机械设计基础第1章绪论
机械设计基础PPT课件
现代起重机 （包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、 卷扬机、叉车、电梯－电脑控制）。
机构 机械
机器
机构——能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件 实物的组合体。如：连杆机构、凸轮机构、 齿轮机构等。
机器——根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组 合体。
如: 缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用 机器、起重机等。
第1章 绪 论
§1－1 本课程研究的对象和内容 §1－2 本课程在教学中的地位 §1－3 机械设计的基本要求和一般过程
§1－1 本课程研究的对象和内容
顾名思义，本课程研究对象为：机械 机械——人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物
的组合体。 任何机械都经历了：简单复杂的发展过程。 起重机的发展历程：
§2－1 运动副及其分类 §2－2 平面机构运动简图 §2－3 平面机构的自由度
§2－1 运动副及其分类
名词术语解释: 1.构件 ——独立的运动单元
零件 ——独立的制造单元
套筒
内燃机 连杆 螺栓
连杆体
垫圈 螺母
轴瓦
ห้องสมุดไป่ตู้
连杆盖
2.运动副 定义：运动副——两个构件直接接触组成的仍能产 生某些相对运动的联接。
运动副 名称
常用运动副的符号 运动副符号
两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副
§1－2 本课程在教学中的地位
课程性质： 技术基础课
作用： 承前启后
本课程的特点：是工程制图、工程材料及机械制造 基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识 和实践技能的综合运用。
同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如自动 武器原理、机床夹具设计、机床、机械制造工艺学 等专业课程打下基础，
机械设计基础1第一章绪论
（摘自《机械工程师进修大学刊授教材》第一册20页）
三星堆图片1
三星堆介绍
1986年7月至9月，三星堆两个大型祭祀坑的发现，是本世 纪以来最为重要的考古发现。大宗精品文物洋洋洒洒横空出 世，成为举世轰动的重大新闻，三星堆从此名扬四海。在这 批古蜀秘宝中，有许多光怪陆离、奇异诡谲的各类青铜造型 ：威仪凛然的青铜大立人、神奇怪异的青铜面具和‘通天彻 地’的青铜神树等，均堪称独一无二的旷世神品。而以流光 溢彩的金杖为代表的金器，以满饰图案的边璋为代表的玉器 ，亦多属前所未见的稀世珍宝……。
机械设计基础课程的学习阶段一般处在
课程内容介绍
从一般科学知识学习向专业技术知识的过渡 期，因此本课程既具有机械工程知识普及教 育的功能，同时也是一门具有实用价值的， 可以独立设置的专业技术课。让学生学习基 本的机械设计方面的知识与技能，经历工程 实践的探究过程，受到科学态度和科学精神 的熏陶；它是以提高全体学生的科学素养、 工程技术素质和职业道德修养，促进学生的 全面发展为主要目标的工程技术基础课程。
三星堆图片2
三星堆图片3
三星堆图片4
三星堆图片5
河南博物馆文物
解放后，我国的机械制造业和其他行业一样得到了很大的 发展，尤其是党的十一届三中全会以来，发展速度更快，很 多先进技术和科研成果达到或超过了世界先进水平。目前， 我国已建立起了比较完整的机械制造工业体系，为我国的社 会主义现代化建设打下了雄后的物质基础。所以，我国的机 械制造事业发展速度是相当快的，当然也应该看到我国的机 械制造业起点低、发展时间短，在某些方面和世界先进水平 相比，还存在一些差距，这就要求我们要学好机械，热爱机 械制造业，将来为我国的机械工业发展做出应有贡献。
