机械设计基础 第3版 教学课件 作者 王大康 第一章 绪 论.ppt

机 械 设 计 基 础 第一章 绪 论 从一个机械设计师的角度出发，运用本课程的内容和方法去分析问题和解决问题。 本章要点包括： 1. 机械的组成。 2. 机械设计的基本要求和一般程序。 3. 机械零件设计的基本知识和设计方法。 本课程的研究对象：机械 机械为机器与机构的总称 第一节 机械的组成 一、机器 工厂中：车床、刨床、铣床、磨床等机加工设备。 农村中：拖拉机、收割机等。 家庭中：冰箱、洗衣机、自行车等。 机器具有以下共同特征： （1）机器的主体是若干机构的组合； （2）用于传递运动和动力； （3）具有变换或传递能量、物料或信息的功能。 二、机构 机构是若干构件的组合，各构件间具有确定的相对运动，但不具备机器的变换或传递能量、物料、信息的功能。 常用机构： 连杆机构、凸轮机构、间歇机构、齿轮机构等。 连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 间歇机构 三、构件和零件 1. 构件 机构中作相对运动的各个运动单元称为构件。 构件是运动的单元：可能是单一的刚体或是多个零件的刚性组合。如；内燃机中的连杆。 连杆 1－连杆体；2－连杆盖；3、4、5－轴瓦；6－螺栓；7－螺母；8－销 2. 零件 零件是机器中的制造单元。 零件分为两类： （1）通用零件：各种机器中普遍使用的零件，如螺栓、键、带轮、齿轮等。 （2）专用零件：特定类型机器中所使用的零件，如内燃机中的活塞、凸轮、洗衣机中的波轮、叶片、吊钩等。 2. 研究各种通用机械零件（连接件、传动件、轴系件等）的结构、特点及工作原理、选用原则、设计和计算方法、使用及维护等。 四、本课程研究的内容 1. 常用机构（平面连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构）的组成形式和运动特性、选用原则，以及机器动力学基础知识。 2. 零件 零件是机器中的制造单元。 零件分为两类： （1）通用零件：各种机器中普遍使用的零件，如螺栓、键、带轮、齿轮等。 （2）专用零件：特定类型机器中所使用的零件，如内燃机中的活塞、凸轮、洗衣机中的波轮、叶片、吊钩等。 第二节 机械设计的基本要求和一般程序 机械设计是根据用户的需求，创造性地设计和制造出具有预期功能的新机械或改进现有机械的功能。 一、机械设计的基本要求 （1）使用要求：根据预期的使用功能，确定机构的组合。 （2）经济性要求：机械的经济性体现在设计、制造和使用的全过程。 （3）人、机和环境要求：所设计的机械应使人、机和环境所组成的系统关系协调。 （4）可靠性要求：机械在规定的环境条件下和规定的使用期限内，完成规定功能的一种特性。 （5）其它要求：不同的机械还有一些特殊的要求：如机床有长期保持精度的要求；飞机有减轻质量的要求；食品机械有防止污染的要求等。 产品规划 结构方案设计 原理方案设计 技术设计 施工设计 可行性报告 设计任务书 原理方案图 结构设计草图 总装配图 部装图、零件图 技术文档 投产和售后服务 二、机械设计的一般程序 二、机械设计的一般过程 1.产品规划阶段 根据市场预测、用户需求调查和可行性分析，制定出机器的设计任务书。 2.方案设计阶段 方案设计是在功能分析的基础上，确定机器的工作原理和技术要求，拟定机器的总体布置、传动方案和机构运动简图。 3.技术设计阶段 将机器的功能原理方案具体化为机械及零部件的合理结构，最后画出总体设计图。 4.施工设计阶段 进行总装配图、部件装配图和零件工作图的设计，完成全部生产图纸并编制设计和使用说明书等技术文件。 第三节 机械零件的主要失效形式和计算准则 一、机械零件的主要失效形式 失效：机械零件由于各种原因造成丧失正常工作能力的现象。 1. 断裂 1）过载断裂 零件在外载荷作用下，某一危险截面上的应力超过零件的强度极限时，造成过载断裂失效。 2）疲劳断裂 零件在循环变应力作用下，长时间工作的零件，容易发生疲劳断裂。如：齿轮轮齿根部的折断。 2. 过大的残余变形 当作用在零件上的应力超过材料的屈服极限σs时，零件将产生塑性变形。塑性变形改变零件的形状和尺寸，破坏零件间的配合关系。 3. 表面失效 磨损 1) 2) 腐蚀 3) 疲劳点蚀 4. 破坏正常工作条件而引起的失效 1