機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).緒論.ppt

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1、緒論0.1機(jī)械的組成0.2本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)0.3機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求及程序0.4機(jī)械零件的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則0.5機(jī)械零件常用材料及其選用原則0.6許用應(yīng)力和安全系數(shù)0.1機(jī)械的組成原動(dòng)部分：其功能是將其他形式的能量變換為機(jī)械能(如內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)分別將熱能和電能變換為機(jī)械能）。人類(lèi)為了滿足生產(chǎn)和生活的需要，設(shè)計(jì)和制造了類(lèi)型繁多、功能各異的機(jī)器。機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)變換或傳遞能量、物料，如內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、洗衣機(jī)、機(jī)床、汽車(chē)、起重機(jī)，各種食品機(jī)械。機(jī)械的種類(lèi)很多，它們的用途、性能、構(gòu)造、

2、工作原理各不相同，通常一臺(tái)完整的機(jī)器包括三個(gè)基本部分：工作部分（或執(zhí)行部分）：其功能是利用機(jī)械能去變換或傳遞能量、物料、信號(hào)，如發(fā)電機(jī)把機(jī)械能變換成為電能，軋鋼機(jī)變換物料的外形，等等。傳動(dòng)部分：其功能是把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鞑糠炙璧倪\(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。以上三部分都必須安裝在支承部件上。為了使三個(gè)基本部分協(xié)調(diào)工作，并準(zhǔn)確、可靠地完成整體功能，必須增加控制部分和輔助部分。所有的機(jī)器都是由許多機(jī)械零件組合而成。機(jī)械零件可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是在各種機(jī)器中經(jīng)常都能用到的零件，稱(chēng)為通

3、用零件，如齒輪、鏈輪、蝸輪、螺栓、螺母等，另一類(lèi)則是在特定類(lèi)型的機(jī)器中才能用到的零件，稱(chēng)為專(zhuān)用零件，如內(nèi)燃機(jī)的曲軸、汽輪機(jī)葉片等。根據(jù)機(jī)器功能、結(jié)構(gòu)要求，某些零件需固聯(lián)成沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛性組合，成為機(jī)器中獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的單元，通常稱(chēng)為構(gòu)件。構(gòu)件與零件的區(qū)別在于：構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)的基本單元，而零件是加工單元。如圖內(nèi)燃機(jī)的連桿由連桿體1、連桿蓋4、螺栓2以及螺母3等4個(gè)零件組成，形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)整體。圖0.1內(nèi)燃機(jī)的連桿1243若從運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)研究機(jī)器，機(jī)器由機(jī)構(gòu)組成，機(jī)構(gòu)由若干構(gòu)件組成，各構(gòu)件之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

4、機(jī)構(gòu)通常指?jìng)鬟f運(yùn)動(dòng)的機(jī)械。一部機(jī)器可以包含一個(gè)機(jī)構(gòu)（如電動(dòng)機(jī)），也可以包含幾個(gè)機(jī)構(gòu)。共同的特性：人為的實(shí)物組合體各部分之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成有效的機(jī)械功及能量轉(zhuǎn)換機(jī)械：同時(shí)具有這三個(gè)特性的裝置；機(jī)構(gòu)：只具有前兩個(gè)特性的裝置；機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱(chēng)。如圖所示的單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)包含由齒輪1、齒輪18組成的齒輪機(jī)構(gòu)；由曲軸4、連桿3、活塞10組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；由凸輪7、從動(dòng)桿8組成的凸輪機(jī)構(gòu)等。圖0.2內(nèi)燃機(jī)圖0.3內(nèi)燃機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是工科院校中的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程主要介紹機(jī)械中的常用機(jī)構(gòu)和

5、通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法。介紹機(jī)械中的常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等）的工作原理；介紹常用傳動(dòng)件（齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、撓性傳動(dòng)）的設(shè)計(jì)；聯(lián)接件（如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷(xiāo)聯(lián)接及其他類(lèi)型聯(lián)接）和彈簧的設(shè)計(jì)及選用；軸系零部件（軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器）的設(shè)計(jì)及選用；此外，還扼要介紹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范。這些常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法，對(duì)于專(zhuān)用機(jī)械和專(zhuān)用零件的設(shè)計(jì)也具有一定的指導(dǎo)意義。本課程的內(nèi)容可為學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)備課程提供必要的理論基礎(chǔ)。0.2本課程的內(nèi)

6、容、性質(zhì)和任務(wù)⑶了解典型機(jī)械的實(shí)驗(yàn)方法，受到實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基本訓(xùn)練。本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生使他們具備以下能力：⑴掌握常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使學(xué)生具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的能力。⑵初步具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、規(guī)范、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力。0．3機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求及程序0.3.1機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求雖然不同的機(jī)械其功能和外形都不相同，但它們?cè)O(shè)計(jì)的基本要求大體是相同的，機(jī)械應(yīng)滿足的基本要求可以歸納為兩方面：0.3.1.1功能要求滿足機(jī)器預(yù)定的工作要求，如機(jī)器工作部分的運(yùn)動(dòng)形式、速度

7、、運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性、需要傳遞的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高溫、防潮等）。0.3.1.2安全可靠性要求（1）使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)和零件在規(guī)定的外載荷和規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)，能正常工作而不發(fā)生斷裂、過(guò)度變形、過(guò)度磨損、不喪失穩(wěn)定性。（2）能實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員的防護(hù)，保證人身安全和身體健康。（3）對(duì)于技術(shù)系統(tǒng)的周?chē)h(huán)境和人不致造成危害和污染，同時(shí)要保證機(jī)器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。0.3.1.3經(jīng)濟(jì)性在產(chǎn)品整個(gè)設(shè)計(jì)周期中，必須把產(chǎn)品設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售及制造三方面作為一個(gè)系統(tǒng)工程來(lái)考慮，用價(jià)值工程理論指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，正確使用材料，采

8、用合理的結(jié)構(gòu)尺寸和工藝，以降低產(chǎn)品的成本。設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)和零部件時(shí)，應(yīng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低制造成本。0.3.1.4其他要求機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)外形美觀，便于操作和維修。此外還必須考慮有些機(jī)械由于工作環(huán)境和要求不同，而對(duì)設(shè)計(jì)提出某些特殊要求，如食品衛(wèi)生條件、耐腐蝕、高精度要求等。0.3.2機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序機(jī)械設(shè)計(jì)就是建立滿足功能要求的技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)造過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)一般過(guò)程如下圖所示。明確任務(wù)調(diào)查研究可行性論證總體設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)樣機(jī)試制修改圖紙及工藝批量正