机械设计基础 教学课件 作者 唐昌松 绪论--机械设计的认知分析.ppt

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1、绪论机械设计的认知分析能够从结构和功能的角度分析机器与机构；能够正确选用机械零件所需的材料；能够初步具备机械设计的工程意识。能力目标◆0.1机器的特征及其组成0.2机械设计的基本要求及一般过程0.3机械零件常用材料及其选用0.4本课程的主要内容及任务学习内容内燃机颚式破碎机案例导入汽油机柴油机0.1机器的特征及其组成一、机器的特征机器：是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成一定的工作过程，以代替或减轻人类的劳动。例：内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器颚式破碎机是用来压碎物料的机器。工作过程内燃机活塞下行，进气阀打开，

2、燃气被吸入汽缸→活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气→点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动→活塞上行，排气阀打开，排出废气。破碎机电动机→带传动→偏心轴转动→动颚板摆动，并与静颚板一起压碎物料。工作过程机器的特征：都是许多人为实物的组合；各实物之间具有确定的相对运动；能完成有用的机械功或转换机械能。二、机器的组成1.动力部分动力部分是驱动整部机器以完成预定功能的动力源，如汽车的发动机、洗衣机的电动机等。2.传动部分传动部分的功能是把动力部分的运动形式、运动和动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动和动力参数，如汽车的变速箱、机

3、床的主轴箱、起重机的减速器等。3.执行部分执行部分的功能是利用机械能去变换或传递能量、物料、信号、性质、状态、位置等，如汽车的车轮、风扇的叶片、起重机的吊钩、机床的刀架、飞机的尾舵和机翼等。以上三部分需安装在支承部件上。另外，为了使机器协调工作，并更加准确、可靠地完成整体功能，有些机器上还增加控制部分和辅助部分。如汽车的方向盘、转向系统、排挡杆、离合器踏板、油门、显示仪表和雨刮器等。分析汽车的组成及各部分作用三、机构机构：是能实现预期的机械运动的各实物构件组合体。一部机器可以包含一个机构，也可包含几个机构。例如：内燃机上的曲柄滑块机构、齿轮机构、

4、凸轮机构。曲柄滑块机构齿轮机构凸轮机构都是由若干个构件组合而成；各构件之间具有确定的相对运动。机构的特征：构件是运动的单元，是由一个或几个零件组装而成的。零件是制造的基本单元，一个机构是由若干零件组成。四、构件、零件和部件如图：内燃机曲柄滑块机构中的连杆构件由连杆体1，连杆盖2，轴瓦3、4、5，螺栓6，螺母7，定位销8等零件组成。零件可分为两类：（1）通用零件在各类机械中常见的零件。例如：齿轮、轴、螺栓、弹簧、轴承等。（2）专用零件在专用机械中特有的零件。例如：叶片、曲轴、吊钩等。部件工程中常常把组成机器的某一部分的零件组合体称为部件。部件用以完

5、成特定的工作，企业往往把它们独立加工装配。如：减速器、联轴器、离合器、制动器等。机器和机构统称为机械。0.2机械设计的基本要求及一般过程优质高效、物美价廉一、机械设计的基本要求1.满足社会需求2.可靠性要求3.经济性要求4.安全性要求等开发性设计机械产品的工作原理和具体结构等完全未知的情况下，应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，开发设计新产品，这是一种完全创新的设计。适应性设计对现有机械产品的工作原理、设计方案不变的前提下，仅作局部变更或增加附加功能，在结构上作相应调整，使产品更能满足使用要求。变形设计机械产品的工作原理和功能结构不变

6、，为了适应工艺条件或使用要求，改变产品的具体参数和结构。二、机械设计的类型样机试制阶段（试制、检测及鉴定）批量正式生产阶段（批量生产）方案设计阶段（总体设计）技术设计阶段（结构图纸设计）规划设计阶段（明确设计任务）三、机械设计的一般过程0.3机械零件常用材料及其选用一、机械零件常用材料（1）钢钢的强度较高，塑性较好，可适当选取轧制、锻造、冲压、焊接和铸造等方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能。按用途钢可分为：结构钢、工具钢和特殊用途钢。按化学成分钢可分为：碳素钢和合金钢。按含碳量钢可分为：低碳钢、中碳钢和高碳钢。1、金

7、属材料常用的铸铁有：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中，灰铸铁和球墨铸铁可铸成形状复杂的零件，在机械产品中应用较广。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁可用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。（2）铸铁有色金属合金具有良好的减摩性、跑合性、抗腐蚀性、抗磁性、导电性等特殊的性能。在工业中应用最广的是铜合金、轴承合金和轻合金。其中，铜合金又有青铜与黄铜。（3）有色金属合金2、非金属材料机械制造中应用的非金属材料种类很多，有橡胶、塑料、复合材料、陶瓷、木料、皮革等。（1）橡胶富有弹性，有较好的缓冲、减振、耐热、绝缘等性能，常用做联轴器

8、和减振器的弹性装置、橡胶带及绝缘材料等。（2）塑料比重小，易制成形状复杂的零件，而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、减摩耐磨性、绝