我国的机械发展历史
《机械设计基础》第一章 绪论
构件
活塞、连杆、曲轴、滑枕等都是构件。 构件是组成机构的有确定运动的单元。
构件
零件
构件是运动的单元，而零件是制造的单元。
通用零件与专用零件
各种机械中广泛使用的零件称为通用零件。 如螺栓、轴、齿轮、弹簧等。
只在某一类机械中使用的零件称为专用零件。 如内燃机中的活塞、曲轴等。
通用零件中主要包括三大类零件： 传动零件 （齿轮、带、链等） 联接零件 （螺栓、键等） 轴系零件 （轴、轴承等） 此外: 弹簧等零件。
通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养同学 们初步具备运用手册设计简单机械装备的能力，为 今后操作、维护、管理、革新机械装备创造条件。
什么是机械设计？
机械设计:规划和设计实现预期 功能的新机械或改进原有机械的性能。
基本要求：在满足预期功能的前提下， 性能好、效率高、成本低、安全可靠、操 作方便、维修简单和造型美观。
返回
机器的组成
如牛头刨床、空气压缩机
传统机器都包含如下三个部分：
驱动装置
传动装置
执行装置
常称为原动机，是机器 的动力来源。 常用：电动机、内燃机 、液压缸和气动缸， 以各种电动机的应用最 为普遍。
处于整个传动路线的终端， 按照工艺要求完成确定的运 动，是直接完成机器功能的 部分。 执行装置随机器的用途不同 而不同，它属于各种专业机 械课程研究的内容。
完成有用功 或处理信息， 以代替或减轻人的劳动。
机器是由机构组成的。 简单的机器，可能只含有一个机构, 但一般都含有 多个机构。
机器中的单个机构不具有转换能量或完成有用功 的功能。
机器 机构
机械: 机器和机构的总称。
常用机构
在各种机械中广泛使用的一些机构称为 常用机构。 如：
机械设计基础第1章 绪论
1.1.2 机械中的构件、零件和部件 1. 构件 机构是由构件组成的，构件在机构中具有独立的运动特性， 在机械中形成一个运动整体。如图1-2（a）所示的内燃机是由 活塞、连杆、曲轴和汽缸等构件构成的一个典型的曲柄滑块机 构，其中，原动件活塞作直线往复运动，通过连杆带动曲轴作 连续转动。
2. 机械零件 机械零件 机械都是由机械零件组成的。 机械都是由机械零件组成的 。 机械零件是指机械中每一个 单独加工的单元体，例如图1-1所示的曲轴 所示的曲轴。 单独加工的单元体，例如图 所示的曲轴。构件可以是单一的 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图1-2(b)所 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图 所 示的连杆，它是由连杆体、连杆盖、 示的连杆 ， 它是由连杆体 、 连杆盖 、 螺栓和螺母等零件组合而 成的。这些零件之间没有相对运动，是一个运动整体， 成的 。 这些零件之间没有相对运动 ， 是一个运动整体 ， 故属一 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 随着机械的功能和类型的日益增多， 随着机械的功能和类型的日益增多 ， 作为组成机械的最基 本单元的零件更是多种多样。 本单元的零件更是多种多样。 通常将机械零件分为通用机械零 件和专用机械零件两大类。 件和专用机械零件两大类。
1.3 机械零件的材料选择
1.3.1 使用要求 按强度条件设计的零件，当其尺寸和重量都受限制时，应 选用强度较高的材料； 按刚度条件设计的零件，应选用弹性模 量较大的材料；若零件表面接触应力较高(如齿轮)，应选用可 以进行表面强化处理的材料(如调质钢、渗碳钢)。此外，对容 易磨损的零件(如蜗轮)，应选用耐磨性好的材料；对滑动摩擦 下工作的零件(如滑动轴承)，应选用减摩性好的材料；对高温 下工作的零件，应选用耐热材料；对腐蚀性介质中工作的零件， 应选用耐腐蚀材料。
