机械设计基础知识 ppt课件
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机械设计基础知识培训课件(PPT102页)
②如果四个构件的长度满足杆长之和条件，则最短杆 所联接的两个转动副均为整转副，另两个转动副均为摆动 副。此时若取最短杆为机架，则得双曲柄机构；而取最短 杆的任一相邻杆为机架，则得曲柄摇杆机构；又若取最短 杆的相对杆为机架，则得双摇杆机构。
③如果四杆中有两个构件长度相等且均为最短，若另 两杆长度不相等，则不存在整转副； 若两杆长度也相等， 则两最短杆相邻时，有三个整转副， 当两最短杆相对时， 有四个整转副。
平面四杆机构的设计
内容
3.1 平面四杆机构的类型及其应用
一、基本概念
1、铰链四杆机构： 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆 机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它 的基础上通过演化而成的。
2、机架：机构的固定构件，如杆4 。 3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件，如杆1、3 。
ad bc ①
b (d a) c c (d a) b
整理得 a b c d ②
acd b ③
将式①、②、③中的三个不等 式两两相加，化简后得④
a a
b c
④
a d
曲柄存在条件： ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。
若不满足①？ 该机构只能是双摇杆机构。
判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构
a、b、c、d
Y
ad bc
N 双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：
最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
推论：
①如果四杆长度不满足杆长条件，则机构无周转副， 此时不论取哪个构件为机架，机构均为双摇杆机构；
③如果四杆中有两个构件长度相等且均为最短，若另 两杆长度不相等，则不存在整转副； 若两杆长度也相等， 则两最短杆相邻时，有三个整转副， 当两最短杆相对时， 有四个整转副。
平面四杆机构的设计
内容
3.1 平面四杆机构的类型及其应用
一、基本概念
1、铰链四杆机构： 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆 机构的基本型式，其它型式的四杆机构可看作是在它 的基础上通过演化而成的。
2、机架：机构的固定构件，如杆4 。 3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件，如杆1、3 。
ad bc ①
b (d a) c c (d a) b
整理得 a b c d ②
acd b ③
将式①、②、③中的三个不等 式两两相加，化简后得④
a a
b c
④
a d
曲柄存在条件： ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。
若不满足①？ 该机构只能是双摇杆机构。
判断由不同杆作机架时四杆机构属于哪种机构
a、b、c、d
Y
ad bc
N 双摇杆机构
以最短杆相邻杆为机架 以与最短杆相对的杆为机架
以最短杆为机架
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：
最长杆的杆长<其余三杆长度之和。
推论：
①如果四杆长度不满足杆长条件，则机构无周转副， 此时不论取哪个构件为机架，机构均为双摇杆机构；
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O1 O3
例5-1: (图5-4)已知Z1=16 ,Z2=32, Z2′=20, Z3=40, Z3′=2(右)，Z4=40,若n1=800r/min, 求蜗轮的转速n4 及各轮的转向。 解: 1.蜗杆传动: ①旋向
②蜗轮转向: 左右手定则判→ 蜗杆相对蜗轮的运动方向 →蜗轮逆时针转动 3′ ③传动比: i = n3/n4= Z4 / Z3′ 右 2.求轮系传动比: Z Z Z 32 40 40 2 3 4 i 80 ①大小: ②方向: 画箭头
200 n 25 60 H 5 ( 50 ) n 15 20 H
nH= － 8.3r/min
n=4,PL=4,PH=2 差动轮系
例题5：已知齿数Z1=12 , Z2 = 28 , Z 2’ = 14 , Z3 = 54。 求iSH (P.259) 行星轮系
