1、机械设计基础,信息工程学院自动化教研室,机械设计是为了满足机器的某些特定功能要求而进行的创造性过程，即用新的原理或新的概念，开发创造出新的产品，或对现有机器局部进行创造性的改革。机械设计是生产机械产品的第一道工序，设计质量的高低，在很大程度上影响着产品质量的高低。,普通车床,数控车床,美国西科斯基公司生产的 “黑鹰”直升机,“神舟五号”发射时的情景。发射塔、运载火箭都是庞大的机器。,世 界 最 小 的 微 型 机 械 人 Worlds smallest robot,美国山迪亚国家实验室的科学家，成功研制了相信是世界最小的微型机械人，这微型机械人体积只有四分之一立方寸，体重小於一盎司。,第 0
2、章 绪 论,0-1 本课程研究的对象及内容,0-2 本课程在教学中的地位,0-3 机械设计的基本要求和一般过程,0-4 如何进行本课程的学习,一、研究对象,机械,机器,机械,01 本课程研究的对象和内容,机构,的总称,用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。,典型机器的分析：,1.内燃机,组成,1、汽缸体,2、活塞,3、进气阀,4、排气阀,5、连杆,6、曲轴,7、凸轮,8、顶杆,9、10齿轮,工作原理：,1.活塞下行，进气阀开启，混合气体进入汽缸；,2.活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，在顶部点 火燃烧；,3.高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；,4.活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽
3、缸。,内燃机,机器的组成,机器,=,原动机 (动力部分),+,传动系统,+,执行部分,辅助系统,控制系统,轿车组成,一台完整的机器的组成大致可包括：,原动机部分,机器的组成,机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但具有相同的基本特征。,机器、机构与机械的概念机器：能够实现能量转换、运动与动力传递或者信息处理的人为实体组合。其最基本的组成单元即制造单元为零件。如缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机械、起重机、电视机、计算机等。从机器的组成分析，它们有共同的特征：,(1) 均为人造的实物组合体；(2) 各实物之间具有确定的相对运动；(3) 均能代替或减轻人类劳动，完成有用功、实现能量转
4、换或进行信息处理。,机构：只从运动角度分析机器，便为机构，机构也是人为的组合体，基本的组成单元为一个运动单元，称为构件。机械：机器与机构统称为机械。,机器和机构的区别和联系：,区别：研究的着重点不同,机构一个运动件系统，实现运动的转换或力的传递,机器除了运动系统以外，还包含有电器、液压等控制装置，完成能量（信息）的传递、转换或作有益的机械功,从结构和运动的观点来看，两者并无区别。,连杆机构,凸轮机构,齿轮机构,构件与零件,构件：运动的单元,内燃机连杆,例：内燃机中的连杆,零件：组成机器的不可拆的单元，是制造的单元。例如：螺钉、键等。,部件：由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体
5、。例如：联轴器、滚动轴承等。,零件的分类,通用零件：在各种机器中普遍使用，例如：齿轮、链、轴、螺栓、螺母等。,专用零件：只有在特定的机器中才用到，具有特殊的功能。例如：曲轴、叶片、犁铧、枪栓等。,二、内容,机器动力学,第1章 平面机构的自由度和速度分析,第2章 平面连杆机构,第3章 凸轮机构,第4章 齿轮机构,第5章 轮系,第6章 间歇运动机构,第7章 机械运转速度波动的调节,第8章 回转件的平衡,常用机构,常用连接、 机械传动、 轴系等零部件,第9章 第18章,本学期学习的重点内容,0-2 本课程在教学中的地位,一、本课程在教学计划中的地位,技术基础课,先修课程：高等数学、物理、机械制图、理
6、论力学、金工实习等,二、学习目的,为学习专业机械设备课程打好基础；使技术人员在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护以及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识； 为现有机械的合理使用和革新改造打下基础。,0-机械设计的基本要求和一般过程,机械设计的基本要求：,在满足预期功能的前提下，,性能好、效率高、成本低、环保,在预定使用期限内，安全可靠、操作方便、维修简单、造型美观，,机械设计包含的主要内容：,确定机械的工作原理 选择合适的机构 拟定设计方案 运动分析和动力分析 计算各构件上的载荷 零部件的工作能力计算 总体设计 结构设计,机械设计的一般过程：,明确设计要求（确定设计对象的预期功能、
7、有关指标及限制条件),提出设计方案（拟定总体布置，进行粗略计算， 得出可供比较的多种设计方案，从中选取最佳方案),总体设计（进行分析计算和经济评价，绘制总体设计图),结构设计（完成加工制造所需的总装图、零件工作图及技术文件),试制、鉴定（通过样机试制，从技术上、经济上做出全面评价),产 品 定 型,0-4 如何进行本课程的学习,一、特点它既有理论课的性质，又兼有专业课的特点；,理论性、逻辑性、系统性较强；,名词、概念、公式、图形较多，几何概念强；,与工程实际联系密切。,二、学习中应注意,抓住基本概念和分析、设计的基本原理，注意原理、方法在机械工程实际中的应用范围和条件，理论联系实际，注意观察日常生活和生产中的机器、机构；,逻辑思维和形象思维相结合；,机构的静态图形和动态图形相结合；,要有工程观点（选择与比较、工程实际的灵活性、可行性等）,教材：机械设计基础第五版，杨可桢主编，高等教育出版社，1999年。 参考资料： 1.机械原理第7版，吴可坚主编，高等教育出版社，1999年。 2.机械原理第5版，孙 桓主编，高等教育出版社，1996年。 3.机械设计第4版，邱宣怀主编，高等教育出版社，1997年。 4.机械设计第6版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，1996年。,END,