机械设计基础
的初拉力 4）张紧轮装置： V 带传动用张紧轮 装置时，张紧轮应安装在带松 边内侧，尽量靠近大带轮，防止因张紧造成小轮包角过小，而且也避 免带的反向弯曲。 平带传动用张紧轮装置时， 张紧轮应安装在带松边 外侧， 尽量靠近小带轮，以增大小轮包角。 9、带传动的失效形式及设计准则？ 1）打滑、疲劳破坏（脱层、撕裂、拉断） 2）保证带在工作中不打滑，同时具有足够的疲劳强度和一定的使用 寿命。
律时，在起点、中点和终点时，加速度有突变，因而推杆的惯性力也 将有突变，不过这一突变为有限值，所以，凸轮机构中由此而引起的 冲击称为柔性冲击。适用场合：中速、轻载。 3）简谐（余弦加速度）运动规律 运动特性：这种运动规律的加
速度在起点和终点时有有限数值的突变， 故也有柔性冲击。 适用场合： 中速、中载。 5、从动件作余弦加速度运动规律，当无远、近休止时，是否会产生 柔性冲击？ 1）从动件作余弦加速度运动规律，当无远、近休止时，不会产生柔 性冲击； 2）从动件作余弦加速度运动规律，当有远、近休止时，会产生柔性。
四〃凸轮机构
1、凸轮机构由：凸轮、从动件、机架组成。 2、按凸轮形状分类，它分哪几种？ 盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮 3、按从动件形状分哪几种？ 顶尖从动件、滚子从动件、平底从动件 4、从动件常用的运动规律有哪三种？它们的运动特性怎样？ 1）等速运动规律 运动特性：当采用匀速运动规律时，推杆在
运动的起始点和终止点因速度有突变， 在理论上加速度值为瞬时无穷 大，使推杆产生非常大的惯性力，致使凸轮受到很大的冲击，称为刚 性冲击。 2）等加速等减速运动规律 运动特性：当采用等加速等减速运动规
三〃平面连杆机构
1、铰链四杆机构的概念；铰链四杆机构的基本形式？ 铰链四杆机构：所有运动副均为转动副的平面四杆机构。 曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 2、曲柄存在的条件及应用？ 1).最短杆和最长杆之和应小于或等于其他两杆长度之和； 2）.连架杆和机架杆中必有一杆为最短杆。 3、急回特性及行程速度变化系数？ 急回特性：主动件连续运转，从动件在空回行程（非工作行程）的平
《机械设计基础》课件——第一章 绪论
1.1.1 引言
人类在长期的生产和生活实践中创造和发展了机械，其目的是为
了减轻或替代人的劳动，提高生产率。
东汉张衡将杆机构巧妙地使用在人类第一台地震仪上，根据地动 仪内部机构的推测图（参见图1-2），它的原理是某一方向发生地震 时，使都柱（龙机）向该方向倾斜，带动杆件机构，迫使这个方位的 龙口大张，吐出小铜丸，掉进蟾蜍的嘴里，这样就能自动预报地震发 生的方向。
先以图1-3所示的单缸内燃机为例进行分析。
内燃机是由机架（缸体）1、曲轴2、连杆3、活塞4、进气阀5 、排气阀6、推杆7、凸轮8、齿轮9和10等组成。活塞、连杆、曲轴 和缸体组成主体部分，燃气推动活塞作往复移动，经连杆转变为曲轴 的连续转动；凸轮、进排气阀推杆和缸体组成进排气的控制部分，凸 轮转动，推动气阀按时启闭，分别控制进气和排气；曲轴上的齿轮和 凸轮轴上的齿轮与缸体组成传动部分，曲轴转动，通过齿轮将运动传 给凸轮轴。上述三部分共同将热能转换为曲轴的机械能。
设计零件时应满足的基本要求是从设计机器的要求中提出来的，
一般概括为以下两点：
（1）使用要求
（2）经济性要求
1.4.2 机械零件设计的一般方法
第一章 绪论
第一章 绪论
【引 子】
机械设计是根据机械的使用要求对其工作原理、结构、运动方式 ，零件的材料、几何形状等进行构思、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。机械设计是机械工程的重要组成 部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。
