【PPT课件】《机械设计基础》第一章：概述.ppt

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1、机械设计基础第1章概述§1-1本课程研究的对象§1-2机器的组成§1-3机械设计的基本要求§1-4机械设计的基本过程§1-5本课程的内容及要求§1-6机械的发展历程概述第1章概述§1-1本课程研究的对象机械是机器和机构的总称什么是机器呢？内燃机牛头刨床工业机器人可以用来转换能量、完成有用功或处理信息，以代替或减轻人的劳动。机器：是人为实物的组合体，是执行机械运动的装置，什么是机构？曲柄滑块机构齿轮机构凸轮机构能够实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇运动机构带传动和链传动机构螺旋机构组合机构常用的机构连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇

2、运动机构螺旋机构直齿轮的啮合电影机构螺旋机构凸轮组合机构组合机构我们已经多次使用了“构件”这个术语。活塞、连杆、曲轴、滑枕等都是构件。构件构件是运动的单元，而零件是制造的单元。构件零件构件是机器或机构中独立的运动单元通用零件中主要包括三大类零件：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。此外:弹簧等零件。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）简单的机器，可能只含有一个机构,但一般都含有多个机构。机械:机器和机构的总称。机器是由机构组成的。§

3、1-2机器的组成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。如牛头刨床、空气压缩机驱动装置传动装置执行装置将原动机的运动和动力传递给执行装置，并实现运动速度和运动形式的转换。运动速度的转换运动形式的转换运动速度的转换许多机器还需要执行装置有多种不同的速度。鼠笼式交流电动机的同步转速（r/min）600750100015003000

4、带、链传动、各种齿轮传动减速器例如自行车链传动例如汽车、机床的变速器传动装置解决原动机速度和执行装置速度不匹配的问题。一般的普通交流电动机速度是固定的。一般机器执行部分速度低于原动机的转速,需要减速。（也有相反的情况，需要增速）。运动形式的转换机器执行部分可能有各种运动形式：一般的原动机作回转运动变速回转往复摆动往复移动间歇运动特定轨迹转换运动形式的各种机构间歇运动机构连杆机构连杆机构连杆机构凸轮机构凸轮机构连杆机构随着20世纪后半叶以来现代科学技术的发展，特别是控制理论的发展和计算机在工业上的应用，机器的组成更复杂了。驱动装置传动装置执行装置控制装置检测伺服电机的输出转角检

5、测执行装置的运动输出由程序给定运动规律前馈控制反馈控制传感器传感器控制装置的作用是控制机器各部分的运动。测量运动构件真实运动情况，并将测量结果随时反馈给控制系统发出指令调节伺服电机的运动驱动装置传动装置执行装置控制装置驱动装置传动装置执行装置传统机器现代机器普通车床牛头刨床空气压缩机起重机掘土机皮带运输机……机器人数控机床……心脏躯干，臂手脑眼§1-3机械设计的基本要求功能性要求可靠性要求经济性要求社会性要求1．功能性要求例：牛头刨床机械的功能可表达为一个或几个功能指标。主要功能指标：被加工工件的尺寸范围；滑枕应具有若干种不同的往复运动速度，以满足不同切削工艺的要求；工作台沿

6、横向应能实现若干种不同的进给量；应能供给并传递足够的功率，以克服切削力；应能保证一定的加工精度。机械产品必须完成规定的功能。机械功能指标的确定：由用户提出，由设计者与用户协商确定机械的功能指标是机械设计最基本的出发点。2．可靠性要求磨损曲轴折断潘存云教授研制齿轮损坏机械要传递力和力矩机械零件的内部和表面产生应力和变形有可能导致零件的失效机械应能以一定的概率保证在规定的使用寿命期限内，零件不发生各种型式的失效。为此要进行强度、刚度和寿命的计算，这些计算在整个设计工作量中占了很大的比例。3．经济性要求制造成本使用成本简化结构选用适当的材料确定合理的加工精度标准化、系列化和通用化降

7、低机械的能量损失考虑到维修的方便性和经济性成本设计阶段的工作如何，就基本上决定了一个产品成本的高低。4．社会性要求所设计的产品不应对人、环境和社会造成消极影响。操作者的安全性和舒适性机械的造型和色彩美观、大方、宜人符合国家在环境保护方面的法规数控加工中心机械是否满足社会性要求，完全取决于设计。对机械设计的四项基本要求功能性要求经济性要求可靠性要求社会性要求机械设计的完整过程投产以后计划阶段方案设计阶段试制试验阶段技术设计阶段§1-4机械设计的过程提出设计任务（市场需求，用户委托，主管部门下达）可行性研究