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第0章 绪论主要内容：主要内容： 1.课程研究的课程研究的 对象和内容对象和内容 2.本课程在教学中的本课程在教学中的 地位地位 3.机械设计的机械设计的 基本要求和一般过程基本要求和一般过程 4.学习本课程中应注意的学习本课程中应注意的 问题问题 0-1 本课程研究的 对象和内容 一、名词术语一、名词术语 1.零件零件u是机器加工是机器加工(制造制造)的的 最小单元最小单元体。体。u若将一部机器进行拆卸，拆到若将一部机器进行拆卸，拆到不可再拆的不可再拆的 最小单元就是零最小单元就是零件。件。2.构件构件 u构件是机构运动的构件是机构运动的 最小单元体，是组成机构的最小单元体，是组成机构的 基本基本要素要素。u构件可能是一个零件，也可能是由若干零件固联在一构件可能是一个零件，也可能是由若干零件固联在一起的起的 一个独立运动的一个独立运动的 整体整体 。u注意：构件与零件联系与区别注意：构件与零件联系与区别3.机构机构 u机构是用来传递运动和力的机构是用来传递运动和力的 、有一个构件为机架的、有一个构件为机架的 、用、用构件间能够相对运动的构件间能够相对运动的 连接方式组成的连接方式组成的 构件系统构件系统。u从其功能来理解，机构是用来传递运动从其功能来理解，机构是用来传递运动(或改变运动的或改变运动的 形形式式)和力的和力的 可动装置。可动装置。u从机器的从机器的 特征来看，机构是具有确定相对运动的特征来看，机构是具有确定相对运动的 构件组构件组合体。如下图所示的合体。如下图所示的 连杆机构和齿轮机构。连杆机构和齿轮机构。齿轮机构齿轮机构四足机器人（四杆机构）四足机器人（四杆机构）0-1 本课程研究的 对象和内容机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容冰淇淋灌装机构冰淇淋灌装机构机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容蜂窝煤压制机蜂窝煤压制机机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容刻字机刻字机机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容牛头刨床牛头刨床机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容轧钢机轧钢机机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容铁板输送装置铁板输送装置机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容内燃机气缸内燃机气缸机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容机械手机械手机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容插秧机插秧机机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容打谷机打谷机机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容电阻自弯机电阻自弯机机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容玩具玩具- -跳跳鸡跳跳鸡机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容玩具玩具乌龟乌龟机构机构的的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容玩具玩具- -熊猫吹泡泡熊猫吹泡泡4.机器机器 n机器是由若干机构组成的机器是由若干机构组成的 ，用来变换或传递能量、物料，用来变换或传递能量、物料和信息的和信息的 装置装置。