06级机械基础教案(上)

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1、引言：讲述加工中心、机器人、计算机的功能，提出问题：什么是机器，机器由几部分组成，它对人类的生产和生活有些什么影响？机械设计应怎样进行，有哪些基本要求？引出新课讲授新课第一章机械设计概论一、机器的组成、功能及机械设计的基本要求机器在人类生活与生产中占有非常重要的地位，它可以减轻或代替人类的体力和脑力劳动，甚至可以做一些人类难以完成的工作。机械：是机器和机构的总称。（一）、机器和机构1、机器人工物体组合，各部分之间具有确定的相对运动，能够转换或传递能量、物料和信息的机械。2、机构人工物体组合，各部分之间具有一定的相对运动的机械。机器与机构的区别：机器能完成有用的机械功或转换机械能，机构

2、只是完成传递运动、力或改变运动形式，同时机构是机器的主要组成部分。（机器用来传递和变换能量，机构用来传递和变换运动）（从结构和运动学的角度分析，它们之间并无区别）（二）、零件和构件1、零件机械的构成基本单元。（最小的制造单元）通用零件：各种机械常用的零件。如螺钉、螺母、轴、齿轮、弹簧等。103专用零件：在特定的机械中使用的零件。如汽轮机的叶片、起重机的吊钩、内燃机的曲轴等。2、构件相互之间能作相对运动的机件。是机械的运动单元，可由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。零件与构件的区别：零件是制造单元，构件是运动单元，零件组成构件，构件是组成机构的各个相对运动的独立运动实体。（三

3、）、机器的组成一台完整的机器，通常由四个部分组成：1、原动机部分（动力装置）作用是将其它形式的能量转换为机械能，以驱动机器各个部分的运动。如电动机、内燃机等。2、工作机构部分（执行部分）机器中直接完成具体工作任务。如刀具、机械手等。3、传动部分（传动装置）将原动机的运动和动力传递给工作机构。如带传动、齿轮传动等。它可改变运动的速度和形式。（如齿轮机构、连杆机构等）4、操纵或控制部分显示、反映、控制机器的运行和工作。如离合器、制动器、变速器等。（四）、机器的类型1、动力机器：用来实现能量转换。如电动机、发电机、内燃机等。2、加工机器：用来改变物体的结构形状、性质和状态。如机床。3、运输

4、机器：用来改变物体的空间位置。如汽车、飞机等。4、信息机器：用来获取或处理各种信息。如复印机、传真机、摄像机等。（五）、机械设计的两种形式1031、应用新技术、新方法开发创造新产品；2、在原有机械的基础上重新设计或进行局部改造，从而提高或改变原有机械的性能。（六）、机械设计的基本要求1、使用要求设计的机器必须能完成规定的功能，在规定的条件下和预定的寿命期限内能安全、稳定、可靠地工作，且尽量使操作简单、维护方便。2、经济性要求这时一项综合性指标。要求设计的机械产品在满足使用要求的前提下，尽量使得设计制造成本低，生产率和机械效率高（技术含量高）。3、其他要求外形美观，装拆、运输方便，使用

5、噪音小等。（七）、机械零件的设计步骤1、根据使用要求，选择零件的类型及结构形式；2、按工作情况，确定作用在零件上的载荷；3、根据工作要求，合理地选择零件材料；4、分析零件的主要失效形式，按照相应的设计准则，确定零件局部的基本尺寸；5、设计零件总体的结构及尺寸，并进行必要的强度、刚度校核计算；6、绘制零件工作图，拟定技术要求。二、机械零件设计的标准化、系列化及通用化1、标准化在对机器的机械零件设计中，会有很多通用零件需要设计。由于通用零件应用广泛，使用量大，已经被高度标准化而成为标准件103。设计时只需根据零件的承载情况和工作条件，在相应的设计手册或产品目录上选择适合的规格型号，直接购

6、买，而不需要再进行结构设计了。标准件：按规定标准生产的零件。2、系列化有些使用范围大的标准件，由于工作条件多种多样，对材料、尺寸、结构等方面都会有不同的要求。为了解决这个问题，常对某些基本参数规定为标准的系列化数列，制作成一些表格，以便查找获得，简化设计。例如：齿轮的模数有规定的系列；同一型号、同一内径的滚动轴承也可以有不同的宽度和直径系列。3、通用化指在不同类型或不同规格的产品中采用具有相同结构尺寸的零件和部件。机械零件设计中采用标准化、系列化及通用化，将有利于简化设计工作，降低制造成本，保证产品质量，提高生产效率。三、力的基本概念机器的运行是由于力的作用引起的，而机器是由若干个构

7、件组成的，构件的受力情况直接影响了机器的工作能力。因此，在设计和使用机器时，我们都需要对构件进行受力分析。我们知道，任何物体受力后都会产生变形，对这些变形可有两种处理方法：1、在对构件进行受力分析时，可忽略物体变形的影响，将物体当作刚体。2、在研究构件的承载能力时，必须考虑物体变形的影响，则将物体当作变形体。刚体：指在力系作用下不会变形的物体。物体都是变形体，而刚体只是一个理想的力学模型，并不存在。（一）平衡平衡状态：物体相对地球保持静止或做匀速直线运动的