机械设计的发展概述

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1、第一章绪论1-1机械设计的发展概述1-2本课程研究的对象与基本概念1-3机械设计的基本要求与设计基准1-4机械零件的选用与工艺性1-5现代机械设计方法机械设计基础1-1机械设计的发展概述机械是人类用以转换能量和借以减轻体力劳动提高生产率的主要工具。机械工业是国民经济的支柱工业之一。机械工业是社会生产力发展水平的重要标志。机械设计基础1.机械发展的历史回顾五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理；西汉时应用轮系传动原理制成了指南车和记里鼓车；东汉张衡发明的候风地动仪是世界上第一台地震仪。我国古

2、代在机械研制方面有许多杰出的发明创造。机械设计基础1.机械发展的历史回顾18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命，人们开始设计制造各种各样的机械，例如纺织机、火车、汽轮船。哈格里沃斯发明的“珍妮纺纱机”法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车机械设计基础1.机械发展的历史回顾19世纪到20世纪初的第二次产业革命，随着内燃机的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。1898年问世的“雷诺”牌汽车“圣路易斯精神”号飞机1927年美国人林德伯格驾驶着它完成了人类首次不着陆飞越大西洋的壮举。机械设计基础

3、1.机械发展的历史回顾20世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器人，航空航天，海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品，如火箭、航空母舰、深海探测器等国际太空站航天飞机正在利用机械臂施放哈勃空间望远镜机械设计基础1.机械发展的历史回顾展望刚刚到来的21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。用光刻技术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人机械设计基础2.机械设计迅猛发展体现在机械体积从米级向微米级设计单个零件到整体系统设计所

4、用工具的改变设计-加工的一体化对机械的人性化和寿命设计机械设计基础1-2本课程研究的对象与基本概念一、基本术语1.零件零件是机器加工(制造)的最小单元体。机械设计基础2.构件构件是机构运动的最小单元体，是组成机构的基本要素。构件可能是一个零件，也可能是由若干零件固联在一起的一个独立运动的整体。3.机构机构是用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。从其功能来理解，机构是用来传递运动(或改变运动的形式)和力的可动装置。从机器的特征来看，机构是具有确定相对运动的构件组合体。如下图所

5、示的连杆机构和齿轮机构。机械设计基础齿轮机构机械设计基础凸轮机构机械设计基础曲柄滑块机构机械设计基础4.机器机器是由若干机构组成的，用来变换或传递能量、物料和信息的装置。如图所示为内燃机.将其它形式的能量变换为机械能的机器称为原动机。利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器称为工作机。机器的主体部分是由机构组成的。一般机器包含四个基本组成部分：动力部分、传动部分、控制部分、执行部分。机构与机器的区别：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；机构只用于传递运动(或改变运动形式)和力，而机器

6、除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。机械设计基础内燃机机械设计基础5.机械机器和机构的总称。二、本课程研究的对象和内容研究对象：机械。研究内容：机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。机械设计基础1-3机械设计的基本要求与设计准则一、机械设计的基本要求机械设计是指规划和设计实现预期功能的新机械或改进原有机械的性能。设计机械应满足的基本要求是：在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在预定使用期限内安全可靠、操作方便、维修简单和造型美观等。具体有如下三个方面

7、要求：1.使用要求所设计的机械应在规定的寿命期限内能正常完成预期的使用功能。这是最主要的要求。机械设计基础2.经济要求所设计的机械设备应在设计、制造和使用的全过程中都有低的成本。3.社会要求操作要方便，使操作者感到安全舒适；要有大方宜人的外形和色彩，具有市场竞争力；要符合国家环境保护等有关法令。二、机械设计的基本准则根据零件的失效形式作出原因分析,并根据失效的原因进行强度或刚度设计计算,以保证机械或零件在使用期限内不失效.机械设计基础1-4机械零件的选用与工艺性一机械零件的选用根据使用要求来选用根据制造零件的工艺性来选用

8、按经济要求选用机械设计基础二机械零件的工艺性要求与生产条件、批量大小及获得毛坯的方法相适应造型简单化加工的可能性、方便性、精确性和经济性机械设计基础1-5现代设计方法最优化设计相似性设计计算机辅助设计设计方法学可靠性设计有限单元法机械设计基础2-1运动副及其分类在三维空间内自由运动的构件具有六个自由度。作平面运动的构