如图所示内燃机、装载机、挖掘机、焊如图所示内燃机、装载机、挖掘机、焊接机器人、牛头刨床和自行车等就是常见的接机器人、牛头刨床和自行车等就是常见的 机器。机器。 0-1 本课程研究的 对象和内容挖掘机挖掘机焊接机器人焊接机器人u机器的机器的 组成：组成：就功能而言，机器一般包括四个基本就功能而言，机器一般包括四个基本组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。也包括一些辅助部分如冷却系统、润滑系统部分。也包括一些辅助部分如冷却系统、润滑系统等等。等等。u根据机器的根据机器的 作用不同，习惯上也将机器分为作用不同，习惯上也将机器分为原动机原动机和工作机。和工作机。u将其它形式的将其它形式的 能量变换为机械能的能量变换为机械能的 机器称为机器称为原动原动机机。利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的。利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的 机器称为机器称为工作机。工作机。0-1 本课程研究的 对象和内容n机构与机器的机构与机器的 区别区别：机构只有一个构件系统，而机器除机构只有一个构件系统，而机器除构件系统之外还包含电气、液压等其它装置；机构只用构件系统之外还包含电气、液压等其它装置；机构只用于传递运动于传递运动(或改变运动形式或改变运动形式)和力，而机器除传递运动和和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的 功能。功能。0-1 本课程研究的 对象和内容5.机械机械 机器和机构的机器和机构的 总称总称。零零件件构构件件机机构构机机器器组成组成组成组成组成组成机机械械n这些基本概念之间的这些基本概念之间的 关系关系u机械在各行各业的机械在各行各业的 应用应用0-1 本课程研究的 对象和内容欧洲工业时期最早出现的欧洲工业时期最早出现的 汽车汽车0-1 本课程研究的 对象和内容悍马轿车悍马轿车0-1 本课程研究的 对象和内容国产国产J10J100-1 本课程研究的 对象和内容美国美国 F117F1170-1 本课程研究的 对象和内容“勇气号勇气号”火星探测器火星探测器0-1 本课程研究的 对象和内容美国小鹰号航母美国小鹰号航母0-1 本课程研究的 对象和内容中国元级核潜艇中国元级核潜艇0-1 本课程研究的 对象和内容旋转导向钻井工具旋转导向钻井工具0-1 本课程研究的 对象和内容游梁式抽油机游梁式抽油机二、设计的二、设计的 定义定义u人类通过劳动改造世界，创造物质财富和精神人类通过劳动改造世界，创造物质财富和精神财富，而最基础、最主要的财富，而最基础、最主要的 活动是造物。设计活动是造物。设计便是造物活动进行预先的便是造物活动进行预先的 计划，可以把任何造计划，可以把任何造物活动的物活动的 计划技术和计划过程理解为计划技术和计划过程理解为设计设计。也。也可以理解为将人们头脑中的可以理解为将人们头脑中的 思考的思考的 物体变成实物体变成实际物体的际物体的 形式，为此而作出的形式，为此而作出的 全部信息数据的全部信息数据的 工作就是设计。换一句话说，设计就是人类大工作就是设计。换一句话说，设计就是人类大脑活动变成物化的脑活动变成物化的 中间桥梁。中间桥梁。0-1 本课程研究的 对象和内容三、本课程研究的三、本课程研究的 对象和内容对象和内容u研究对象：研究对象：机械（机构和机器）设计。机械（机构和机器）设计。u研究内容：研究内容：机械中的机械中的 常用机构和通用零件的常用机构和通用零件的 工工作原理、结构特点、基本的作原理、结构特点、基本的 设计理论和计算方设计理论和计算方法。法。u内容主要有以下几个方面：内容主要有以下几个方面：1. 机械零件常用材料及结构强度机械零件常用材料及结构强度 u主要介绍机械零件常用材料及其选用原则，零主要介绍机械零件常用材料及其选用原则，零件受力及变形的件受力及变形的 基本形式及其强度计算。基本形式及其强度计算。0-1 本课程研究的 对象和内容2. 