中心轮
第 五 章 轮 系
§5-1 轮系的类型
§5-2 定轴轮系及其传动比
§5-3 周转轮系及其传动比 §5-4 复合轮系及其传动比 §5-5 轮系的应用
§5-1轮系的类型
p.74
(一)引言 轮系 :一系列齿轮组成的传动系统 1 ）获得大传动比 2 ）连接距离较远的轴 应用 3）变速 4）变向 图5-3.a 平行轴 外啮合: 转向相反 内啮合: 转向相同 图5-3.b 运动 简图 相交轴: 圆锥齿轮机构 图5-3.c 交错轴: 蜗杆蜗轮 图5-3.d 2 2 1
H 13 H 1 H 3
例5-2(图5-5 p.78)
Z Z Z n n n 61 2 3 3 1 H i n Z Z Z 27 n n 3 H 1 2 1 n 61 1 n H i n n 1 61 27 3 . 26 1 H 1 H 0§5-4复合轮系及其传动比
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3、向视图的表6、剖视图的表达方法 全剖视图
半剖视图
局部剖视图
7、剖面图的表达方法
第三节 、常用简化画法 1）、机件上某些交线的投影的简化画法
2）、相同结构的简化画法
3）、机件上较小结构的简化画法
第四节、螺纹的规定画法
第五节、圆柱齿轮的规定画法 1）、单个的圆柱齿轮
2）、两圆柱齿轮啮合
第六节、滚动轴承简化画法 1）、滚动轴承的基本结构及表达方法
2）、三种画法的选用
第二章 产品图样的基本内容和要求
第一节 产品图样包括的主要内容
产品图样包括的主要内容： 1、标题栏及明细表 2、视图 3、材料 4、尺寸和尺寸公差 5、形状和位置公差及表面粗糙度 6、关重件、关重特性 7、技术要求 8、其它技术参数图表
1、发动机总成图要反映出发动机的主要外部形状、安装部 位形状、内部主要结构形状，各组件（或部件）的装配位置和装配
关系、运动关系等；
2、发动机主视图一般采用沿曲轴轴线方向的综剖视图， 主要反映与曲轴轴向有关的各主要零部件的装配关系和运动关 系等，发动机的左视图一般采用横剖视图，反映曲柄连杆的装 配、运动关系及配气机构的装配运动关系等；
4、化油器、磁电机、火花塞、点火器、消音器、空滤 器等专业性很强的部件可以不拆分或部分拆分。
第三节 尺寸
一、尺寸的标注 1、尺寸在图纸上要标注齐全、正确、具有唯一性；标注方
法要符合国家标准的规定；基准选择要合理。 2、.图样中所标注的尺寸数值是实物真实的尺寸，不以图样
的比例大小为依据； 3、 图样中未标注单位的尺寸数字的单位是mm ； 4、在标注直径尺寸时，应在尺寸数字前加写字母Φ。在标注
连杆机构的动平衡试验曲线、配气相位、配缸间隙分组等。 四、零件图的要求
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1个或几个
若干
潘存云教授研制
§1－2 平面机构运动简图
机构运动简图－用以说明机构中各构件之间的相对 运动关系的简单图形。
作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
机动示意图－不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。
北京联合大学专用
潘存云教授研制
∴机构具有确定运动的条件为：
自由度＝原动件数
北京联合大学专用
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一、 平面机构自由度的计算公式
作平面运动的刚体在空间的位置需
要三个独立的参数（x，y, θ） y
才能唯一确定。
单个自由构件的自由度为 3
F=3
θ (x , y)
x
北京联合大学专用
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经运动副相联后，构件自由度会有变化：
北京联合大学专用
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2.局部自由度 定义：构件局部运动所产生的自由度。
出现在加装滚子的场合，
计算时应去掉Fp。
3
本例中局部自由度 FP=1
2
F=3n － 2PL － PH －FP
1
=3×3 －2×3 －1 －1
=1
或计算时去掉滚子和铰链： F=3×2 －2×2 －1
=1 滚子的作用：滑动摩擦滚动摩擦。
平面机构－全部由平面运动副组成的机构。
空间机构－至少含有一个空间运动副的机构。
北京联合大学专用
潘存云教授研制
3)按运动副元素分有： ①高副－点、线接触，应力高。
例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
