机械设计基础---绪论

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1、绪论0.1机构、机器与机械的概念0.2本课程的性质、内容和任务0.3机械设计的基本要求和原则绪论人类从使用简单工具到今天能够设计、制造和利用现代机械改造自然，造福社会，经历了漫长的过程。如今，人们的日常生活和工作中已广泛使用着各种各样的机械，人们也越来越离不开机械。在当今世界，机械的设计水平和机械化程度已成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志之一。因此努力学习机械方面的基础知识，掌握机械方面的基本技能是十分必要的。返回0.1机构、机器与机械的概念1.机器与机构为了满足生活和生产的需要，人们普遍使用着各种各样的机器，人们熟知的如汽车、火车、

2、飞机、轮船、自行车、洗衣机、发电机和各种机床等都是机器。机器的种类繁多，其结构、性能和用途也各不相同，但在机器的组成、运动和功能关系上都具有一些共同的特征。下面来分析两种机器实例。返回下一页0.1机构、机器与机械的概念图0-1所示为单缸内燃机，它是由活塞1、连杆2、曲轴3、气缸体(机架)4、齿轮5和6、凸轮7、推杆8、进、排气阀9和10等组成。它可把燃料燃烧产生的热能转化为机械能。其具体工作原理如下:燃气通过进气阀被下行的活塞1吸入气缸，然后进气阀关闭，活塞上行压缩燃气，点火使燃气在气缸中燃烧，燃烧的气体膨胀产生压力，推动活塞下行，通过连

3、杆带动曲轴转动，向外输出机械能。当活塞再次上行时，排气阀打开，废气通过排气阀排出。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念这种内燃机可视为下列三部分的组合:主体部分(由活塞、连杆、曲柄和机架构成)，其作用是将活塞的往复移动转化为曲柄的连续转动;控制部分(由凸轮、推杆和机架构成)，其作用是将凸轮的连续转动转变为推杆的往复移动;传动部分(由齿轮和机架构成)，其作用是改变转速的大小和方向。又如图0-2所示的颚式碎矿机。它主要是由机架1、动颚板2、杆件3、4、5和曲轴6等组成。当电动机(图中未示出)驱动曲轴绕轴心A连续转动时，动颚板绕轴心F做

4、往复摆动，从而将矿石轧碎。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念从以上两个实例可以看出，尽管这些机器结构、性能和用途不同，但却具有以下共同特征:都是一种人为的实物组合体;各实体间具有确定的相对运动;能做有用的机械功或进行功能转换。凡具备上述三个特征的实物组合体称为机器，也可以说机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息等。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念具有前两个特征的实物组合体称为机构，可见，机构是具有确定相对运动的实物组合体，它的作用是传递运动和力，它能实现各种预期的机械运动。机构中接受外部给定运动规律

5、的活动构件称为主动件，随主动件的运动而运动的活动构件称为从动件，支承活动构件的构件称为固定件(机架)。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念从组成上看，机构是机器的主要组成部分，一台机器可由一个机构组成，也可由多个机构组成。图0-1所示的内燃机中，就包括连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等多个机构。从功能上看，机器能做有用的机械功或完成能量形式的转换，图0-2所示的颚式碎矿机工作时即是将电能转化为机械能，而机构主要用于传递和转换运动。若单从运动上来看，机器与机构并无本质区别，因此，常把机器与机构统称为机械。返回下一页上一页0.1机构、机器

6、与机械的概念机械一般由以下几个部分组成:原动机、传动部分和工作机。原动机是机械的动力来源，它主要为工作机提供运动和动力。常用的原动机有电动机、内燃机和液压机等。传动部分处于原动机和工作机之间，其作用是将原动机的运动和动力传给工作机。工作机是执行工作任务的部分，处于整个传动路线的终端。随着微电子技术、计算机技术和自动检测技术等的发展，现代机械又增加了控制部分和检测部分，使机械的结构、功能达到了更高的水平。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念2.零件、构件和部件从制造角度来看，机器是由若干个零件装配而成的，零件是构成机器的基本要素，是

7、机器中不可拆卸的制造单元。从运动角度来看，机器是由若干个运动的单元所组成，这种运动单元称为构件。构件可以是一个单独的零件，如图0-1中的齿轮，也可以是若干个零件刚性连接而成，如内燃机中的连杆(图0-3)，它是由连杆体1、轴套2、连杆盖3、轴瓦4、螺杆5和螺母6等零件刚性连接而成。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念零件按其是否具有通用性可以分为两大类:一类是通用零件，它的应用很广泛，几乎在任何一部机器中都能找到它，如齿轮、轴、螺母、销钉、键等;另一类是专用零件，它仅用于某些机器中，常可表征该机器的特点，如内燃机中的活塞(图0-1)

8、、起重机的吊钩等。返回下一页上一页0.1机构、机器与机械的概念工程中也常将一组协同工作的零件分别装配或制造成一个个相对独立的组合体，然后再装配成整机，这种组合体常称为部件(或组件)，如汽车的发