机械设计基础讲义_1489505538
机械设计基础全套课件完整版ppt教程
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
任务目标
夯实理论
机器的特征
（1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。
任务实施
识别机器与机构 机械钟表、打字机、发报机用于传递信息都属于机器。
培养技能
机械钟表 打字机 发报机
球磨机的铁球，摇奖机不强调构件间具有确定的相对运动，它们也属于机器。
平面运动副的分类
转动副
夯实理论
转动副
夯实理论
2)移动副 只允许两构件作相对移动。
移动副
夯实理论
移动副
夯实理论
(2)高副 两构件以点或线接触而构成的运动副。
凸轮副
齿轮副
夯实理论
机构中构件按运动性质分类
机 架 用来支承运动构件，相对于地面固定不动的构件。 原动件 按给定的运动规律独立运动的构件。 从动件 除原动件以外的所有活动构件。
B
4
3
2
A
D
C
计算实例
n = 3, PL = 4, PH = 0
F = 3n - 2PL- PH =3×3 – 2×4 – 0 = 1
n：机构中活动构件数； PL ：机构中低副数； PH ：机构中高副数； F ：机构的自由度数；
构件的图样长度
构件的实际长度
夯实理论
单缸四冲程内燃机
任务实施
任务实施
1.设计要求与数据
单缸四冲程内燃机主体机构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运动简图。
2024年机械设计基础课件(全套课件300p)
机械制造工艺与装备的关系
工艺对装备的要求
不同的机械制造工艺对装备有不同的要求，如加工精度、生产效 率、自动化程度等。
装备对工艺的影响
先进的机械制造装备可以提高加工精度和生产效率，降低制造成本 ，提高产品质量和竞争力。
学习如何制定机械加工工艺规程，包 括工序的划分、基准的选择、加工余 量的确定等。
03
机械零件设计
连接零件设计
螺纹连接
介绍螺纹的形成、类型 和特点，以及螺纹连接
的预紧和防松方法。
键连接
阐述键连接的类型、特 点和应用，包括平键、 半圆键、楔键和切向键
等。
花键连接
讲解花键连接的工作原 理、类型和应用，以及 在轴和轮毂上的加工方
分类
机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。
机械设计的发展历程
01
02
03
古代机械设计
主要依赖于工匠的经验和 技艺，缺乏科学理论的支 持。
近代机械设计
随着工业革命的兴起，机 械设计开始引入力学、数 学等科学理论，实现了从 传统到现代的转型。
现代机械设计
以计算机辅助设计（CAD ）为代表，实现了设计过 程的数字化、自动化和智 能化。
机械设计基础课件(全套课件 300p)
• 机械设计概述 • 机械设计基础知识 • 机械零件设计 • 机械系统设计 • 机械制造工艺与装备 • 现代设计方法在机械设计中的应用
01
机械设计概述
机械设计的定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传 递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将 其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
机械设计基础(第五版)讲义
ω1
α α
r”
ω"2
=>ω”2 <ω1 ω1 cosα
17-3 可移式刚性联轴器
2. 双万向铰链机构 安装要求： 安装要求： ①主动、从动、中间三轴共面； 主动、从动、中间三轴共面； ②主动轴、从动轴与中间件轴线间的夹角必须相等； 主动轴、从动轴与中间件轴线间的夹角必须相等； 中间轴两端的叉面应在同一平面内。 ③ 中间轴两端的叉面应在同一平面内。 α
17-2 固定式刚性联轴器
①套筒联轴器
17-2 固定式刚性联轴器
②凸缘联轴器
17-3 可移式刚性联轴器
两轴线的相对位移: 此会出现两轴之间的轴向位移、径向位移和角位移，或其组合。 两轴线的相对位移: 由于制造、安装或工作时零件的变形等原因，被联接的两轴不一定度能精确对中，因 轴向、径向、角度、综合。 轴向、径向、角度、综合。
----传递中小转矩、牙数为15~60 传递中小转矩、牙数为 传递中小转矩 ----传递较大转矩、牙数为3~15 传递较大转矩、牙数为 传递较大转矩
梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。 梯形牙可以补偿磨损后的牙侧间隙。 锯齿形只能单向工作。 锯齿形只能单向工作。反转时具有较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离。 制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。 制造要求：各牙应精确等分，以使载荷均匀分布。
17-5 牙嵌离合器
结构组成：端面带牙的固定套筒、活动套筒、对中环 结构组成：端面带牙的固定套筒、活动套筒、 工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。 工作原理：利用操纵杆移动滑环，实现两套筒的结合与分离。