②低副－面接触，应力低 例如：转动副（回转副）、移动副 。
北京联合大学专用
潘存云教授研制
机械设计基础知识PPT
➢可靠性要求 机器的可靠度----指在规定的使用时间内和预定的环境下机器能够正常工作 的概率。
机器由于某种故障而不能完成预定的功能称为失效，它是随机发生的，其 原因是零件所受的载荷、环境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机 变化的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零件性能两个方面使 其变化尽可能小。
2）最大限度地采用标准化、系列 化及通用化的零、部件；
3）尽可能采用新技术、新工艺、 新结构和新材料；
4）合理地组织设计和制造过程；
提高使用经济性指标的主要途径有:
1）合理地提高机器的机械化和自动 化水平，以期提高机器的生产率；
2）选用高效率的传动系统，尽可能 减少传动的中间环节，以期降低 能源消耗；
➢使用功能要求 ➢经济性要求 ➢劳动保护要求 ➢可靠性要求 ➢其它专用要求
➢使用功能要求----机器应具有预定的使用功能。这主要靠正确地选择机器 的工作原理，正确地设计或选用能够全面实现功能要求的执行机构、传动 机构和原动机，以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
机械设计基础知识PPT
1、机械设计的一般程序和基本要求
机械设计基础知识PPT
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
刚度准则的表达式为：
y≤[y] （3–17）
y是弹性变形量，如挠度、纵向伸长（缩短）：[y]为相应的许
用弹性变形量。零件的弹性变形量可由理论计算或经实验得到， 许用变形量则取决于零件的用途，根据理论分析或经验确定。
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2、机械零件的主要失效形式和计算准则
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2、机械零件的主要失效形式和计算准则
2.2、机械设计的设计计算准则
设计机械零件时，保证零件不发生失效所依据的基本原则， 称为设计计算准则。概括地讲主要有以下几个准则：
机器由于某种故障而不能完成预定的功能称为失效，它是随机发生的，其 原因是零件所受的载荷、环境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机 变化的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零件性能两个方面使 其变化尽可能小。
2）最大限度地采用标准化、系列 化及通用化的零、部件；
3）尽可能采用新技术、新工艺、 新结构和新材料；
4）合理地组织设计和制造过程；
提高使用经济性指标的主要途径有:
1）合理地提高机器的机械化和自动 化水平，以期提高机器的生产率；
2）选用高效率的传动系统，尽可能 减少传动的中间环节，以期降低 能源消耗；
➢使用功能要求 ➢经济性要求 ➢劳动保护要求 ➢可靠性要求 ➢其它专用要求
➢使用功能要求----机器应具有预定的使用功能。这主要靠正确地选择机器 的工作原理，正确地设计或选用能够全面实现功能要求的执行机构、传动 机构和原动机，以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
机械设计基础知识PPT
1、机械设计的一般程序和基本要求
机械设计基础知识PPT
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
刚度准则的表达式为：
y≤[y] （3–17）
y是弹性变形量，如挠度、纵向伸长（缩短）：[y]为相应的许
用弹性变形量。零件的弹性变形量可由理论计算或经实验得到， 许用变形量则取决于零件的用途，根据理论分析或经验确定。
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2、机械零件的主要失效形式和计算准则
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2、机械零件的主要失效形式和计算准则
2.2、机械设计的设计计算准则
设计机械零件时，保证零件不发生失效所依据的基本原则， 称为设计计算准则。概括地讲主要有以下几个准则：
机械设计基础知识 PPT
计算构件所受公称载荷（名义载荷）的大小和特性。 3）零件的工作能力设计