1.1 本课程的研究对象
它是机械中的装配单元，如减速器、离合器等。
3．构件 从机械实现预期运动和功能角度看，机构中形成相对运动的各个
运动单元称为构件。构件可以是由单一的零件，也可以是由若干零件 组成的运动单元。如图1-5所示的内燃机连杆是由连杆体1、轴套2、 连杆头3、螺栓4、定位销5、轴瓦6等组成，其一端与活塞相连，另 一端与曲轴相配合。
《机械设计基础》目录
《机械设计基础》目录第一章绪论11 机械设计的基本概念12 机械设计的发展历程13 机械设计的重要性及应用领域第二章机械设计的基本原则和方法21 机械设计的基本原则211 功能满足原则212 可靠性原则213 经济性原则214 安全性原则22 机械设计的方法221 传统设计方法222 现代设计方法223 创新设计方法第三章机械零件的强度31 材料的力学性能311 拉伸试验与应力应变曲线312 硬度313 冲击韧性314 疲劳强度32 机械零件的疲劳强度计算321 疲劳曲线和疲劳极限322 影响机械零件疲劳强度的因素323 稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算324 不稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算第四章摩擦、磨损及润滑41 摩擦的种类及特性411 干摩擦412 边界摩擦413 流体摩擦414 混合摩擦42 磨损的类型及机理421 粘着磨损422 磨粒磨损423 疲劳磨损424 腐蚀磨损43 润滑的作用及润滑剂的选择431 润滑的作用432 润滑剂的种类433 润滑剂的选择第五章螺纹连接51 螺纹的类型和特点511 螺纹的分类512 普通螺纹的主要参数52 螺纹连接的类型和标准连接件521 螺纹连接的类型522 标准连接件53 螺纹连接的预紧和防松531 预紧的目的和方法532 防松的原理和方法54 螺纹连接的强度计算541 松螺栓连接的强度计算542 紧螺栓连接的强度计算第六章键、花键和销连接61 键连接611 平键连接612 半圆键连接613 楔键连接614 切向键连接62 花键连接621 花键连接的类型和特点622 花键连接的强度计算63 销连接631 销的类型和用途632 销连接的强度计算第七章带传动71 带传动的类型和工作原理711 平带传动712 V 带传动713 同步带传动72 V 带和带轮721 V 带的结构和标准722 带轮的结构和材料73 带传动的工作情况分析731 带传动中的力分析732 带的应力分析733 带传动的弹性滑动和打滑74 带传动的设计计算741 设计准则和原始数据742 设计计算的内容和步骤第八章链传动81 链传动的类型和特点811 滚子链传动812 齿形链传动82 链条和链轮821 链条的结构和标准822 链轮的结构和材料83 链传动的运动特性和受力分析831 链传动的运动不均匀性832 链传动的受力分析84 链传动的设计计算841 设计准则和原始数据842 设计计算的内容和步骤第九章齿轮传动91 齿轮传动的类型和特点911 圆柱齿轮传动912 锥齿轮传动913 蜗杆蜗轮传动92 齿轮的失效形式和设计准则921 轮齿的失效形式922 设计准则93 齿轮的材料和热处理931 齿轮常用材料932 齿轮的热处理94 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算941 受力分析942 强度计算95 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算951 受力分析952 强度计算96 锥齿轮传动的受力分析和强度计算961 受力分析962 强度计算97 蜗杆蜗轮传动的受力分析和强度计算971 受力分析972 强度计算第十章蜗杆传动101 