第1章 机械设计基础概述

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1、第一章机械设计基础概述第一节本课程研究的对象和内容第二节本课程的学习方法第三节机械设计的基本要求和一般过程第四节机械零件的失效形式和设计计算准则第五节机械零件的工艺性和标准化、系列化和通用化第一节本课程研究的对象和内容一、机器及其组成机器具备3个特征:(1)它们都是人为的各种实物(构件)的组合体。(2)组成机器的各实物(构件)间具有确定的相对运动。(3)能够代替或减轻人的劳动.完成有用的机械功或者实现能量转换。下一页返回第一节本课程研究的对象和内容一部完整的机器主要由以下几部分组成。(1)原动部分:是机器的动力来源.常用的原动机有电动机、内燃机等。(2)执行

2、部分:处于整个机器传动路线的终端.是直接完成工作任务的部分。(3)传动部分:把原动机的运动和动力传递给执行部分。(4)控制部分:使操作者能随时实现或终止机器各种预定功能的部分。下一页返回上一页第一节本课程研究的对象和内容二、机构机构与机器的区别在于机构主要用来传递或变换运动.而机器却能完成有用的机械功或转换机械能。我们把机构和机器统称为机械。机器中广泛应用的机构称为常用机构.如连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、带传动机构和间歇运动机构等。下一页返回上一页第一节本课程研究的对象和内容三、构件、零件组成机构的构件可以是一个零件(如齿轮机构中的一个齿轮).也可以是由几

3、个零件构成的刚性组合体。显然.构件是独立运动的单兀体;零件是加工制造的单兀体.是机器的最基本组成要索。各类机器中经常用到的零件称为通用零件.在专用机器中才能用到的零件称为专用零件。下一页返回上一页第一节本课程研究的对象和内容四、本课程研究的对象和内容1.课程的地位和作用机械设计基础课程是机械类、机电类及近机械类专业一门必修的技术基础课.在教学计划中起着承前启后的桥梁作用.是学习专业课程和从事机械产品设计的必备基础。本课程的作用在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法.使学生具备一般机械设备的维护、改进和设计能力。下一页返回上一页第一节本课程研究

4、的对象和内容2.课程研究的对象机械设计研究的对象就是机器和机构。本课程一方面涉及许多生产实际知识;另一方面又综合运用了许多先修课程所提供的基础理论。因此.本课程主要介绍机械设计中的基本共性问题.并重点研究常用机构和一般参数的通用零件的工作原理、结构特点.以及基本的受力分析、计算方法和设计理论.下一页返回上一页第一节本课程研究的对象和内容3.课程研究的内容本课程的主要内容可分为两大部分。一部分是介绍各种常用机构的工作原理、基本类型、性能特点、几何参数和设计方法。常用机构包括平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、带传动和间歇机构等。另一部分是介绍通用零、部件的

5、工作原理、结构特点、材料、失效分析及对策、选用及设计方法等。通用零、部件包括齿轮、带及带轮、连接零件及轴系零件等。下一页返回上一页第一节本课程研究的对象和内容4.课程的学习任务本课程的主要任务是通过课堂学习、习题、课程设计和课程实验、实训等教学环节.使学生掌握如下的学习目标:(1)掌握物体机械运动的一般规律及常用机构的工作原理、运动特性和运动设计的方法;(2)掌握构件承载能力的计算方法及通用零、部件的原理分析、设计计算方法和选用的基本知识;(3)树立正确的设计思想.了解机械设计的一般规律;(4)初步具备一般简单机械的维护、改进和设计能力;(5)具有运用标准、

6、规范、手册及查阅有关技术资料的能力.返回上一页第二节本课程的学习方法本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要的转折点。因此.学生学习本课程时必须在学习方法上有所转变.应注意以下几个特点。(1)本课程将多门先修课程的基本理论应用到实际中去.解决有关实际的问题。本课程要综合运用高等数学、工程力学、金工实习、制图、互换性与技术测量等课程的基本知识去解决常用机构、通用零件的设计等问题因此先修课程的掌握程度直接影响到本课程的学习。下一页返回第二节本课程的学习方法(2)学生一接触本课程就会产生“‘没有系统性”、“‘逻辑性差”等错

7、觉.这是由于学生习惯了基础课的系统性所造成的。本课程中.虽然不同研究对象所涉及的理论基础不同.且相互之间无多大关系.但最终的研究目的却只有一个.即设计出能应用的机构、零件等。本课程的各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算和使用维护的顺序介绍的.有其自身的系统性.学习时应注意这一特点。(3)由于实践中的问题很复杂.很难用纯理论的方法来解决。因此.常‘常采用很多经验公式、参数及简化计算等.这往往会给学生造成“‘不讲道理”、“没有理论”等错觉.这一点必须在学习过程中逐步适应。下一页返回上一页第二节本课程的学习方法(4)计算步骤和计算结果常‘常不像基础课具有唯一

8、性。(5)计算对解决设计问题虽然很重要.但并不是唯一