由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零部件的初步 设计。通过计算或类比得出零件的基本尺寸。 4）部件装配草图及总装配草图的设计----结构设计 5）主要零件的校核计算
以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的要失效形式和计算准则
刚度准则的表达式为：
y≤[y] （3–17）
y是弹性变形量，如挠度、纵向伸长（缩短）：[y]为相应的许
用弹性变形量。零件的弹性变形量可由理论计算或经实验得到 ，许用变形量则取决于零件的用途，根据理论分析或经验确定 。
2021/3/9
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
为了延长机器的寿命，为了避免轴和机器的损坏，应验算轴 的振动稳定性，特别是高速机器的轴。振动稳定性准则要求机 械零件的固有频率应与激励的频率错开，保证不发生共振。
设机器中受激励作用的零部件的固有频率为f，激励力的频 率为fp，一般要求:
fp < 0.85 f 或 fp >1.15 f
2021/3/9
2021/3/9
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
若某产品工作至3000小时的可靠度R（t）=0.96，则表示有
96%的产品可以正常工作到3000小时以上，对具体一件产品来讲 ，其工作到3000小时的概率为96%。
失效率是指产品工作到t时刻，在下阶段 的单位时间内发生
失效的概率，可以证明，其数学表达式为
2021/3/9
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
2.2.5、寿命准则
为了保证机器在一定寿命期限内正常工作，在设计机械零件 时必然要对机械零件的寿命提出要求。需要说明，在机器寿命 期限内，零件是可以更换的，也就是说某些机械零件的寿命可 以比机器的寿命短。机械零件的寿命主要受材料的疲劳、磨损 和腐蚀影响。
由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零部件的初步 设计。通过计算或类比得出零件的基本尺寸。 4）部件装配草图及总装配草图的设计----结构设计 5）主要零件的校核计算
以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的要失效形式和计算准则
刚度准则的表达式为：
y≤[y] （3–17）
y是弹性变形量，如挠度、纵向伸长（缩短）：[y]为相应的许
用弹性变形量。零件的弹性变形量可由理论计算或经实验得到 ，许用变形量则取决于零件的用途，根据理论分析或经验确定 。
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2、机械零件的主要失效形式和计算准则
为了延长机器的寿命，为了避免轴和机器的损坏，应验算轴 的振动稳定性，特别是高速机器的轴。振动稳定性准则要求机 械零件的固有频率应与激励的频率错开，保证不发生共振。
设机器中受激励作用的零部件的固有频率为f，激励力的频 率为fp，一般要求:
fp < 0.85 f 或 fp >1.15 f
2021/3/9
2021/3/9
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
若某产品工作至3000小时的可靠度R（t）=0.96，则表示有
96%的产品可以正常工作到3000小时以上，对具体一件产品来讲 ，其工作到3000小时的概率为96%。
失效率是指产品工作到t时刻，在下阶段 的单位时间内发生
失效的概率，可以证明，其数学表达式为
2021/3/9
2、机械零件的主要失效形式和计算准则
2.2.5、寿命准则
为了保证机器在一定寿命期限内正常工作，在设计机械零件 时必然要对机械零件的寿命提出要求。需要说明，在机器寿命 期限内，零件是可以更换的，也就是说某些机械零件的寿命可 以比机器的寿命短。机械零件的寿命主要受材料的疲劳、磨损 和腐蚀影响。
机械设计基础概论PPT课件
目的
机械设计的目的是在满足预定功能的前提下，优化机械产品的性能、提高效率和降低成本。
机械设计发展历程
手工设计阶段
01
早期的机械设计主要依靠设计者的经验和手工计算，设计效率
低下且精度不高。
计算机辅助设计阶段
02
随着计算机技术的发展，CAD等设计软件广泛应用于机械设计
领域，大大提高了设计效率和精度。
智能化设计阶段
根据连接件和紧固件的受力情况和工作环境等因素，选择合适的类型（如螺栓、螺母、 销钉等）和尺寸。
进行连接件和紧固件的强度计算
根据连接件和紧固件的载荷和应力分布等参数，进行必要的强度计算，以确保连接件和 紧固件在运转过程中不发生失效。