蜗杆传动的类型和特点102 蜗杆和蜗轮的结构103 蜗杆传动的失效形式和设计准则104 蜗杆传动的材料和热处理105 蜗杆传动的受力分析和强度计算106 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算第十一章轴111 轴的分类和材料1111 轴的分类1112 轴的材料112 轴的结构设计1121 轴上零件的定位和固定1122 轴的结构工艺性113 轴的强度计算1131 按扭转强度计算1132 按弯扭合成强度计算1133 轴的疲劳强度校核第十二章滑动轴承121 滑动轴承的类型和结构1211 整体式滑动轴承1212 剖分式滑动轴承1213 调心式滑动轴承122 滑动轴承的材料1221 金属材料1222 非金属材料123 滑动轴承的润滑1231 润滑剂的选择1232 润滑方式124 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第十三章滚动轴承131 滚动轴承的类型和特点1311 滚动轴承的分类1312 滚动轴承的特点132 滚动轴承的代号1321 基本代号1322 前置代号和后置代号133 滚动轴承的选择1331 类型选择1332 尺寸选择134 滚动轴承的组合设计1341 轴承的固定1342 轴承的配合1343 轴承的装拆1344 滚动轴承的润滑和密封第十四章联轴器和离合器141 联轴器1411 联轴器的类型和特点1412 联轴器的选择142 离合器1421 离合器的类型和特点1422 离合器的选择第十五章弹簧151 弹簧的类型和特点152 弹簧的材料和制造153 圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算第十六章机械系统设计161 机械系统设计的任务和过程162 机械系统总体方案设计163 机械系统的执行系统设计164 机械系统的传动系统设计165 机械系统的支承系统设计第十七章机械设计中的创新思维171 创新思维的概念和特点172 创新思维在机械设计中的应用173 培养创新思维的方法和途径第十八章机械设计实例分析181 简单机械装置的设计实例182 复杂机械系统的设计实例183 设计实例中的经验教训和改进方向。
机械设计基础第一章
机械设计基础第一章：绪论1.1引言机械设计是机械工程领域的重要组成部分，它涉及到机械产品的构思、设计、分析、制造、试验和优化等方面。
机械设计基础是机械工程专业的基础课程，旨在为学生提供机械设计的基本理论和实践方法。
本章将介绍机械设计的基本概念、设计过程、设计方法和设计原则，为后续章节的学习奠定基础。
1.2机械设计的基本概念机械设计是指根据产品功能、性能、可靠性和经济性等要求，运用科学理论和工程技术，进行机械系统的构思、分析和计算，并最终形成设计方案的过程。
机械设计的目标是创造具有优良性能、可靠性和经济性的机械产品。
1.3机械设计过程机械设计过程是一个复杂而有序的创造性工作过程，它包括需求分析、方案设计、详细设计、制造和试验等阶段。
需求分析阶段是确定设计任务和目标，明确产品功能和性能要求；方案设计阶段是形成设计方案，包括选择合适的机构和结构形式；详细设计阶段是进行零件和装配图的绘制，确定零件的尺寸和形状；制造阶段是将设计方案转化为实际产品；试验阶段是对产品进行性能测试和可靠性验证。
1.4机械设计方法机械设计方法是指在机械设计过程中采用的科学方法和工程技术。
常用的机械设计方法包括经验设计法、计算设计法和优化设计法。
经验设计法是基于设计经验和常识进行设计的方法；计算设计法是通过数学模型和计算方法进行设计的方法；优化设计法是通过优化算法和计算机辅助设计软件进行设计的方法。
1.5机械设计原则机械设计原则是指在机械设计过程中应遵循的基本原则和规范。
机械设计原则包括可靠性原则、安全性原则、经济性原则、环保性原则和创新性原则。