常用传动机构及机构运动方案设计（体现创新的常用传动机构及机构运动方案设计（体现创新的 工作）工作） 机构的机构的 组成原理组成原理 u研究构件组成机构的研究构件组成机构的 原理以及各构件间具有确定运原理以及各构件间具有确定运动的动的 条件。条件。 常用机构的常用机构的 分析和设计分析和设计 u对常用机构的对常用机构的 运动和工作特点进行分析，并根据一运动和工作特点进行分析，并根据一定的定的 运动要求和工作条件来设计机构。运动要求和工作条件来设计机构。 机构运动方案设计机构运动方案设计 u根据机器的根据机器的 工作要求选择机构的工作要求选择机构的 类型，并将这些机类型，并将这些机构合理地组合成为传动系统。构合理地组合成为传动系统。0-1 本课程研究的 对象和内容3. 通用零件设计通用零件设计 u根据使用范围的根据使用范围的 不同，机械零件可分为两类：一类为广不同，机械零件可分为两类：一类为广泛用于各种机械的泛用于各种机械的 通用零件通用零件，如齿轮、螺钉、轴等；另，如齿轮、螺钉、轴等；另一类则是只用在某些机械中的一类则是只用在某些机械中的 专用零件专用零件，如叶轮、活塞，如叶轮、活塞等。本课程等。本课程只研究通用零件的只研究通用零件的 设计和选用问题，包括零设计和选用问题，包括零件工作能力设计和结构设计（如轴、齿轮、带轮、链轮件工作能力设计和结构设计（如轴、齿轮、带轮、链轮等），以及标准零、部件的等），以及标准零、部件的 选用等问题（如轴承、螺栓选用等问题（如轴承、螺栓等）等）。4. 机械结构设计机械结构设计 （体现创新的（体现创新的 工作）工作）u从使零部件具有较好的从使零部件具有较好的 加工和装配工艺性及技术经济性加工和装配工艺性及技术经济性出发，以对零部件的出发，以对零部件的 功能、性能、生产成本进行综合分功能、性能、生产成本进行综合分析和比较为基础，进行合理的析和比较为基础，进行合理的 结构设计。结构设计。0-1 本课程研究的 对象和内容5. 有关机械总体设计中的有关机械总体设计中的 一些问题一些问题 u如机械的如机械的 平衡和调速，机械设计的平衡和调速，机械设计的 基本要求和一基本要求和一般步骤，工作循环图等。般步骤，工作循环图等。机机 械械 设设 计计 基基 础础 课课 程程 概概 览览 绪绪 论论 机机 械械 原原 理理 部部 分分 机机 械械 零零 件件 部部 分分 机机构构组组成成理理论论 常常 用用 机机 构构 机机 器器 动动 力力学学 基基 础础 联联 接接 机机 械械 传传 动动 轴轴 系系 零零、部部 件件 自自由由度度与与速速度度分分析析 平平面面连连杆杆机机构构 凸凸轮轮机机构构 齿齿轮轮机机构构 轮轮系系 其其它它常常用用机机构构 机机械械速速度度波波动动调调节节 回回转转件件的的平平衡衡 机机械械零零件件设设计计概概论论 联联接接 齿齿轮轮传传动动 蜗蜗杆杆传传动动 带带、 链链传传动动 轴轴 滑滑动动轴轴承承 滚滚动动轴轴承承 联联轴轴器器与与离离合合器器 弹弹簧簧 0-1 本课程研究的 对象和内容n机械的机械的 设计制造及使用水平是衡量一个国家设计制造及使用水平是衡量一个国家现代化程度的现代化程度的 重要标志（我国目前设计水平重要标志（我国目前设计水平是先进的是先进的 ，使用水平也是先进的，使用水平也是先进的 ，就是制，就是制造方面是一个瓶颈）。造方面是一个瓶颈）。n机械设计基础是一门研究机械传动及其设计机械设计基础是一门研究机械传动及其设计中的中的 一些基础知识的一些基础知识的 课程，是高等学校工课程，是高等学校工科有关专业的科有关专业的 一门重要一门重要技术基础课技术基础课。0-2 本课程在教学中的 地位 一、机械设计的一、机械设计的 基本要求基本要求1.1. 设计机械应满足的设计机械应满足的 基本要求是：基本要求是：在满在满足预期功能的足预期功能的 前提下，性能好、效率前提下，性能好、效率高、成本低，在预定使用期限内安全高、成本低，在预定使用期限内安全可靠、操作方便、维修简单和造型美可靠、操作方便、维修简单和造型美观等观等。0-3 机械设计的 基本要求和一般过程2 .2 .具体有如下三个方面要求：具体有如下三个方面要求： 使用要求使用要求:所设计的所设计的 机械应在规定的机械应在规定的 寿命期寿命期限内能正常完成预期的限内能正常完成预期的 使用功能使用功能。