考虑连接件和紧固件的防松和防腐措施
为保证连接件和紧固件的可靠性和使用寿命，应采取有效的防松和防腐措施，如采用锁 紧装置、表面涂层等。
轴上需要安装轴承、齿轮等零件时，应设计相应的轴肩、键槽等结 构，以实现零件的准确定位和紧固。
保证轴的加工和制造工艺性
轴的结构应尽量简单，易于加工和热处理，以降低制造成本和提高 生产效率。
齿轮传动零件设计要点
1 2 3
选择合适的齿轮类型和材料 根据传动功率、转速和工作环境等因素，选择适 合的齿轮类型（如直齿、斜齿、锥齿等）和材料 （如钢、铸铁等）。
包括强度、塑性、硬度、韧性等指标，以及影响材料力学性能的 因素。
材料的种类与选用
介绍常用工程材料的种类、性能特点及应用范围，如金属、非金属、 复合材料等。
材料的热处理与表面工程
讲解材料的热处理原理、方法及应用，以及表面工程技术的种类、 特点及应用。
制造工艺基础
铸造工艺
介绍铸造工艺的原理、 特点及应用范围，包括 砂型铸造、特种铸造等。
机械设计的目的是在满足预定功能的前提下，优化机械产品的性能、提高效率和降低成本。
机械设计发展历程
手工设计阶段
01
早期的机械设计主要依靠设计者的经验和手工计算，设计效率
低下且精度不高。
计算机辅助设计阶段
02
随着计算机技术的发展，CAD等设计软件广泛应用于机械设计
领域，大大提高了设计效率和精度。
智能化设计阶段
根据连接件和紧固件的受力情况和工作环境等因素，选择合适的类型（如螺栓、螺母、 销钉等）和尺寸。
进行连接件和紧固件的强度计算
根据连接件和紧固件的载荷和应力分布等参数，进行必要的强度计算，以确保连接件和 紧固件在运转过程中不发生失效。
考虑连接件和紧固件的防松和防腐措施
为保证连接件和紧固件的可靠性和使用寿命，应采取有效的防松和防腐措施，如采用锁 紧装置、表面涂层等。
轴上需要安装轴承、齿轮等零件时，应设计相应的轴肩、键槽等结 构，以实现零件的准确定位和紧固。
保证轴的加工和制造工艺性
轴的结构应尽量简单，易于加工和热处理，以降低制造成本和提高 生产效率。
齿轮传动零件设计要点
1 2 3
选择合适的齿轮类型和材料 根据传动功率、转速和工作环境等因素，选择适 合的齿轮类型（如直齿、斜齿、锥齿等）和材料 （如钢、铸铁等）。
包括强度、塑性、硬度、韧性等指标，以及影响材料力学性能的 因素。
材料的种类与选用
介绍常用工程材料的种类、性能特点及应用范围，如金属、非金属、 复合材料等。
材料的热处理与表面工程
讲解材料的热处理原理、方法及应用，以及表面工程技术的种类、 特点及应用。
制造工艺基础
铸造工艺
介绍铸造工艺的原理、 特点及应用范围，包括 砂型铸造、特种铸造等。
《机械设计基础》全套PPT课件(完整版)
机械设计基础全套PPT课件（完整版）简介《机械设计基础》是一门介绍机械设计基本理论和方法的课程。
本套PPT课件是全套课程的完整版，旨在帮助学生全面了解机械设计的基础知识和技术，培养学生的机械设计能力。
课件目录1.机械设计基础概述–机械设计概述–机械设计的重要性–机械设计的基本流程2.材料与力学基础–材料工程概述–材料的力学性能–弹性力学基础–塑性力学基础3.物体的几何参数–几何图形的表示方法–构建三维几何模型–几何参数的计算与分析4.连接零件的设计–轴的设计–轴承的选择与设计–轴承的寿命计算5.传动装置的设计–齿轮传动–带传动–传动装置的计算与优化6.结构件的设计–结构件的设计原则–加工工艺与工装设计–结构件的计算与优化7.机械设计的检查与验证–设计的检查原则–设计验证的方法–机械设计的可靠性分析8.机械设计的案例分析–常见机械设计案例分析–机械设计的创新与应用学习建议1.注重课堂笔记的整理，重点记录课程重要概念和公式。
2.完成课后习题和实践任务，巩固所学知识。
3.多查阅相关参考书籍和资料，拓宽机械设计的知识面。
4.参加实验室和工程实习，锻炼机械设计实际操作能力。
5.加强与同学的讨论和交流，共同学习、提高。
结语《机械设计基础》全套PPT课件是学习这门课程的重要辅助资料，帮助学生快速全面掌握机械设计的基础理论和方法。
通过学习本课程，学生能够了解机械设计的基本原理，掌握机械设计的基本流程和方法，并在实际应用中能够独立进行机械设计与分析。
希望本套课件对学生的机械设计学习有所帮助，祝愿大家学习顺利！。
机械设计基础PPT课件
1、提出和制定产品设计任务书 需求--确定功能指标--分析可能性—制定设计任务书（产品用途， 技术经济指标，使用条件，设计承担着，设计周期）
2、总体方案设计 设计任务书—调查研究—工作原理—总体设计方案—论证可行性— 绘制机构简图
3、技术设计 总体方案—确定结构尺寸（结构设计，工作能力计算）--画图 零件设计步骤： 确定类型结构—受力分析—失效分析—选材—尺寸设计—结构设 计—绘图
4、样机的试制与鉴定
5、产品的正式投产
.