可靠性原则要求机械产品具有稳定的性能和长的使用寿命；安全性原则要求机械产品在使用过程中不会对人员和环境造成伤害；经济性原则要求机械产品在成本和效益方面具有竞争力；环保性原则要求机械产品对环境的影响最小化；创新性原则要求机械产品具有新颖的结构和功能。
1.6机械设计的基本要求机械设计的基本要求包括功能要求、性能要求、可靠性和耐久性要求、经济性要求、安全性和环保性要求。
【机械设计基础】第一章 绪论
础
凸轮机构——转换运动
机械：是机器和机构的总称。
第一章 绪 论
二、机械的特征
1）人为的实物组合——由人工组合的构件系统或者说由多个构件组成。
2）各实物间具有确定的相对运动
如
活塞—缸体：往复运动 曲轴—缸体：转动
3）实现能量转换或完成有效的机械功
如
内燃机：热能→机械能 发电机：机械能→电能
连杆—曲轴：摆动 刨头—床身：往复直线
机构中的构件按其运动性质可分为三类：
(1) 机架 机架是机构中视作固定不动的构件，它用来支承其它可动
构件。例如各种机床的床身是机架，它支承着轴、齿轮等活动构件。
在机构简图中，将机架打上斜线表示。
机 (2) 原动件 已给定运动规律的活动构件，即直接接受能源或最先接
械 受能源作用有驱动力或力矩的构件。例如柴油机中的活塞。它的运动
机
主运动系统—主体机构
械
运动：
设
原动件——电动机
计
主运动——切削运动
基
辅助运动——工作台的进
础
给运动，让刀运动等
由此可见：
第一章 绪 论
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。如
车床——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
1. 名义载荷与计算载荷
名义载荷：根据名义功率用力学公式计算出作用在零件上的载
荷称为～。
计算载荷：考虑实际载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分
布的不均匀性以及其它因素的影响而得到的载荷。
机
计算载荷=K×名义载荷
械
设
机零设计计算一般按计算载荷进行
机械设计基础绪论
3.运动副的符号
2
转动副：
1
1
移动副：
1
2
2
1
1
1 2
2
1
2
2
2
2 1
1 2
1 2
齿轮副：
凸轮副：
2
2
1
1
二、构件的分类及其表示方法
1.分类： 机架：固定不动的构件 原动件：输入运动规律的构件 从动件：其他的构件
2.构件的表示方法
三、常用机构运动简图
1.机构运动简图：简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形 （按比例，用特定的符号和线条）
1-2机械零件的常用材料
碳素钢 钢 合金钢
碳素结构钢：用于受力不大且基本上是承受静载荷的零件
优质碳素结构钢： 用于受力较大，且受变载荷或冲击载荷 的零件
普通低合金钢
合金结构钢：常用 合金工具钢
通常只用于制造重要的或具有特殊 性能要求的零件
特殊合金钢
铸钢
碳素铸钢 合金铸钢
制造承受重载荷的大型零件或形状复杂、力学性 能要求较高的零件，如联轴器等
n个活动构件：自由度为3n。 PL个低副： 限制 2PL个自由度 PH个高副： 限制 PH 个自由度 因此，该机构相对于固定构件的自由度数应为活动构件的自由度数与引 入运动副减少的自由度数之差，该差值称为机构的自由度，并以F表示，
F=3n- 2PL-PH
F=3n- 2PL-PH =3*7-2*8-4 =1
实际尺寸 m
4）确定比例尺：l 图上尺寸(mm) 5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画)）
例 试绘制内燃机的机构运动简图
1-6平面机构具有确定运动的条件
一、平面机构的自由度的计算 1.机构的自由度：机构中活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。 （与构件数目，运动副的类型和数目有关）
