機械設計基礎—緒論(楊可楨第六版)

1、機械設計基礎機械設計基礎 授課教師：朱超授課教師：朱超聯(lián)系電話：聯(lián)系電話點要求：幾點要求：一一. .上課實行點名制度；遲到扣上課實行點名制度；遲到扣1 1分，曠到扣分，曠到扣3 3分。分。二二. .考試嚴格按照學校的規(guī)定，平時成績占考試嚴格按照學校的規(guī)定，平時成績占3030，共，共3030分；期末成績占分；期末成績占7070，共，共7070分。分。三三. .惹我不開心的同學惹我不開心的同學5959分！分！0-1 研究對象和內容0-2 目的和地位0-3 基本要求和設計過程0-4 機械設計方法簡介機械設計基礎 緒論一、研究對象一、研究對象v機械機械:機器和機構的總稱機器和

2、機構的總稱 機器機器：原動機、工作機：原動機、工作機由制造單元經裝配而成的組合體由制造單元經裝配而成的組合體 結構結構各實物之間具有確定的相對運動各實物之間具有確定的相對運動 運動運動能完成機械功或轉換能量能完成機械功或轉換能量 能量能量 機構機構：平面機構、空間機構：平面機構、空間機構由制造單元經裝配而成的組合體由制造單元經裝配而成的組合體 結構結構各實物之間具有確定的相對運動各實物之間具有確定的相對運動 運動運動 機器可以由一個機構組成，也可以由若干個機構組合而成機器可以由一個機構組成，也可以由若干個機構組合而成舉例說明舉例說明機械設計基礎 緒論機械手機械手電力裝置電力裝置控制器控制器（計

3、算機）（計算機）液壓站液壓站工業(yè)機器人工業(yè)機器人1.工業(yè)機器人工業(yè)機器人機械設計基礎 緒論2.2.鄂式粉碎機鄂式粉碎機組成：電動機組成：電動機1 1、帶輪、帶輪2 2、4 4、偏、偏心軸心軸5 5、動鄂板、動鄂板6 6、肘板、肘板7 7運動：電動機的轉動通過帶傳動帶動偏心軸轉動，進而使動鄂運動：電動機的轉動通過帶傳動帶動偏心軸轉動，進而使動鄂 板產生平面運動，與定鄂板一起實現(xiàn)壓碎物料的功能。板產生平面運動，與定鄂板一起實現(xiàn)壓碎物料的功能。將電能將電能機械能機械能完成機械功完成機械功3. 3. 單缸四沖程內燃機單缸四沖程內燃機組成：汽缸體、活塞、進（排）氣閥、連組成：汽缸體、活塞、進（排）氣閥、

4、連 桿、曲桿、曲柄、凸輪、頂桿、齒輪柄、凸輪、頂桿、齒輪動作：吸氣動作：吸氣 壓縮壓縮作功作功排氣排氣 凸輪和頂桿是用來啟閉進、排氣閥的，三個齒輪凸輪和頂桿是用來啟閉進、排氣閥的，三個齒輪保證進排氣閥、活塞之間形成有一定節(jié)奏的動作，以保證進排氣閥、活塞之間形成有一定節(jié)奏的動作，以上各件實物的協(xié)同工作，便能使燃氣的熱能轉換為曲上各件實物的協(xié)同工作，便能使燃氣的熱能轉換為曲柄轉動的機械能（動、勢能）。柄轉動的機械能（動、勢能）。內燃機內燃機v內燃機：（構件）內燃機：（構件）氣缸、活塞、連桿、氣缸、活塞、連桿、曲軸、齒輪、凸輪、曲軸、齒輪、凸輪、推桿推桿v內燃機：（機構）內燃機：（機構）連桿機構（連

5、桿機構（氣缸、活氣缸、活塞、連桿、曲軸塞、連桿、曲軸）齒輪機構（齒輪機構（齒輪齒輪）凸輪機構（凸輪機構（氣缸、凸氣缸、凸輪、推桿輪、推桿）氣缸體氣缸體活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸齒輪齒輪凸輪凸輪推桿推桿機械設計基礎 緒論4.常用機構常用機構機械設計基礎 緒論機械：機械：機器（三個特征）：機器（三個特征）：人為的實物組合（不是天然形成的）；人為的實物組合（不是天然形成的）；各運動單元具有確定的相對運動；各運動單元具有確定的相對運動；必須能作有用功，完成物流、信息的傳遞及能量的轉必須能作有用功，完成物流、信息的傳遞及能量的轉換換。機構機構：僅具備有兩特征。：僅具備有兩特征。機器和機構的總稱機器和機構的

