1、武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,1,第1章 机械设计概论,课程的内容、性质与任务,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,2,一.课程研究对象,1 机械（大方面）,机器和机构的总称,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,3,在学习机械设计课程之初，有必要对机械的组成，机械的基本要素有一个感性的了解。下面先看几个例子。,典型机械实例：,机械控制式,电气控制式,模糊控制式,除了控制方式以外，上述三种洗衣机的主要传动系统没有很大的差别。,全自动洗衣机,减速器,潘存云教授研制,工业机器人,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,4,潘存云教授研制,自动洗衣机的组成：,上盖,控制面板,进水口,排水管,
2、外箱体,盛水桶,支撑拉杆,脱水桶,电动机,带传动,减速器,波轮,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,5,洗涤： A制动，B放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮,脱水： A放开，B制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、波轮与脱水桶等速旋转。,自动洗衣机的工作原理：,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,6,典型机械实例：,潘存云教授研制,全自动洗衣机,减速器,工业机器人,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,7,潘存云教授研制,典型机械实例：,全自动洗衣机,减速器,工业机器人,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,8,典型机械实例：,全自动洗衣机,减
3、速器,工业机器人,潘存云教授研制,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,9,典型机械实例：,全自动洗衣机,减速器,工业机器人,潘存云教授研制,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,10,潘存云教授研制,潘存云教授研制,示教盒用于输入控制命令或控制程序。,控制系统用于控制操作机各关节内伺服电机的运动。,工业机器人的组成:,操作手在控制系统的指挥下，完成各种复杂作业。,示教盒（编程器）,控制系统,操作手,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,11,由以上实例，可归纳得以下几点：1.) 一台机器包含着机械传动、动力系统、执行部分、检测与控制系统；,2.) 现代机器不仅可以代替人类的体力劳动，还可以
4、代替部分的脑力劳动。,3.) 一台机器的机械结构总是由一些机构组成的，每 个机构又是由若干零件组成的。,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,12, 机器的组成,）从功能上： 四部分,动力部分机器完成预定功能的动力源，最常见的是内燃机、电动机。,执行部分完成预定的动作，位于传动路线的终点。,传动部分联接原动机和执行部分的中间部分。,控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。,例：洗衣机,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,13,）从制造上： 由零件组成,零件机器的制造单元,通用零件包括：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动；轴、联轴器、离合器；滚动轴承、滑动轴承； 螺栓、键、花键、销；
5、铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。,部件：为完成同一使命在结构上组合在一起并协 同工作的零件。例：联轴器、离合器,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,14,1. 本课程的主要内容：,本课程中“设计”的含义是指:,二本课程的内容、性质与任务,学习机械系统设计的基础知识；,学习一般尺寸和参数的通用零件设计方法。,机械装置的实体设计;,涉及零件的应力、强度的分析计算;,材料的选择;,结构设计;,考虑加工工艺性;,标准化以及经济性;,环境保护等。,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,15,机械设计结果的表现形式为：机械工程图、说明书和计算机程序。,本课程所涉及的先修课程有：,工程材料：非金属材
6、料，金属材料及热处理。,工程制图：设计的图形表达。,机械制造基础：冷加工工艺，热加工工艺。,公差配合与技术测量：解决精度设计问题。,理论力学：解决力分析与动力计算。,材料力学：解决强度分析问题。,机械原理：解决机械的方案设计。,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,16,本课程的几个特点:, 涉及面广 体现为5多, 实践性强只有理论知识不行，要多联系实际，要注重实践性环节。, 设计结果不唯一强调个性化，没有最好，只有更好。,关系多因与诸多先修课关系密切。,要求多强度、刚度、寿命、工艺、重量、安全、经济性。,门类多各类零件，各有特点，设计方法各异。,公式多计算多，有解析式、半解析式、经验的、半经
7、验的及定义式。,图表多结构图、分析图、原理图、示意图、曲线图、标准、经验数表。,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,17,注意处理好几个关系, 零件的设计与选用 零件设计的两个主要途径（设计计算和校核计算）。, 设计计算与结构设计 设计决非只是计算，更应重视结构设计的学习。, 性能要求与经济性 永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。, 经验设计与现代设计 二者均重要，前者是后者的基础。,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,18,2. 本课程的主要任务：(P2),3. 学习方法：,1） 系统性,2） 综合性,3） 工程性,4） 典型性,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,19,机械设计的基本要求和一般过程,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,20,机械设计-规划和设计实现预期功能的新机械或改 进原有机械的性能的过程。,基本要求：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、维修简单和造型美观。,机械设计的内容：,1.确定机械的工作原理，选择合宜的机构；,2. 拟定设计方案；,3. 进行运动分析和动力分析，计算各构件上的载荷；,4. 进行零部件工作能力计算、总体设计和结构设计。,一机械设计的基本要求：,武汉科技大学专用 作者： 潘存云教授,21,二机器设计的一般流程,
