机械设计基础(1)

机械设计基础主讲教师：伍驭美主讲教材：秦伟《机械设计基础》(第二版)参考教材：喻怀正《机械设计基础》杨可桢《机械设计基础》机械设计是为了满足机器的某些特定功能而进行的创造性活动,即应用新的原理和新的概念,开发创造出新的产品,或对现有机器局部进行创造性的改造(如改进不合理的结构、改善加工工艺性、装配性或降低成本)。什么是机械设计？绪论第一节机械的功能及功能组成一、机械的组成机器和机构的总称。内燃机推杆凸轮推杆凸轮齿轮齿轮齿轮曲轴连杆活塞壳体工件自动载送装置工业机器人1.机器的特征(重点)①人造的实物组合体；----结构观点②各部分有确定的相对运动；----运动观点③代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换。------能量观点2.机器的组成3.机构的特征①人造的实物组合体；----结构观点②各部分有确定的相对运动。----运动观点原动部分传动部分执行部分（机构）控制部分4.机构的组成：构件内燃机连杆独立的运动单元。5.构件的组成：零件小结:零件构件机构机器螺栓套筒连杆体垫圈螺母轴瓦连杆盖独立的制造单元。6．机械零件的分类通用零部件联接件（螺纹，键，销）传动件（带，链，齿轮）轴系零件（轴，轴承，联轴器）（涡轮机的叶片，飞机的螺旋桨，内燃机的曲轴）专用零部件1.根据实现的功能分(1)工作机器能对物料进行加工及运输等工作的、能完成有用的机械功。如机床、汽车等。(2)动力机器能完成其它能量与机械能之间的转换。(3)信息机器实现其它信息与机械运动信息之间的转换。二、机械的分类2.根据功能组成分(1)驱动系统机械系统的动力源。如电动机、内燃机等。(2)执行系统直接实现机器特定功能的部分。(3)传动系统传递原动机的动力和和运动的中间装置。(4)控制系统使驱动系统、执行系统、传动系统彼此协调工作并准确可靠地完成整个机械系统功能的装置。第二节机械设计的基本要求、基本内容与一般程序2.工作可靠，操作方便，运行安全性；3.市场需求与经济性；5.工艺性、系统性、通用性及标准化；6.其他方面。1.实现预定的功能；4.零部件的结构设计要求一、机械设计的基本要求3．结构与强度设计1．功能原理方案设计2．运动特性动力特性4．驱动与控制设计二、本课程的内容1．提出和制定产品设计任务书2．方案设计3．技术设计4．样机试制和鉴定5．产品投产三、机械设计的一般程序第三节机械工程常用材料一、常用工程材料最常用材料：钢、铸铁。其次常用材料：有色金属、合金。非金属材料：工程材料、橡胶、尼龙、木材、石墨、陶瓷等。金属材料常用材料见表0-1、0-2常用材料见表0-3、0-4。三、材料选择的基本要求1．使用要求1）力学性能要求2）物理性能要求3）化学性能要求2．工艺要求3．经济性要求二、金属材料的热处理第四节零件的强度一、载荷和应力的类型机械零件的强度条件][静载荷：变载荷：不随时间变化或变化较缓慢的载荷。随时间变化的载荷。1．按载荷随时间变化情况分：2．按载荷的应用情况分：名义载荷：根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷。计算载荷：载荷系数K与名义载荷的乘积。3.应力分类按应力随时间变化分1)静应力：不随时间变化或变化缓慢的应力。2)变应力：随时间变化的应力。a.稳定循环变应力b.不稳定循环变应力c.随机变应力a)非对称循环变应力b)脉动循环变应力c)对称循环变应力二、许用应力和安全系数SLim式中:lim——材料的极限应力。S——安全系数。第五节机械零件结构的工艺性及标准一、零件结构的工艺性1．毛坯选择合理2．结构简单合理3．选择合理的公差配合与等级及正确的形位公差二、标准化1．产品品种规格的系列化2．零部件的通用化3．产品质量标准化第六节本课程的地位、内容与任务一、本课程的地位一门重要的技术基础课。二、本课程的内容机械系统的组成与结构，功能与原理，机械设计的基本要求、内容与一般程序等。三、本课程的任务1．认识和了解机械系统的组成与结构、功能与原理以及正确选择通用机械。2．了解机械设计的基本要求、基本内容及一般程序。3．掌握通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护，初步具有简单机械及常用机械传动装置的能力。4．培养学生具有查阅手册、图册等资料的能力。习题：P130-1，0-4，0-11，0-12。