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1、第 1 章 机械设计基础概论1.1 相识机械设计基础1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征第1章 概论 基本要求1、驾驭机器和机构、构件和零件、通用零件和 专用零件等概念2、了解本课程探讨的对象和内容，以及本课程 的性质和任务第1章 概论重点 机器和机构、构件和零件、通用零件和 专用零件等概念难点 机器与机构的区分思索题1、机器与机构的区分和联系。2、在机械中属于制造单元的是 A、构件 B、零件 C、部件3、机械与机构相比，不具备特征 A、人为的各个实物组合 B、各实物之间有 确定的相对运动 C、作有用功或转换机械能4、构件定义的正确表述是 A、构件是机
2、器的制造单元 B、构件是机器的 运动单元 C、构件是机器的装配单元第1章 概论在机械发展方面，我国人民有着光辉的成就，汉朝张衡的侯风地动仪、西汉时期的指南车和记里鼓车、元朝黄道婆的织布机、秦始皇陵发掘出土的大型彩绘铜车马等都是我国劳动人民才智的结晶，充分显示了我国劳动人民卓越的创建才能。不论是人们的衣食住行，还是能源、材料、信息等工程领域的发展，都离不开机械技术的支持。机械的发展程度、机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标记之一。机械设计基础是探讨机械类产品的设计、开发、改造，以满足经机械设计基础是探讨机械类产品的设计、开发、改造，以满足经济发展和社会需求的基础学问课程。济发展和社
3、会需求的基础学问课程。1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务1.1.1 本课程的探讨对象主要探讨的对象是机械,机械是机器与机构的统称机器是若干机构的组合体1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务内燃机也是由三种机构组成内燃机也是由三种机构组成1、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构将活塞的往复移动转化为曲柄的连续转动将活塞的往复移动转化为曲柄的连续转动2、齿轮机构、齿轮机构变更转速的大小和转动的方向变更转速的大小和转动的方向3、凸轮机构、凸轮机构将凸轮的连续转动转变为推杆的往复移动将凸轮的连续转动转变为推杆的往复移动机器一般由原动机、传动部分、执行部分和限制部分组成机器一般由原动机、传动部分、执行部分
4、和限制部分组成原原 动动 机机器的动力来源机机器的动力来源,常用电动机、内燃机常用电动机、内燃机执行部分完成工作任务的部分执行部分完成工作任务的部分传动部分把原动机的运动或动力传递给执行部分，通常由一些传动部分把原动机的运动或动力传递给执行部分，通常由一些机构地机构地 （连杆机构、凸轮机构等）或传动形式（带传动、齿轮传（连杆机构、凸轮机构等）或传动形式（带传动、齿轮传动动 等）组成等）组成执行部分实现或终止各自预定的功能部分。限制机构（凸轮机执行部分实现或终止各自预定的功能部分。限制机构（凸轮机构）构）机器：机器：既能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功，或者能传递或转换能量、物料、信息等。
5、如 半自动钻床实现确定的机械运动，又作有用的机械功 内燃机转换能量 机械手传递物料 照相机传递信息 机构：机构：仅能起着运动的传递或运动形式的转换作用。如 齿轮机构传递运动 凸轮机构转换运动 机器与机构的特征：机器与机构都是由人为实体构件组合，各实体构件之间具有相对运动 1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务构件：组成机构的具有相对运动的实物，是机构运动的最小单元。可以是一个零件，也可以是由几个零件组成的刚性结构。零件：机械制造中不行拆的最小单元体。零件：机械制造中不行拆的最小单元体。构件与零件的根本区分：构件与零件的根本区分：构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。构件是运动的单元体，而
6、零件是制造的单元体。单一零件曲轴多个零件的刚性组合连杆1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务专用零件：专用零件：例如：活塞、曲轴、叶片、犁铧、枪栓等。通用零件：通用零件：例如：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动；轴、联轴器、离合器、滚动轴承、滑动轴承、螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件；弹簧、机架、箱体等。零件可分为两类：1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务 构 件 通用零件 专用零件1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务部件：部件：若干个零件的装配体（1）机构的运动简图和自由度计算；（2）平面连杆机构、凸轮机构的组成原理、运动分析及轮廓设计；（3）各种联接零件（螺纹联接、键销
7、联接等）的设计计算方法和标准选择；（4）各种传动零件（如带传动、齿轮传动等）的设计计算和参数选择；（5）轴系零件（如轴、轴承等）的设计计算及参数类型选择；1.1 本课程的探讨对象、主要内容及任务1.1.2 本课程探讨的主要内容 本课程的主要任务（1）了解常用机构的工作原理、运动特性、结构特点；（2）驾驭零部件的受力分析和强度计算方法；（3）具备正确分析、运用及维护机械的实力，驾驭通用零件的设计原理和 方法，具有运用机械设计手册、标准、规范等设计资料设计 简洁机械 的实力。1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤强强 度：是指构件在载荷作用下，反抗破坏或塑性变形的实力。度：是指构件在载荷作用下，
8、反抗破坏或塑性变形的实力。齿轮齿轮 的轮齿不能破损或折断，使之有足够的强度以保证它们的轮齿不能破损或折断，使之有足够的强度以保证它们能正能正 常工作。常工作。强度失效：构件因强度不足而丢失正常功能。强度失效：构件因强度不足而丢失正常功能。刚刚 度：是指构件在载荷作用下，反抗变形或保持弹性变形不超度：是指构件在载荷作用下，反抗变形或保持弹性变形不超过允过允 许数值的实力。许数值的实力。刚度失效：构件因刚度不足而丢失正常的工作实力。刚度失效：构件因刚度不足而丢失正常的工作实力。失效形式：失效形式：强度、刚度、磨损失效是主要失效形式。失失 效：机械零件由于某种缘由丢失正常工作实力。效：机械零件由于某
9、种缘由丢失正常工作实力。1.2.1 机械零件的失效及主要失效形式1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤强度失效刚度失效1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤1.2.2 机械零件的设计准则1、强度准则2、刚度准则3、耐磨性准则4、振动稳定性准则5、散热性准则1.2 机械零件设计的基本准则及设计步骤1.2.3 机械零件设计的一般步骤依据零件的工作条件合理选择零件的材料依据机器工作条件计算作用在零件上的载荷依据零件的运用要求选择零件的类型及结构形式绘制零件工作图拟定技术要求依据工艺性及标准化的要求设计零件的结构及其尺寸依据相应的设计准则确定零件的基本尺寸实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征以内燃机为例功用：功用：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器 组成：组成：机架(气缸体)、曲柄、连杆、活塞、进气阀、排气阀、推杆、凸轮、齿轮气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮10 活塞下行，进气阀打 开，燃气被吸入汽缸活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动 活塞上行，排气阀打开，排出废气工作过程：工作过程：实训1 分析单缸内燃机的机器与机构特征内燃机机械手半自动多轴钻床凸轮机构齿轮机构照相机