机械设计基础绪论
标准件：制定了国家标准，由专门工厂生产。 如：滚动轴承、螺栓等。
第一章 绪论
12
零 静联接 构 动联接 机 协调组合 机
件
件
构
器
机构：是具有确定的相对运动的若干构件的组合。
曲柄滑块机构
第一章 绪论
13
机器：是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、 物料或信息。
和谐号动车组 CRH1、CRH2、 CRH3、CRH5、CRH380
第一章 绪论
34
磁浮列车
上海磁浮列车 430km/h
日本磁浮车 500km/h
高温超导试验车
北京地铁S1号线<160km/h (2015年)
南车集团中低速磁浮车<100km/h
第一章 绪论
35
真空管道运输
2003年，西南交通开始研究真空管道磁悬浮
二、注意事项 ➢ 课程的特点：综合性、实践性、繁杂性、多解性 ➢ 学习方法：注重理解记忆和平时积累 ➢ 成绩构成：平时成绩30%（考勤、作业、实验、期中 等环节），期末70%。
第一章 绪论
新中国成立后：我国机械工业得到了长足发展。 如：轿车发展
红旗、上海 → 桑塔纳、夏利、标致505 → 几十个品牌
1964
1958 1985
1984 1986
第一章 绪论
30
火车发展： 蒸汽机车 —→内燃机车 —→电力机车 —→高速列车 —→磁浮列车 —→真空管道运输
蒸汽机车
(1804年) (中国1952) 2005年退出历史
第一章 绪论
44
虚拟现实是一种基于可计算信息的视、听、触觉一 体化的交互环境，是在图形学、电子显示、语音识别与 合成、传感器等技术上发展起来的一门综合仿真技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从颚式破碎机可知，一部机器可以只含有一个机构，颚式破碎机 只含有一个曲柄摇杆机构；
一部机器也可以由数个机构组成，如图所示牛头刨床的主传动系 统(切削和进给运动)，是由齿轮机构(5、6、13)、(10、11、13)、导杆 机构(6、7、8、13、14)、曲柄摇杆机构(11、12、17、13)、间歇运动 机构(17、16、13)等组成的。
一、机器的组成
l—电动机 2、4—带轮 3—V带 5—偏心轴 6—动颚(板) 7—肘板 8—定颚(板) 9—飞轮
颚式破碎机 a)立体图
b)传动简图
由颚式破碎机的组成可知：机器中不可拆的单元体是制造单元， 称为零件。 在组成机器的各个零件中，有的零件是以单个形式参与机器运 动，例如带轮、偏心轮、肘板等。有的则是将多个零件刚性联接， 作为一个整体参与机器运动。例：动颚板。 把零件作为组成机器的基本单元不能有效地表达机器中各部分 的相对运动关系。为了表达机器中各部分的相对运动关系，把在机 器中能作相对运动的实体称为构件。 构件是运动的单元；零件是制造的单元。
一、钢 钢的品种多、性能好，是机械零件最常用的材料。根据化 学成分的不同，钢可分为碳素钢和合金钢。
1．碳素钢
碳素钢的性能主要取决于碳含量，即碳的质量分数。碳含 量越高，钢的强度越高，塑性越低。 由于碳素钢生产批量大，价格低，供应充足，一般的机械 零件应优先选用。
碳素结构钢(GB/T700-1988) 杂质较多，只保证机械强度，不保证化学成分，不能 进行热处理。 优质碳素结构钢(GB/T699-1999) 含磷、硫等杂质较少，其性能优于碳素结构钢，而且 能同时保证钢的力学性能和化学成分，可以进行热处理。
第二节 机械零件的常用材料
选择材料是设计机械零件的重要环节之一，也是一个复杂的技术 经济问题。一般应综合考虑以下要求，选出适宜的材料。 1、零件的使用要求：如强度、刚度、冲击韧度、导热性、抗腐 蚀性以及耐磨性、减振性等，通常以强度为主。 2、工艺要求：毛坯到成品都便于制造 3、经济性要求：材料及其加工成本均比较低，而且供货方便。 各种材料的力学性能及应用均可从机械设计手册中查取，本课程 也在有关章节中作了适当的介绍。 机械零件的常用材料分为金属和非金属两大类。其中，金属材 料应用最广，非金属材料以其独特的性能也日益显示出广阔的应用 前景。金属材料包括黑色金属(钢、铸铁)和有色金属，前者应用最 多。此外，近年来复合材料的研究与开发，也已成为材料科学的一 个新方向。下面简要介绍机械零件的常用材料及其应用。