9
§0—4 机械设计基础课程的内容、性质和任务
一、课程的内容
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：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
（4）、自动机，自动线
.
6
（5）、机构类型：常用机构，液压机构，气压机构等 （6）、零件类型：通用零件，专用零件
（7）、部件：协同工作且完成共同任务的零件组合 通用部件：轴承，联轴器等 专用部件：汽车转向器
.
7
§0—3 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、预定功能的要求:设计的基本出发点 功能要求：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
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。
2、总体方案设计 设计任务书—调查研究—工作原理—总体设计方案—论证可行性— 绘制机构简图
3、技术设计 总体方案—确定结构尺寸（结构设计，工作能力计算）--画图 零件设计步骤： 确定类型结构—受力分析—失效分析—选材—尺寸设计—结构设 计—绘图
4、样机的试制与鉴定
5、产品的正式投产
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§0—4 机械设计基础课程的内容、性质和任务
一、课程的内容
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：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
（4）、自动机，自动线
.
6
（5）、机构类型：常用机构，液压机构，气压机构等 （6）、零件类型：通用零件，专用零件
（7）、部件：协同工作且完成共同任务的零件组合 通用部件：轴承，联轴器等 专用部件：汽车转向器
.
7
§0—3 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、预定功能的要求:设计的基本出发点 功能要求：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
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。
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机 械 设 计 的 一 般 过 程
四 、机器应满足的基本要求
1、具有预定使用功能的要求 2、经济性要求 (1)用先进的设计方法手段，达到尽可能精的结果，加快设计进程。 (2)大限度地标准化、系列化、通用化产品。 (3)尽可能采用新技术、新工艺和新材料。 (4)力求改善零件的工艺性，合理组织生产过程。 3、劳动保护要求 (1)要使机器的操作者安全方便和安全。 (2)改善操作者机器的环境 4、可靠性要求 5、其它要求 对于不同的机器，还有一些特定的要求，如对机床，有长期保持精度的要求， 对飞机，有质量小，飞机阻力小的要求。
机械零件被同学称为“机械零碎”，因为其内容多、 而杂，各部分内容之间又缺少联系，若不及时归纳，很易 忘记。考试现复习，现抓不行。及时独立完成作业，有助 于复习巩固，本课程特点一听就懂，一做题没门，通过做 作业，及时复习所学的内容。可以帮你解决。
三、设计机器的一般程序
1、调查决策阶段本阶段包括： （1）任务的提出 （2）分析对新设计机器的需要 （3）最后写成任务书的形式 2 、设计阶段。 （1）功能设计研究 （2）新产品的技术设计 包括机器的运动学设计，动力学计算，零部件的工 作能力计算部分或整机的装配因设计，零件草图的设计及主要零件的校核。 最后绘制零件的工作图。然后根据那些零件的工作图，重新绘制其总装图。 （3）技术文件的编制阶段 技术文件应包括：设计计算说明书、使用说明书、明细表及验收质量标准等 文件。 实际当中很可能就不那么理想，有可能边干边改一干好几年 3、样机的试制评定阶段 4、生产 、销售服务阶段 一部机器的质量关键取决于设计质量，设计阶段是 决定机器好坏的关键。
二、课程的内容、性质、特点及学习方法提示
