1、绪论 绪论 机械设计基础 在工程技术中的地位和作用机械概述该课程的性质 内容 任务和学习方法 1 机械设计基础 在工程技术中的地位和作用 该课程研究机械设计中的共性问题 是机械设计工程的技术基础 应用广泛 机械设计的程序 实际上是对 机械设计基础 所研究内容的系统应用过程 工程上进行机械设计时 首先 将构件按照机械的工作原理要求组成机构 其次 分析各构件的运动情况及构件在外力作用下的平衡问题 第三 分析构件在外力作用下的承载能力问题 合理地选择材料 热处理 确定构件 零件 的形状 具体结构 几何尺寸 制造工艺 最后 绘制零件工作图 待加工 2 机械概述 1 掌握名词机器和机构 构件和零件 2
2、机器的组成 3 机械的类型 机器 具有以下三个特征的实物组合体称为机器 1 都是人为的各种实物的组合 2 组成机器的各种实物间具有确定的相对运动 3 可代替或减轻人的劳动 完成有用的机械功或转换机械能 机构 它是具有确定相对运动的各种实物的组合 它只符合机器的前两个特征 如齿轮机构 机构主要用来传递和变换运动 机器主要用来传递和变换能量 从结构和运动学的角度分析 机器和机构之间并无区别 都是具有确定相对运动的各种实物的组合 所以 通常将机器和机构统称为机械 带式输送机传动简图 零件和构件 零件是组成机器的最小单元 也是机器的制造单元 机器是由若干个不同的零件组装而成的 各种机器经常用到的零件称
3、为通用零件 特定的机器中用到的零件称为专用零件 构件是机器的运动单元 一般由若干个零件刚性联接而成 也可以是单一的零件 若从运动的角度来讲 可以认为机器是由若干个构件组装而成的 机器的组成 根据功能的不同 一部完整的机器由以下四部分组成 1 原动部分 机器的动力来源 2 工作部分 完成工作任务的部分 3 传动部分 把原动机的运动和动力传递给工作机 4 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 机械的类型 根据用途不同 机械可分为 1 动力机械实现机械能与其他形式能量间的转换 2 加工机械改变物料的结构形状 性质及状态 3 运输机械改变人或物料的空
4、间位置 4 信息机械获取或处理各种信息 3 本课程的性质 内容任务和学习方法 1 机械设计基础 是一门综合性的技术基础课 其研究对象和课程内容 第一篇构件静力分析第二篇构件承载能力计算第三篇常用机构第四篇常用机械传动第五篇通用机械零部件 3 本课程的性质 内容任务和学习方法 2 机械设计基础 课程的任务 能熟练地运用力系平衡条件求解简单力系的平衡问题 掌握零部件的受力分析和强度计算方法 熟悉常用机构 常用机械传动及通用零部件的工作原理 特点 应用 结构和标准 掌握常用机构 常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法 具备正确分析 使用和维护机械的能力 初步具有设计简单机械传动装置的能力 具有
5、与本课程有关的解题 运算 绘图能力和应用标准 手册 图册等有关技术资料的能力 3 本课程的性质 内容任务和学习方法 3 学习方法抓好基本学习环节学会综合运用知识学会知识技能的实际应用学会总结归纳学会创新 第一篇构件静力分析 研究对象 平衡状态的刚体或刚体系统研究内容 物体的受力分析 力系的简化 物体在力系作用下处于平衡的条件及其在工程实践中的应用 1 静力分析的基本概念 力 物体间的相互机械作用 使物体的运动状态或形状尺寸发生改变 外效应和内效应 力的三要素及表示方法力系与等效力系 合力和分力 平衡与平衡力系刚体 在外力作用下 大小和形状保持不变的物体 静力学中研究的物体均可视为刚体 力的三要
6、素及表示方法 物体间机械作用的形式是多种多样的 力对物体的效应取决于力的大小 方向和作用点 这三者被称为力的三要素 力矢量用一条有向线段表示 线段的长度表示力的大小 线段的方位和箭头表示力的方向 线段的起点或终点表示力的作用点 力的国际单位为牛 顿 N 2静力学公理 公理1二力平衡公理作用在刚体上的两个力 使刚体保持平衡的必要和充分条件是 这两个力大小相等 方向相反 且作用在同一条直线上 对于变形体而言 二力平衡公理只是必要条件 但不是充分条件 2静力学公理 公理2加减平衡力系公理 在已知力系上加上或者减去任意平衡力系 并不改变原力系对刚体的作用 推论1力的可传性原理作用在刚体上某点的力 可以
7、沿着它的作用线移动到刚体内任意一点 并不改变该力对刚体的作用效应 如图 2静力学公理 公理3力的平行四边形公理作用在刚体上同一点的两个力 可以合成为一个合力 合力的作用点也在该点 合力的大小 方向 由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定 2静力学公理 推论2三力平衡汇交原理 作用在刚体上三个相互平衡的力 若其中两个力的作用线汇交于一点 则第三个力的作用线通过汇交点 2静力学公理 公理4作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在 且大小相等 方向相反 沿同一条直线 分别作用在这两个物体上 作用力与反作用力互相依存 同时出现 同时消失 分别作用在相互作用的两物体上 作用力与反作用力与二力平衡公理中的两个力有着本质的区别 2静力学公理 公理5刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡 如将此变形体刚化为刚体 则平衡状态将保持不变 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件 而非充分条件