第一章 绪论
本章重点学习内容： 1．零件、构件、机械、机构、机器等名词的涵义 2． 机械零件的常用材料 3．机械零件工作能力的判定条件 4．机械零件结构设计的基本要求 5．平面运动副的分类及其表示方法 6．平面机构具有确定运动的条件 本讲重点
第一节机器的组成和本课程研究的内容
机器是能执行机械运动并被用来传递能量、物料与信息的装置。
二、本课程研究的内容
由机器的组成可知，机器通常是由是由各种机构以及各种零件 组成的。机器中的零件分为两类。 1、通用零件 通用零件在各种类型的机械中都可能用到，如螺 栓、轴、齿轮、弹簧等； 2、专用零件 只用于某些类型的机械中，如电动机中的转子、 叠片、笼条等，内燃机、蒸汽机中的曲轴、活塞等。 此外，机械设计中还把为完成同一使命、彼此协同工作的一组 零件所组成的组合体称为部件，如滚动轴承、联轴器、减速器等， 所以有时也通称为机械零部件，它包括了零件和部件。 机械设计基础主要研究常用机构和通用零部件的工作原理、结 构特点、基本设计理论和计算方法。同时还将扼要介绍与本课程有 关的国家标准、规范和一些标准零件、部件的选用原则，以及简单 机械传动装置的设计方法。
在本课程的学习过程中，对于机械零件，除合理选择材料外， 还应着重掌握其工作能力计算和结构设计方法。 此外还应该注意，大部分零件由于所选材料的不同、结构设计 的差异等诸多因素都会导致多种设计结果，即可用多种方案来完成 同一功能要求。因此，要不断提高综合分析与解决问题的能力，学 会从多种可能的解答中通过评价找出最佳的设计方案。 对于连杆机构、凸轮机构等常用机构，应注意其非匀速传动的 特点，重点分析其运动特性，掌握实现其运动规律的设计方法。
压板 动颚板
偏心轴
螺钉
动颚体
根据破碎机中构件间的相对运动关 系画出碎石部分的机构简图，如图所示。 由图可以看出，机构有两个特征： 1、由多个构件组成 2、各构件间具有确定的相对运动。 对机器而言，除具备机构的这两个 特征外，还有第三个特征。 3、能够完成有效的机械功(如颚式破 碎机粉碎矿石)或进行能量转换(如内燃机 把热能转换成机械能)。 因此，从其组成、运动特性、受力 状况等方面进行分析，机构和机器没有 区别。为使研究的问题简化，常将机构 和机器统称为机械。
机器种类繁多，其结构形式和用途各不相同，但大致都是由以 下四部分组成的。
பைடு நூலகம்
原动机部分 ： 驱动整部机器以完成预定功能的动力源，颚式破 碎机的原动机是电动机。 执行部分： 完成机器预定功能的组成部分，也称工作机，是具 体干活的部分，颚式破碎机的执行部分是颚头（定颚、动颚）。 传动部分： 解决原动机与工作机运动形式、运动及动力参数的 转变。机器的传动部分多数使用机械传动系统。颚式破碎机的传动 部分包括V带传动和由偏心轮、动颚、肘板以及机架组成的连杆机构 其他部分： 控制系统和辅助系统等。
三、本课程研究的目的
机械设计基础是高等学校工科有关专业的一门重要技术基础课。 通过本课程的学习，可以使学生获得正确使用和维护机械设备的基 本知识，初步培养学生运用有关设计资料设计简单机械传动装置的 能力，为学习有关专业机械设备课程以及参与技术革新奠定必要的 基础。
四、本课程的学习方法
本课程是一门实践性和综合性很强的课程，整个学习过程涉及 机械制图、理论力学、材料力学、工程材料、金属工艺学以及互换 性与技术测量等多门学科。本书内容的安排是从认识机械入手，分 析机器的基本组成、传动系统及零部件的功能，进而引深到机械零 部件的设计与计算、机械传动装置设计的一般方法和过程以及常用 机构的运动分析和设计。