6、總稱5.5.概念概念構件構件：運動單元體：運動單元體零件零件：制造單元體：制造單元體構件可由一個或幾個零件組成。構件可由一個或幾個零件組成。機架機架：機構中相對不動的構件：機構中相對不動的構件原動件原動件：驅動力（或力矩）所作用的構件。：驅動力（或力矩）所作用的構件。輸入構件輸入構件從動件從動件：隨著原動構件的運動而運動的構件。：隨著原動構件的運動而運動的構件。輸出構件輸出構件機構機構：能實現(xiàn)預期的機械運動的各構件（包括機架）的基：能實現(xiàn)預期的機械運動的各構件（包括機架）的基本組合體稱為機構。本組合體稱為機構。二、研究二、研究內容內容v常用機構的運動常用機構的運動特性、特性、結構分析結構分析及

7、設計方法及設計方法連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系、間歇運動機連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系、間歇運動機構、組合機構構、組合機構v機械動力學設計機械動力學設計v通用通用機械機械零件的零件的工作能力的驗算與設計工作能力的驗算與設計v通用通用機械機械零件的零件的結構設計結構設計機械設計基礎 緒論一、課程特點一、課程特點v是一門具有是一門具有工程特色工程特色的、極為重要的技術基礎課的、極為重要的技術基礎課v聯(lián)系工程實際緊密、討論共性問題聯(lián)系工程實際緊密、討論共性問題二、先修課程二、先修課程v高等數(shù)學高等數(shù)學 普通物理普通物理 機械制圖機械制圖 工程力學工程力學、機械制造、機械制造基礎課基礎課技

8、術基礎課技術基礎課專業(yè)課專業(yè)課機械設計基礎機械設計基礎比基礎課更接比基礎課更接近工程實際近工程實際承上啟下承上啟下比專業(yè)課有更寬的研比專業(yè)課有更寬的研究面和更廣的適應性究面和更廣的適應性機械設計基礎 緒論三、學習本課程的目的三、學習本課程的目的v為后續(xù)課打好理論基礎為后續(xù)課打好理論基礎v為機械產品的為機械產品的創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計打下良好基礎打下良好基礎v為現(xiàn)有機械的合理使用和革新改造打基礎為現(xiàn)有機械的合理使用和革新改造打基礎v培養(yǎng)綜合考慮問題的能力培養(yǎng)綜合考慮問題的能力機械設計基礎 緒論四、機械設計在國民經濟中的地位四、機械設計在國民經濟中的地位1 經濟競爭歸根結底是設計和制造能力競爭經濟競爭歸

9、根結底是設計和制造能力競爭v工業(yè)化國家的財富工業(yè)化國家的財富6080%是制造業(yè)創(chuàng)造的是制造業(yè)創(chuàng)造的v制造是將科技轉化為財富的最后環(huán)節(jié)制造是將科技轉化為財富的最后環(huán)節(jié)v各發(fā)達國家重新重視制造業(yè)各發(fā)達國家重新重視制造業(yè)2 機械制造業(yè)生產管理模式的轉變機械制造業(yè)生產管理模式的轉變中小批量、個性化、中小批量、個性化、 柔性柔性生產管理模式生產管理模式大批量、單一化、流水作業(yè)大批量、單一化、流水作業(yè)生產管理模式生產管理模式機械設計基礎 緒論3 制造業(yè)市場競爭圍繞制造業(yè)市場競爭圍繞 TQCSF 展開展開v上市時間上市時間 Timev質量質量 Qualityv產品成本產品成本 Costv服務服務 Servi