这是最主这是最主要的要的 要求。要求。 经济要求经济要求: :所设计的所设计的 机械设备应在设计、制造机械设备应在设计、制造和使用的和使用的 全过程中都有低的全过程中都有低的 成本。成本。 社会要求社会要求: :操作要方便，使操作者感到安全舒操作要方便，使操作者感到安全舒适；要有大方宜人的适；要有大方宜人的 外形和色彩，具有市场外形和色彩，具有市场竞争力；要符合国家环境保护等有关法令。竞争力；要符合国家环境保护等有关法令。 0-3 机械设计的 基本要求和一般过程机械设计的机械设计的 一般过程一般过程一、应注意本课程的一、应注意本课程的 性质和特点性质和特点 本课程是建立在物理、数学、力学、机械制图等课程本课程是建立在物理、数学、力学、机械制图等课程之后的之后的 一门技术基础课。它不是专业课，不专门研究一门技术基础课。它不是专业课，不专门研究某一种机械，而是研究组成一般机械的某一种机械，而是研究组成一般机械的 常用机构、通常用机构、通用零件和在机械设计中一些常遇到的用零件和在机械设计中一些常遇到的 基本共性问题。基本共性问题。在本课程的在本课程的 学习过程中要综合应用以前所学的学习过程中要综合应用以前所学的 各有关各有关知识，着手解决工程实际中的知识，着手解决工程实际中的 具体问题。本课程在内具体问题。本课程在内容上虽然缺乏明显的容上虽然缺乏明显的 系统性，但实践性很强。要学好系统性，但实践性很强。要学好本课程，平时要多留意观察分析所遇到的本课程，平时要多留意观察分析所遇到的 各种机械，各种机械，以丰富自己的以丰富自己的 感性知识，并用所学的感性知识，并用所学的 理论知识去分析理论知识去分析它，以加深理解。它，以加深理解。0-4 学习本课程中应注意的 问题二、二、要学会具体问题具体分析的要学会具体问题具体分析的 方法方法 因为任何工程实际问题都会具有一定的因为任何工程实际问题都会具有一定的 特殊特殊性。一般来说，一个设计方案，即使是最优方性。一般来说，一个设计方案，即使是最优方案也不是毫无缺点、尽善尽美的案也不是毫无缺点、尽善尽美的 ，能在具体条，能在具体条件下满足要求、扬长避短，充分发挥其优势的件下满足要求、扬长避短，充分发挥其优势的 就是一个好设计方案。通常在设计方案完成后，就是一个好设计方案。通常在设计方案完成后，该方案的该方案的 优点得到了发挥，但客观上存在于方优点得到了发挥，但客观上存在于方案中的案中的 缺点也带了进来，这就需要进一步在结缺点也带了进来，这就需要进一步在结构设计上设法克服。构设计上设法克服。0-4 学习本课程中应注意的 问题三、要有工程观点三、要有工程观点 所谓工程观点就是要讲究经济、实用、所谓工程观点就是要讲究经济、实用、高效。一个实际工程问题，一般都可通高效。一个实际工程问题，一般都可通过多种途径，用不同的过多种途径，用不同的 方法获得解决，方法获得解决，至于最终采用哪种途径，用什么方法，至于最终采用哪种途径，用什么方法，这就要求设计人员具有分析、比较、判这就要求设计人员具有分析、比较、判断、决策的断、决策的 能力。在学习时着重培养自能力。在学习时着重培养自己这方面的己这方面的 能力是十分重要的能力是十分重要的 。 0-4 学习本课程中应注意的 问题四、本课程的四、本课程的 术语、符号、公式较多术语、符号、公式较多 术语是工程界的术语是工程界的 通用语言，必须正确理解它通用语言，必须正确理解它的的 含义。对大多数公式（除少数基本公式外）含义。对大多数公式（除少数基本公式外）来说都不需要强记，只要能正确理解和使用即来说都不需要强记，只要能正确理解和使用即可。为此必须了解公式的可。为此必须了解公式的 适用场合，式中各符适用场合，式中各符号的号的 意义，所使用的意义，所使用的 单位及各参数的单位及各参数的 合理选合理选用范围。因此，在学习时应把注意力集中在掌用范围。因此，在学习时应把注意力集中在掌握设计观点和设计方法上，应着重理解而不是握设计观点和设计方法上，应着重理解而不是强记，要勤思考、多实践。强记，要勤思考、多实践。 0-4 学习本课程中应注意的 问题