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第1章 绪论 第1章 绪论 机械设计基础 §1.1 机械的组成概述 机械：机器与机构的总称。 §1.1 机械的组成概述 §1.1 机械的组成概述 §1.1 机械的组成概述 §1.1 机械的组成概述 §1.1 机械的组成概述 机构：由构件组成，用来传递运动和动力或改变运动形式的装置。 §1.1 机械的组成概述 §1.1 机械的组成概述 §1.2 本课程的内容、性质和任务 §1.2 本课程的内容、性质和任务 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 机械零件由于某些原因不能正常工作的现象称为失效 。 1．整体断裂 过载断裂 ——静应力 疲劳断裂 ——变应力 2．过量变形 弹性变形 塑性变形 3．表面失效（腐蚀、磨损、疲劳点蚀） 4．破坏正常工作条件引起的失效 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 为防止零件产生各种可能的失效而制定的计算该零件工作能力所应依据的基本原则称为工作能力准则或设计准则。 1．强度准则 强度是指零件在载荷作用下，抵抗断裂、塑性变形及 表面破坏的能力。 表达式：σ≤［σ］ 提高强度的措施： （1）增大零件危险剖面的尺寸，合理设计剖面形状； （2）采用力学性能较高的材料，对材料进行提高强度及降低内应力的热处理，控制加工工艺以减小或消除微观缺陷等； （3）力求降低零件上的载荷； （4）妥善设计零件的结构以降低应力集中程度。 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 2．刚度准则 刚度是零件受载时抵抗弹性变形的能力。 表达式为：y≤［y］ 提高刚度的措施： （1）改变零件剖面尺寸和形状； （2）缩短支承点间距； （3）合理添置加强肋。 各类钢材的弹性模量相差很小，所以用合金钢代替普通钢的办法来提高刚度其效果甚微。 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 3．寿命准则 寿命准则就是要求零件在预定的工作期限内，能保持正常工作而不致失效。 由失效分析可知，影响零件寿命的主要因素是磨损、腐蚀和疲劳。 4．振动稳定性准则 在设计时使机器中受激振作用的各零件的固有频率f与激振源频率fp错开。 原则：fp ＜ 0.85 f 或 fp ＞ 1.15 f  提高振动稳定性措施： （1）改变固有频率f 值 a、改变零件及系统的刚性 b、改变支承位置 c、减少或增加辅助支承等办法来。 （2）采用防振或减振措施。 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 内燃机动画 抽油机动画 牛头刨床动画 自动装卸装置 机器人装配 机器人焊接 北京理工大学出版社 §1.3 机械设计的基本要求及一般程序 §1.2 课程的内容、性质和任务 §1.1 机械的组成概述 设计：是将来自市场的需求，经过技术人员的创造性思 维、规划和决策过程，最终形成可用于制造的各 种信息。 机械原理：研究机械如何组成及如何运动。 机械设计：研究机械各组成部分受载以后强度、刚度及 工作能力的问题。 §1.1 机械的组成概述 为什么要研究机械？ 1、能承担人力所不能或不便进行的工作； 2、能极大的提高劳动生产率、改进生产质量； 3、能大规模的生产，实现高速自动化； 4、机械的发展是国家工业水平的重要标志。 机器:一个机构或多个机构的组合体。 牛头刨床 单缸内燃机 单击图片播放动画 曲柄滑块机构 凸轮机构 齿轮机构 运动由往复直线变换成整周转动 运动由转动转换成直线移动 传递回转运动 单击图片播放动画 机器的组成: 原动部分 传动部分 执行部分 控制系统 辅助系统（润滑、显示 、照明等) 机械系统 机器主体 本课程研究对象 从组成及运动学方面来看,机器的共同特征： 是若干个人为实物的组合 ——组成 各实物之间具有确定的相对运动 ——运动特性 能完成有用的机械功或转换机械能 ——功、能关系 连杆机构 齿轮机构 构件：具有各自特定运动的运动单元。 零件：机