《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課件-第0章

緒論0.1本課程概述0.2機械概述

0.1本課程概述

0.1.1本課程的性質(zhì)、研究對象和內(nèi)容

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”是一門綜合性的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，其研究對象和內(nèi)容分別是：

(1)“靜力學(xué)”的研究對象為剛體或剛體系統(tǒng)，主要研究剛體在載荷作用下的平衡問題，為設(shè)計構(gòu)件承載能力提供理論依據(jù)。

(2)“材料力學(xué)”的研究對象為變形固體，主要研究變形固體的強度和剛度問題，為機械零件設(shè)計確定合理的材料、截面形狀和幾何尺寸提供理論基礎(chǔ)。

(3)“常用機構(gòu)”的研究對象為常用的機構(gòu)，如平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等，主要研究常用機構(gòu)的組成、工作原理、運動特性以及設(shè)計方法。

(4)“常用機械傳動”的研究對象為常用的機械傳動，如齒輪傳動、帶傳動等，主要研究機械傳動的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和運動特性以及設(shè)計方法。

(5)“通用機械零部件”的研究對象是在各種機器中普遍使用的零部件，如軸、軸承、鍵等，主要研究機械中通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、選用和設(shè)計方法。0.1.2本課程的任務(wù)

通過對本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)該達到以下基本要求：

(1)能熟練地運用力系平衡條件求解簡單力系的平衡問題。

(2)掌握零部件的受力分析及強度計算方法。

(3)熟悉常用機構(gòu)、常用機械傳動和通用零部件的工作原理、特點、應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和國家標(biāo)準(zhǔn)，掌握它們的選用和基本設(shè)計方法，具備正確分析、使用、維護機械的能力，并初步具備設(shè)計簡單機械傳動裝置的能力。

(4)具備與機械設(shè)計有關(guān)的解題、運算、繪圖能力和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。0.1.3本課程在機械工程中的意義和應(yīng)用

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”主要研究機械設(shè)計中的基本問題，是進行機械設(shè)計工作的技術(shù)基礎(chǔ)，在日常生活和工程實踐中都具有極其廣泛的應(yīng)用。0.1.4本課程的學(xué)習(xí)方法

由于本課程是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課，所以在學(xué)習(xí)過程中，除了應(yīng)堅持做好課前預(yù)習(xí)、認(rèn)真聽課、及時復(fù)習(xí)、獨立完成作業(yè)、實驗實訓(xùn)等基本學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)外，還應(yīng)注意以下幾點：

(1)學(xué)會綜合運用所學(xué)知識，能夠融會貫通。在實際生產(chǎn)和生活中要勤于觀察、善于思考，尋找實例和所學(xué)理論進行驗證，從而使所學(xué)知識得到升華。同時，逐漸學(xué)會綜合運用所學(xué)知識及其他課程知識，解決實際生產(chǎn)和生活中所遇到的簡單機械設(shè)計問題。

(2)做到理論、技能和實踐相結(jié)合。本課程是一門實踐性比較強的課程，在學(xué)習(xí)過程中除了要完成課程所安排的實驗、設(shè)計訓(xùn)練環(huán)節(jié)外，還要注重理論知識和實踐設(shè)計、制造環(huán)節(jié)的結(jié)合，正確合理地處理零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)工藝性等問題。

(3)學(xué)會創(chuàng)新?？茖W(xué)的靈魂在于創(chuàng)新，機械科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展本身就是一個創(chuàng)新的過程，只有靈活運用所學(xué)知識并結(jié)合生產(chǎn)生活實際，勇于創(chuàng)新，才能將所學(xué)的知識真正變成改變?nèi)祟惿?、推動社會前進的力量。

0.2機械概述

0.2.1機器、機構(gòu)和機械

圖0-1所示內(nèi)燃機，是由活塞1、連桿2、曲軸3、齒輪4和5、凸輪6、氣門頂桿7、汽缸缸體8等實體組成的。當(dāng)可燃混合氣體在缸體內(nèi)燃燒推動活塞1時，與之相連的連桿2就會將運動傳至曲軸3，從而使曲軸3轉(zhuǎn)動，向外輸出運動和動力。內(nèi)燃機的基本功能就是使可燃混合氣體在缸內(nèi)經(jīng)過“吸氣—壓縮—燃燒—排氣”這一過程，將燃燒所得的熱能轉(zhuǎn)化成機械能。圖0-1內(nèi)燃機又如圖0-2所示的顎式碎石機，是由機架1、偏心軸2、活動顎板3、肘板4、帶輪5、固定顎板6等組成的。其中，偏心軸2與帶輪5固連，電動機通過帶傳動驅(qū)動偏心軸轉(zhuǎn)動，使

活動顎板作平面運動，從而軋碎活動顎板與固定顎板之間的礦石。顎式碎石機就是通過活動顎板的平面運動實現(xiàn)了軋碎礦石的機械功。圖0-2顎式碎石機盡管機器的種類繁多，其功能、結(jié)構(gòu)、工作原理也各不相同，但從結(jié)構(gòu)和功能來看，各種機器都具有以下三個特征：

(1)都是人為的各種實物組合；

(2)組成機器的各種實物間具有確定的相對運動；

(3)可代替或減輕人類的勞動，完成有用的機械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。0.2.2零件和構(gòu)件

零件是組成機器的最小單元，是機器的制造單元。機器是由若干個不同的零件組裝而成的。零件可分為兩類，一類是通用零件，是各機器中經(jīng)常使用的零件，如螺栓、螺母、軸、齒輪等；另一類是專用零件，是僅在特定類型的機器中使用的零件，如活塞、曲軸等。

構(gòu)件是機構(gòu)的運動單元。構(gòu)件可以是單一零件，如內(nèi)燃機的曲軸，如圖0-3所示；也可以是多個零件的剛性組合體，如內(nèi)燃機的連桿，如圖0-4所示。圖0-3內(nèi)燃機的曲軸圖0-4內(nèi)燃機的連桿0.2.3機器的組成和機械的分類

就功能而言，一部完整的機器一般包括四個組成部分：動力部分、傳動部分、控制部分和執(zhí)行部分。動力部分是機器的動力來源，常用的有電動機、內(nèi)燃機等；傳動部分和執(zhí)行部分是機器的主體，由各種