固定套筒 活动套筒 滑环
对中环
17-5 牙嵌离合器
牙型 三角形 梯 形 锯齿形
机械设计基础讲稿
绪论0.1 机器的组成及特征在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。
1. 机器：是人为的实物组合，它能完成一定的运动，用来实现能量转换，或者做各种有用的机械功。
例如：单缸内燃机（其基本结构如下图），它的作用是将热能转变成机械能。
颚式破碎机（其基本结构如下图），它用于压碎物料。
2. 机构：也是人为的实物组合，但它仅能传递或转换运动。
例如：齿轮机构—传递运动。
凸轮机构—转换运动（由回转运动转换为直线运动）。
注：人们常说的机械是机器和机构的总称。
3. 构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。
例如：曲轴——单一零件。
连杆——多个零件的刚性组合体。
注：构件是机械中运动的单元体。
4. 零件：是组成机器的最基本的单元。
零件通常分为两类：(1) 通用零件：例如：齿轮、链轮、带轮、蜗杆、轴、螺栓、键、花键、销、弹簧、机架、箱体等。
(2) 专用零件：例如：叶片、曲轴、枪栓等。
注：零件是机械中制造的单元体，而且是不可能再拆分的。
另外，所谓的部件：是指若干个零件的装配体。
0.2 本课程的内容、性质和任务1. 内容阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。
阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。
介绍机械系统的设计思路和设计方法。
2. 性质本课程是一门技术基础课。
旨在培养工程技术人员从事机械设计所需的基本知识、理论和技能，使之具备分析、设计、运行和维护机械设备和机械零件的能力，为今后解决生产实际问题及学习有关新的科学技术打下基础。
本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量、算法语言等课程的知识，去解决常用机构和通用零部件的设计问题。
涉及的知识面广，实践性强，侧重于工程实际。
3. 任务使学生了解常用机构及通用零、部件的工作原理、类型、特点及应用等基本知识。
使学生掌握常用机构的基本理论及设计方法，掌握通用零、部件的失效形式、设计准则与设计方法。
使学生具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本技能。
机械设计基础培训讲义(ppt 20页)
若从运动的观点来讲，机器和机构并无差别， 故工程上统称为“机械”
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飞机起落架和叉速器
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三、零件和构件
零件是组成机器的最小单元，也是机器的制 造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成 的。
各种机器经常用到的零件称为通用零件。 如螺钉、轴、轴承、齿轮等。
特定的机器中用到的零件称为专用零件。 如活塞、曲轴、叶片等。
构件是机器的运动单元，一般由若干个零 件刚性联接而成，也可以是单一的零件。
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若从运动的角度来讲，可以认为机器 是由若干个构件组装而成的。这些自由 分散的零件，一旦按照一定的方式和规 则组合到一部机器中，它们就成为机器 上不可或缺的一部分，发挥着各自的作 用。特别是一些关键零部件，决定着整 个机器的性能。
14容
《机械设计基础》是机械类各专业的一门综 合性的技术基础课。它以一般机械中的常用机构 和通用零件为研究对象，分析它们的工作原理、 运动特性、结构形式，以及设计和计算方法。
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（2）本课程的任务：
熟悉常用机构的组成、运动特点，并初步具有选用、分 析常用机构的能力。
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以轿车为例
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五、 本课程在工程技术中
的地位和作用
该课程研究机械设计中的共性问题，是机械 设计工程的技术基础，应用广泛。
机械设计的程序，实际上是对《机械设计基 础》所研究内容的系统应用过程。
工程上进行机械设计时，首先，将构件按照 机械的工作原理要求组成机构；其次，分析各构 件的运动情况及构件在外力作用下的平衡问题； 第三，分析构件在外力作用下的承载能力问题， 合理地选择材料、热处理，确定构件（零件）的 形状、具体结构、几何尺寸、制造工艺；最后， 绘制零件工作图，待加工。
机械设计基础(第五版)讲义03[30P][870KB]
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lOC = e