10、cev靈活性靈活性 Flexible4 競爭的焦點之一是競爭的焦點之一是設計設計v成功的設計贏得了市場成功的設計贏得了市場v設計是科技成果轉化為生產力的紐帶設計是科技成果轉化為生產力的紐帶v設計是引進技術實現(xiàn)國產化的重要環(huán)節(jié)設計是引進技術實現(xiàn)國產化的重要環(huán)節(jié)v沒有現(xiàn)代化設計就沒有現(xiàn)代化產品沒有現(xiàn)代化設計就沒有現(xiàn)代化產品競爭的焦點競爭的焦點創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計機械設計基礎 緒論5 設計在生產中的地位設計在生產中的地位設計是影響產品技術與經濟指標的關鍵設計是影響產品技術與經濟指標的關鍵設計占成本設計占成本 5%設計決定成本設計決定成本 75%75%開發(fā)設計開發(fā)設計制造制造市場銷售市場銷售機械設計基礎

11、緒論一、課程任務一、課程任務學習一些機械的機構、結構的知識學習一些機械的機構、結構的知識學習從實際結構抽象數(shù)學模型的技巧學習從實際結構抽象數(shù)學模型的技巧學習如何應用數(shù)學、力學知識解決具體的機械問題學習如何應用數(shù)學、力學知識解決具體的機械問題二、學習方法二、學習方法學習知識的同時，注重能力的培養(yǎng)學習知識的同時，注重能力的培養(yǎng)注重邏輯思維的同時，加強形象思維能力的培養(yǎng)注重邏輯思維的同時，加強形象思維能力的培養(yǎng)注重實踐注重實踐，多觀察多觀察、分析與思考分析與思考善于善于發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)事物的共性事物的共性、個性個性三、學習要求三、學習要求建立基本概念建立基本概念理解基本原理理解基本原理 掌握基本方法掌握基本

12、方法了解國家規(guī)范了解國家規(guī)范機械設計基礎 緒論四、機械設計的一般過程四、機械設計的一般過程1 機器的組成機器的組成原動機部分原動機部分傳動部分傳動部分控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)執(zhí)行部分執(zhí)行部分輔助系統(tǒng)，例如：潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)，例如：潤滑、顯示、照明等機械設計基礎 緒論2 設計過程設計過程產品是否具有產品是否具有創(chuàng)新性創(chuàng)新性，很大，很大程度上取決于程度上取決于原理方案設計，原理方案設計，而這正是機械而這正是機械原理課程所研原理課程所研究的主要內容究的主要內容產品規(guī)劃產品規(guī)劃結構方案設計結構方案設計原理方案設計原理方案設計總體設計總體設計施工設計施工設計試制、批量生產、銷售試制、批量生產、銷售可行

13、性報告可行性報告設計任務書設計任務書原理方案圖原理方案圖結構設計草圖結構設計草圖總裝配圖總裝配圖部裝圖、零件圖部裝圖、零件圖技術文檔技術文檔機械設計基礎 緒論一、基礎設計理論和方法（傳統(tǒng)方法）二、現(xiàn)代設計理論和方法三、數(shù)字化設計理論與技術機械設計基礎 緒論一、一、基礎設計方法基礎設計方法v摩擦學摩擦學v機械動力學機械動力學v機械的損傷和強度理論機械的損傷和強度理論v現(xiàn)代機構學現(xiàn)代機構學v典型零部件設計理論和方法典型零部件設計理論和方法機械結構損傷和強度理論機械結構損傷和強度理論機械結構應力分析與監(jiān)控機械結構應力分析與監(jiān)控結構疲勞強度理論和壽命預測結構疲勞強度理論和壽命預測機械強度可靠性理論與試驗技術機械強度可靠性理論與試驗技術系統(tǒng)可靠性分析與設計系統(tǒng)可靠性分析與設計機械設計基礎 緒論二、現(xiàn)代設計方法二、現(xiàn)代設計方法v智能設計、優(yōu)化設計、可靠性設計、并行設計、網(wǎng)絡化協(xié)智能設計、優(yōu)化設計、可靠性設計、并行設計、網(wǎng)絡化協(xié)同設計、異地設計等同設計、異地設計等激烈的競爭激烈的競爭傳統(tǒng)的手段傳統(tǒng)的手段手工繪圖手工繪圖常規(guī)的計算常規(guī)的計算方法方法簡單的計算簡單的計算工具工具碰撞碰撞CAD機械設計基礎 緒論三、數(shù)字化設計方法三、數(shù)字化設計方法vCAD/CAMv基于網(wǎng)絡的數(shù)字化設計基于網(wǎng)絡的數(shù)字化設計v基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化設計基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化設計CAD機械設計基礎 緒論現(xiàn)實