机械设计课件(清华大学出版)第1章_绪_论.ppt

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1、第1章绪论（时间：1次课，2学时）第1章绪论教学目标：本章介绍机械设计基础的主要内容、性质和任务；机器的组成和特征；机械设计基础的基本要求、常用设计方法和一般设计过程；机械零件的失效形式和计算准则；机械零件的强度和机械零件的工艺性和标准化问题。通过本章的学习，要求对机械设计基础课程在教学计划中的地位、作用和本课程所要讲述的基本内容有一个初步的认识；掌握本课程的基础知识，了解机械设计的基本方法和一般过程。第1章绪论教学重点和难点：机器的组成及其特征机械设计的基本要求机械零件常见的失效形式机械零件的设计计算准则机械零件的设计计算准则机械零件的应力分类机械零件的疲劳曲线第1

2、章绪论1.1机械设计基础概述1.2设计机械产品时的要求、方法和一般过程1.3机械零件的失效形式和设计准则1.4机械零件的强度1.5机器及其零部件的标准化1.6习题和练习1.1机械设计基础概述1.1.1机械设计基础课程的内容、性质和要求1.1.2机器的组成及其特征1.1机械设计基础概述机械设计基础课程是机械工程及其自动化、机械设计制造及自动化专业以及许多近机类专业的主要课程之一，也是一些非机类专业的必修课或选修课。该课程是机械原理课程与机械零件课程的有机整合。1.1.1机械设计基础课程的内容、性质和要求本小节介绍机械设计基础课程的主要内容、本课程在专业教学计划中的性质、

3、地位和学习本课程后要达到的基本要求。1.机械设计基础课程的内容本书主要讨论机械设计的常用方法和一般过程；机械传动中常用机构的几何尺寸计算、运动学分析和动力学分析；常用机构的一般设计方法；通用机械零件的失效分析、强度计算和常用标准零件的选用等问题。1.1.1机械设计基础课程的内容、性质和要求2．机械设计基础课程的性质本课程是一门机械类专业和近机类专业必修的技术基础课，其先修课程为机械制图、高等数学、机械工程材料、工程力学。同时本课程还为后续的专业课程如：机械制造基础、机电一体化技术和内燃机原理机等提供基础知识。1.1.1机械设计基础课程的内容、性质和要求3．机械设计基础

4、课程的要求通过学习本课程，应达到以下基本要求(1）熟悉常用机构的工作原理，运动特性、几何尺寸计算，学会设计简单机械。(2）了解机械的平衡与调速。(3）掌握一般机械传动中通用机械零件的工作原理、几何尺寸计算、强度计算、结构设计和选用等。(4）学会使用相关手册和标准，能进行通用零件和简单机械传动装置的设计和计算。1.1.2机器的组成及其特征机器本体的组成机器本体是由动力部分、传动部分和执行部分组成。（1）动力部分动力部分是机器的动力来源，如：电动机、内燃机和液压马达等；（1）传动部分传动部分为将动力部分的动力和运动传递给执行部分的中间环节，如：齿轮减速器、连杆机构和带轮机

5、构等；（3）执行部分执行部分是最终直接完成机器的各种功能的部分。1.1.2机器的组成及其特征2.机器的特征不同的专业对机器的定义是不同的，本书讨论的主要内容是机械的运动学和动力学分析、机构的设计及机械零件的设计问题，因此本书所定义的机器仅限于具有下面所讨论的特征的机器。下面以四冲程内燃发动机为例，说明本书所定义的机器。图1.1所示为内燃机工作原理。内燃机可以将燃料爆炸时的热能转化为机械能，再通过曲轴将动力输出。因此机器具有以下特征：◆机器是人为的实物组合；◆机器各部分之间具有确定的相对运动；◆机器可以用来代替和减轻人类的体力劳动，可以做有用的机械功或进行机械能量的转换

6、。1.1.2机器的组成及其特征图1.1内燃机工作原理1.1.2机器的组成及其特征3.机构的特征图1.1中的活塞、连杆、曲轴和汽缸的组合可以将活塞的直线运动转变为曲轴的转动，图中凸轮、推杆和汽缸体的组合可以将凸轮的转动转变为推杆的直线移动。这些组合称为机构。因此机构具有以下特征：◆机构是人为的实物组合；◆机构各部分之间具有确定的相对运动。一般统称机器和机构为机械。组成机构的基本单元是构件，图1.1所示的曲轴4、活塞2、连杆3和内燃机缸体1就是组成曲柄滑块机构的构件，这些构件的运动都是独立的。因此称构件是机构（机器）中运动的基本单元。1.2设计机械产品时的要求、方法和一般

7、过程1.2.1机械产品的基本要求1.2.2机械产品的常用设计方法1.2.3机械产品设计的主要内容和过程1.2设计机械产品时的要求、方法和一般过程机械产品首先要满足一定的要求，机械产品的设计也要按照一定的方法进行，不同的设计方法，其设计过程也不尽相同，本节讨论设计机械产品时的基本要求、设计方法和过程。1.2.1机械产品的基本要求机械产品（包括整机、部件和零件）的基本要求取决于其所处的地位、作用及工作条件等。其中主要考虑以下几个方面的基本要求。1.功能要求功能要求是设计机械产品时应满足的最重要的要求。产品的功能不同，其设计要求不同，设计结果也不同。如车床