机械设计基础朱龙英00绪论

2019/12/251机械设计基础主讲：蒋素琴2019/12/252课件及作业答案公共邮箱[e-mail]密码：hygxy101010电话：[phone]注意：禁止修改密码、删改附件内容2019/12/253学习安排结合PPT，以课堂讲解为主，习题课为辅，掌握机械设计基本知识和方法，提高综合应用各门课程知识的能力。1.授课2.考核总评成绩=平时成绩（作业、考勤、实验）30+阶段考试30+期末考试40提醒：缺课按次数减适当的平时成绩，超过规定比例则取消考试资格2019/12/2543.时间安排总课时：80(第1-15周)理论课时：74实验课时:6实验安排：(3、6、8周的周六全天，分三组进行）另：安排2周的课程设计（第17、18周）2019/12/255课堂基本要求1、按时上课，不迟到，不早退。2、请假办理正常请假手续，有病例之类的证明3、认真听讲，集中精力思考，积极发言4、不交头接耳讲话、不睡觉、不玩手机5、集中向前坐2019/12/256绪论机械－机器与机构的总称举例：汽车、洗衣机、缝纫机、机床、飞机、轮船、手表、钟、机械部件、机械零件等等产生：是人类为了提高劳动生产率而创造出来的主要工具。标志：使用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和现代化程度的重要标志之一。（猿→人）§0.1本课程的研究对象和内容本课程的研究对象：机械2019/12/257古代中国机械达芬奇的发明机器武士机器狮水磨、记里鼓车、古代水碓、地震仪其他？指南车、水磨、云锦机等有翼滑翔机离合器2019/12/258发展：大量的新机器从传统的纯机械系统，演变成机电液一体化的机械设备。机器的设计、制造进入了智能化的新阶段。机器的设计制造周期越来越短，对机器的性能、质量的要求也越来越高，个性化要求越来越多，机械产品向着高速、精密、重载、智能等方面发展。本课程的研究内容：一般参数的通用零部件的设计理论与方法2019/12/259内燃机.exe机器的组成及其特征一、举例说明单缸内燃机颚式破碎机2019/12/2510二、基本概念1、机器(1)特征：①都是人为的实物组合；②组成机器的各实物之间具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。（2）组成：动力系统（原动机）传动系统执行系统辅助系统控制系统（3）机器是执行机械传动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息，以代替或减轻人的体力和脑力劳动（4）按用途分：动力机器，加工机器，运输机器2019/12/2511二、基本概念2、机构（１）特征：①都是人为的实物组合；②组成机器的各实物之间具有确定的相对运动。注意：机构与机器联系与区别（２）类型：常用机构，液压机构，气压机构等3、机械：机器与机构的总称4、构件：机器或机构中最小的运动单元2019/12/25125、零件：机器或机构中最小的制造单元又可分为标准零件、非标准件注意：构件与零件联系与区别通用零件：齿轮、螺钉、弹簧、键、销、轴等专用零件：曲轴、连杆、活塞等关系：零件构件机构、部件机器组成组成组成机械6部件：协同工作且完成共同任务的零件组合通用部件：油泵、轴承，联轴器、减速器等专用部件：汽车转向器2019/12/25132019/12/2514§0.2机械设计的基本要求及一般程序一、机械设计的基本要求1、功能要求预定功能的要求是设计的基本出发点，包括设计机器的功用和性能指标（运动性能，动力性能，技术指标，外形结构要求）必需正确选择机器的工作原理、机构类型和机械传动方案2、可靠性要求安全可靠与强度、寿命的要求:机器正常工作的必要条件3、经济性要求综合性能指标：与设计、制造、使用都有关合理工艺、结构与选材，尽量三化（零件标准化，部件通用化，产品系列化），提高设计质量，降低制造成本4、社会要求操作简单，易于维护，劳动强度低，环保2019/12/2515市场调研、可行性研究原理方案设计技术设计试制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图、零件图、技术文件样机评价改进考核工艺性收集用户意见产品销售二、机械设计的一般程序2019/12/2516§0.3机械的常用材料及选择一、机械零件的常用材料1、黑色金属2、有色金属钛、镁、铝、铜等合金，轴承合金（巴氏合金）铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差碳钢与合金钢——应用最广泛b)铜合金——黄铜：Cu与Zn合金青铜：Cu与Sn的合金无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。a)铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近2019/12/2517二、材料的选择原则三、钢常用的热处理方法其他处理方法：表面强化（冷处理）、表面熔覆、化学镀等四把火（退火、正火、淬火、回火），化学热处理，调质处理3、非金属材料塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体陶瓷——电热性好，硬度高橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件4、复合材料1、使用要求2、工艺要求3、经济性要求2019/12/2518§0.4机械零件的主要失效形式及计算准则一、机械零件的失效形式失效——零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、噪声失效、精度失效、可靠性失效二、机械零件的计算准则工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则2019/12/25191、强度准则limlim[][]tSSlimlim()()()()BBSSYY脆性材料塑性材料疲劳极限2、刚度准则零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力零件在载荷作用下抵抗破坏的能力[]yyy——可以是挠度、偏转角或扭转角2019/12/25203、寿命准则涉及到腐蚀、磨损和疲劳三个方面的问题。pvpvpp][4、振动和噪声准则0.85,1.15ppffff　或5、热平衡准则tt2019/12/2521：可靠度——表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率tRN个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf个失效，剩下Nt个仍继续工作，则NNNNNNNRfftt1不可靠度（失效概率）：1,1tttftFRRNNFn个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2、…Rn，则系统的可靠度为Rf=R1R2…Rn6、可靠性准则系统、机器或零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。2019/12/2522三、机械零件设计的一般步骤1）根据零件的使用要求，选择零件类型、结构形式和材料；2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷；3）根据零件的工作条件，选择零件的材料及热处理方法；4）按可能的失效形式，确定零件的计算准则，并确定零件的基本尺寸，并加于标准化和圆整；5）按工艺及标准化要求，进行零件的结构设计；6）校核计算；7）绘制零件的工作图，并编写计算说明书。2019/12/2523§0.5机械设计方法及其新进展1、设计理论的不断完善与发展2、设计手段和方法的不断更新优化设计、可靠性设计、有限元法、变型产品设计3、机械设计的综合程度越来越高，与其它学科交叉越来越广泛和深入——机电液一体化4、机械设计的实验研究技术有了很大的发展和提高，实验与理论相互促进2019/12/2524一、课程的内容学习常用机构和通用零部件的工作原理，运动特点、结构特点、基本的设计理论和计算方法。二、课程的性质性质：专业技术基础课作用：承上启下特点：科学性，综合性，实践性三、课程的任务1.了解常用机构的结构，运动特性，初步具有分析和设计常用机构的能力。2.掌握通用零件的工作原理、结构特点、设计计算和维护等知识。并初步具有设计简单机械传动装置的能力。3.具有运用标准，规范，手册，查阅相关技术资料能力。4.获得本学科实验技能的初步训练。5.通过本课程的学习为后续专业课程打好基础。§0.6机械设计基础课程的内容、性质和任务