判定条件为：计算量 许用量
刨头8 刨头
机器实例2： 牛头刨床 功能：将电能转变为机
械能，作机械功。 械能，作机械功。
把回转运动→往复直线运动 把回转运动 往复直线运动 组成： 组成：见右图 床身1 滑块(2)6， 床身1，滑块(2)6， (2)6
滑块6 滑块 齿轮4 齿轮
曲柄
电机3 齿轮4 电机3 经变速机构 齿轮4、5， 导杆7 刨头8 导杆7，刨头8及其辅助部分
运动：
原动件——电动机 原动件 主运动——切削运动 主运动 辅助运动——工作台的进 辅助运动 给运动，让刀运动等
1.1 1. 本课程研究的对象
由上述分析可知机器的组成
动力子系统 如电动机、内燃机、蒸汽机、马达、气缸和液压缸等， 如电动机、内燃机、蒸汽机、马达、气缸和液压缸等， 它是机器的动力源。将其他形式的能量转换为机械能。 它是机器的动力源。将其他形式的能量转换为机械能。 执行子系统 它处于整个机器系统的终端，完成有用的机械功。 它处于整个机器系统的终端，完成有用的机械功。 传动子系统 它介于动力子系统和执行子系统之间， 它介于动力子系统和执行子系统之间，把动力子系统 的运动和动力传递给执行子系统。 的运动和动力传递给执行子系统。 控制子系统 控制、协调动力子系统、 控制、协调动力子系统、传动子系统和执行子系统的 工作，以便整个机器系统能够准确、 工作，以便整个机器系统能够准确、可靠地实现预期的功 由于信息技术的飞速发展，近代机器的控制子系统中， 能。由于信息技术的飞速发展，近代机器的控制子系统中， 计算机已居于主导地位。 计算机已居于主导地位。
2.1 概述
2.1.1 机械设计应满足的基本要求 设计是为了满足某一特定要求而进行的创造性的劳动 是为了满足某一特定要求而进行的创造性的劳动。 设计是为了满足某一特定要求而进行的创造性的劳动。掌 握设计的基本理论和方法是所有受工程教育的学生都应具备 的能力。 的能力。 机械设计是应用新的原理 是应用新的原理、 机械设计是应用新的原理、新的概念去开发创造新的机器 或新的机构），也可以是在已有机器的基础上， ），也可以是在已有机器的基础上 （或新的机构），也可以是在已有机器的基础上，重新设计 或作局部的改革。因此，提高机器的工作能力， 或作局部的改革。因此，提高机器的工作能力，合并或简化 机器结构，增多或减少机器功能，提高机器效率， 机器结构，增多或减少机器功能，提高机器效率，降低机器 能耗，变更机器零件，改用新材料等， 能耗，变更机器零件，改用新材料等，都属于机械设计的范 畴。 机械设计应满足的要求是：在满足预期功能的前提下， 机械设计应满足的要求是：在满足预期功能的前提下，性 能好、效率高、成本低，在预定使用期限内安全可靠、 能好、效率高、成本低，在预定使用期限内安全可靠、操作 方便、维修简单和造型美观等。 方便、维修简单和造型美观等。
活塞—缸体： 活塞 缸体：往复运动 缸体 曲轴—缸体 缸体： 曲轴 缸体：转动 连杆—曲轴 曲轴： 连杆 曲轴：摆动 刨头—床身 床身： 刨头 床身：往复直线
3）实现能量转换或完成有效的机械功
如
具有以上三个特征——机器 机器 具有以上三个特征 只具有机器的前两个特征——机构 只具有机器的前两个特征 机构 如
2.1.2 机械设计的一般过程
以减速器为例 明确设计要求 提出设计方案 总体设计 结构设计 试制鉴定 产品定型
↓n↑T，限制条件：通用化、标准化等 齿轮减速（直齿、斜齿、蜗杆等） 带—齿轮—链 或 带—齿轮等 从中选 出最佳 方案
信 息 总体传递运动简图： （电机—带—齿轮减速器—链—运输带） 反 （电机 带 齿轮减速器 链 运输带） 馈
（带式输送机） 带式输送机）
构件：组成机器的各个相对运动的实物。
是机器中独立运动的单元体， 是机器中独立运动的单元体，由一个或几个零件组成 独立运动的单元体
单一零件——曲轴 曲轴 单一零件
多个零件的刚性组合——连杆 连杆 多个零件的刚性组合
构件是机械中运动的单元体， 零件是机械中制造的单元体。
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部件：若干个零件的装配体
机械设计基础的研究对象 机械设计基础的研究对象是常用机构和通用零部件的工作原理、 研究对象 运动特点、结构特点、设计计算的基本理论和方法及有关标准规范
1.2 课程的内容、性质和任务
一、课程内容
篇总论， 第1篇总论，主要介绍机械的组成，机械设计的一般规 篇总论 主要介绍机械的组成， 律和常用设计方法； 律和常用设计方法； 篇机构与机械传动， 第2篇机构与机械传动，主要介绍机械中常用机构和机 篇机构与机械传动 械动力学的基本知识； 械动力学的基本知识； 篇连接， 第3篇连接，主要介绍常用的连接，如螺纹连接、轴榖 篇连接 主要介绍常用的连接，如螺纹连接、 连接(键连接 销连接)、轴间连接（联轴器、离合器） 键连接、 连接 键连接、销连接 、轴间连接（联轴器、离合器）等； 篇轴及轴系部件， 第4篇轴及轴系部件，主要介绍轴、轴承等。 篇轴及轴系部件 主要介绍轴、轴承等。