1、内容：是研究普遍工作条件下一般尺寸、一般参数的通用零件的设计 计算问题。一般尺寸（不是太大，太小）重型机的一个地脚螺栓180公斤， 矿山卷扬机齿轮直径10 m，而有些仪器仪表的重量以克表示，这些均不是 研究范围。
通过本课程学习后，学生能达到如下要求： （1）掌握通用机械的设计原理，方法，具有设计一般机械的能力。 （2）具有应用标准，规范，手册，图册及查阅有关技术资料的能力。 （3）掌握典型机械零件的设计方法。 （4）对机械设计新方法有所了解。
五、机械零件的主要失效形式及计算准则
所谓失效是指机械零件丧失工作能力或不能按设计要求进行工作。 1.机械零件的主要失效形式 ①整体断裂
相对于机器而言，机构主要反映机器的Βιβλιοθήκη 械运动传递和 运动形式转换的特征。
零 组成 构 组成 机 组成
机
件
件
构
器
机 械
作为一部完整的机器，仅具有上述的机械部分是不够的， 它不能完成预期的工作。从功能和系统的角度来看，机器一般 主要由五部分组成，如图所示。
1.动力系统
动力系统包括动力 机及其配套装置；它的 功能是向机器提供运动 和动力，是机械系统的 动力源。如图电动机。 另外还有内燃机、液压 马达、气马达、液压缸、 气缸及电磁驱动等。
2 、本课程的性质 本课程的性质是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，从承载
能力出发，考虑零件的材料、结构、强度及工艺性。 从传统意义及时间安排上是一门技术基础课。从教学要求上是一门重
中之重的考试课。
3、本课程特点 （1）工程设计性 （2）综合性 要用到以前学过的几乎所有课程知识。 （3）实践性 4、学习方法提示 （1）、少问为什么，多问怎么样。 （2）、注意使用设计手册，设计资料，机械设计离不开 手册，标准及各种经验资料，尽可能地查阅这些资料是机 械零件课的任务之一，尽可能地多阅读各种类型结构。 （3）、记好笔记，及时完成作业。
5.框架支撑系统及其他的辅助系统
框架支撑系统： 包括基础件（如床身、底座、立柱 等）和支撑构件（如支架、箱体等）。它用于安装和支承 动力系统、传动系统和操作系统等。
机器各部分的位置精度、运动精度及机器的承载能力 等主要依靠框架支撑系统来保证，该系统是机械系统中必 不可少的部分。 此外，根据机械系统的功能要求，还有一些辅助系统，如 润滑、冷却、显示、照明等。
悍马轿车
国产J10
美国 F117
“勇气号”火星探测器
美国小鹰号航母
内燃机机构简图
从上述例子以及对其他不同机器的分析可以得到机器的共同特征： （1）它们都是人们根据某种使用要求而设计创造的一种装置。 （2）它们必须执行确定的机械运动。 （3）用于完成包括机械力、运动和能量转换等动力学任务。
机械设计基础知识
结构组成
➢机械是各类机器的通称。 ➢机器的种类繁多、外形万变、用途各异。但从机器的结构
组成、机械运动的特点进行分析，这些不同的机器都是由 能产生相对运动的单元体的组合而成，这些单元体称为构 件。具有特定结构形状和运动特征的构件组合称为机构。 ➢机器是由各种机构组成的。一部机器可能由多种机构组成， 如内燃机就是由曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构、带 传动机构等组合而成；也可能仅由一个最简单的机构组成， 如电动机就是只包含一个由定子和转子所组成的双杆回转 机构。
2.执行系统
执行系统包括执行机构 和执行构件，它的功能是驱 动执行构件按给定的运动规 律运动，实现预期的工作。 执行系统一般处于机械系统 的末端，执行构件直接与工 作对象接触。执行系统可以 只包含一个执行机构和多个 执行构件。
执行系统也可以由几 个执行机构组成，如图中的 自动曲柄冲压机，其执行机 构除曲柄滑块机构外，还有 由气缸及推料头组成的送料 机构，它们配合完成冲压送料工作。
3.传动系统
传动系统是把动力系统的运动和力传递给执行系统的中间 装置。
4.操纵系统和控制系统
操纵系统:多指通过人工操作以实现上述要求的装置。如图 中的离合器是通过由连杆等构件组成的踏板机构控制其离合， 实现传动的接入和分离。另外还有起动、制动器、变速、换向 等装置。
控制系统:是指通过人工操作或测量元件获得的控制信 号，经由控制器，使控制对象改变其工作参数或运行状态 而实现上述要求的装置。如图中的电磁铁，电控换向阀和 电控箱等组成了控制系统，协调冲压、送料等动作配合， 实现自动化操作。