lCP = ds/d φ - e
S0= r2min - e2
ω
lCP = (S+S0 ) tan α
ds/d φ - e tanα = S + r2min - e2 rmin ↑ → α↓
D rmin α O e C
n
ds/d φ
若发现设计结果α〉[α]，可增大 rmin
3-3 凸轮机构的压力角
摩擦轮 4 4
皮带轮 皮带轮
录音机卷带机构
3-1 凸轮机构的应用和类型
2
3
1 送料机构
3-1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构组成： 凸轮、从动件、机架。 凸轮机构的优点:
只需设计适当的凸轮轮廓
结构简单、紧凑，设计方便
凸轮机构的缺点:
高副机构，易磨损
3-1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构的分类
按照凸轮的形状：
盘形凸轮
圆柱凸轮 移动凸轮
按照从动件的型式：
尖顶从动件 平底从动件 滚子从动件
3-2 从动件的常用运动规律
一、凸轮机构设计的基本任务
1) 2) 3) 4) 根据工作要求选定凸轮机构的形式； 从动件运动规律； s 合理确定结构尺寸； h 设计轮廓曲线。
B’ A
02
二、基本概念与名称
• 基圆 • 升程 • 远休止角 • 推程运动角 • 近休止角 • 回程运动角
s vdt C0 C1t
v C1 dv a 0 dt
刚性冲击：
由于加速度发生无穷大突 度而引起的冲击称为刚性 冲击。
3-2 从动件的常用运动规律
2. 简谐运动
h s 1 cos 2 h v sin 2
机械设计基础(第五版)讲义
油
初始疲劳裂纹 金属剥落出现小坑 裂纹的扩展与断裂
9.3 机械零件的接触强度
[σ ] =σ lim 9.2 机械零件的强度
一、应力的种类
静应力: 静应力: σ = 常数 变应力: 变应力: σ 随时间变化 变应力的循环特性: 变应力的循环特性:
静应力是变应力的特例
平均应力: 平均应力: 应 力 幅:
σm =
σ max + σ min
σa =
σ
σ max − σ min
2
而[σ H ] =
σ H lim
SH
9.4 机械零件的耐磨性
运动副中，摩擦表面物质不断损失的现象。 磨 损 — 运动副中，摩擦表面物质不断损失的现象。 磨损会逐渐改变零件尺寸和摩擦表面形状。 磨损会逐渐改变零件尺寸和摩擦表面形状。 零件抗磨损的能力。 耐磨性 — 零件抗磨损的能力。 振动↑、冲击 、噪音 振动 、冲击↑、噪音↑ 间隙↑、精度↓、 效率↓、 间隙 磨损↑ 磨损 →间隙 、 精度 、 效率 、 据统计，约有80%的损坏零件是因磨损而报废的。 的损坏零件是因磨损而报废的。 据统计，约有 的损坏零件是因磨损而报废的 磨损的主要类型 ： 1) 磨粒磨损
σ-1N
N
σ-1
N0 N
表示材料在对称循环应力下的弯曲疲劳极限 对称循环应力下的弯曲疲劳极限。 用σ-1表示材料在对称循环应力下的弯曲疲劳极限。
有近似公式： 当N<N0 时，有近似公式： 对应于N 的弯曲疲劳极限： 对应于 的弯曲疲劳极限：
机械设计基础全套教案完整版讲义
授课方案No 1 授课内容导入新课1.分析机器的特征2.机构的组成3.平面机构的运动简图一、分析机器的特征1.机器和机构相同的特征（1）都是一种人为的实体构件的组合；（2）各实体构件之间具有确定的相对运动；2.机器和机构不同的特征（1）机器能实现能量转换或完成有用的机械功进行信息处理、影像处理。
（2）机构起着运动的传递和运动形式的转换作用。
3.机器的组成原动机部分+执行部分+传动部分+控制系统+辅助系统构件机构运动的最小单元。
零件机械制造中不可拆的最小单元。
一个构件可以只由一个零件组成，也可由多个零件组成。
零件按作用分为通用零件是各种机器中经常使用的零件，如螺栓、齿轮、轴承、弹簧、皮带等；专用零件只在一些特定的机器中使用的零件，如曲轴、阀、活塞、叶片、飞轮等。
二、机构的组成（一）.运动副1.运动副的概念运动副是两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。
2.平面运动副的分类（按两构件接触性质不同）转动副低副（按两构件形成面与面接触的特点）分为分类移动副高副（按两构件形成点或线接触的特点）转动副移动副机器与机构的区别关键是机器有能量转换，做有用功，机构不作功。
信息处理、影像处理是光机电一体化机械设备。
相关的英文单词mechanism机构machine机器machinery机械link构件part零件a kinematic pair运动副lower pair低副简写为P Lturning pair转动副sliding pair移动副higher pair高副简写为P Hthe coupler 连杆the frame 机架a link connectedwith the frame连架杆skeleton diagrams 机构运动简图No 2 授课内容凸轮副齿轮副（二）构件的分类（按运动性质不同）机架只能有一个。
分类原动件一个或多个。
从动件多个。
三、平面机构的运动简图（一）机构运动简图的概念机构运动简图用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形。