机械设计基础 课件.ppt

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1、绪论1234机械机器机构及其组成课程性质、内容、任务机械设计要求和设计过程零件工作能力与设计准则56载荷、应力、许用应力零件材料与选用原则引言当今社会，机械设计在工业发展中占有极其重要的地位，在工业生产中的各个领域应用非常广泛，《机械设计基础》课程将带我们走进这些领域，了解掌握机械设计的相关专业知识。1.1.1机器在人们的生产和生活中广泛地使用着各种类型的机器。常见的如内燃机、机床、汽车、火车、发电机、洗衣机等等。什么是机器，其定义如何？下面分析两个实例气缸体1活塞2进气阀3排气阀4连杆5曲轴6凸轮7顶杆8齿轮91.内燃机功用:内燃机是将燃气燃烧时

2、的热能转化为机械能的机器组成：见左图活塞下行，进气阀打开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2.颚式破碎机功用：压碎物料组成：见右图大带轮4电动机1V带3小带轮2轴板7定颚板8动颚板6偏心轴5电动机带传动偏心轴转动动颚板摆动，与定颚板一起压碎物料机器：机器的种类繁多，各类机器的功用不同，并由此产生的工作原理和结构特点也不相同，但是各类机器都有着共同的特征：（1）都是人为的实物组合；（2）组成机器的各实物之间具有确定的相对运动；（3）能实现能量转换或完成

3、有用的机械功、传递物料和处理信息。凡具备上述三个特征的实物组合就称为机器。1.1.1机器半自动钻床——实现确定的机械运动，又作有用的机械功内燃机——转换能量机械手——传递物料照相机——传递信息机构：机构是实现传递机械运动和动力或改变机械运动形式的构件组合体。它只符合机器的前两个特征。1.1.2机构机构：机构只有机器的前两个特征，仅能传递或转换运动。如齿轮机构——传递运动凸轮机构——转换运动1.1.5机器的组成按各部分实物体功能不同，机器通常由以下几个部分组成:原动机部分：驱动整部机器以完成预定功能的动力源，颚式破碎机的原动机是电动机。执行部分：完成

4、机器预定功能的组成部分，也称工作机，是具体干活部分，破碎机执行部分是颚头（定颚、动颚）。传动部分：解决原动机与工作机运动形式、运动及动力参数的转变。机器的传动部分多数使用机械传动系统。颚式破碎机的传动部分包括V带传动和由偏心轮、动颚、肘板以及机架组成的连杆机构其他部分：控制系统和辅助系统等。机器的组成图3机器组成零件是组成机器的最小制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成的。分专用零件、通用零件。1.1.3零件图4机械零件构件是机器的运动单元，一般由若干个零件刚性联接而成，也可以是单一的零件。若从运动的角度来讲，可以认为机器是由若干个构件组装而成

5、的。1.1.4构件图5连杆1.2课程内容、性质、任务一、内容机械中的常用机构和通用机械零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。了解国家标准、规范。二、性质本课程是一门技术基础课。本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量等课程的知识，去解决常用机构和通用零部件的设计问题。涉及的知识面广，实践性强，侧重于工程实际。三、任务获得分析、选用和维护简单机械设备的基础知识,并且获得设计简单机械传动装置的能力。1.3.1机械设计基本要求功能性要求（运动学和动力学方面的要求）可靠性要求经济性要求安全性和社会性要求其他特殊要求1

6、.3.2机械设计的一般过程(1)计划阶段(2)方案设计阶段(3)总体技术设计阶段(4)零件技术设计阶段(5)改进设计阶段1.4.1机械零件失效与工作能力失效方式：1、强度失效；2、刚度失效；3、耐磨性失效；4、振动稳定性失效；5、破坏正常工作条件引起的失效零件工作能力:零件抵抗失效的能力。衡量零件工作能力的指标有强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性。1.4.1机械零件失效与工作能力断裂过大变形表面失效图9机械零件失效方式1.4.2机械设计准则1、设计计算准则：防止零件失效而制定的判定条件。计算量≤许用量强度准则：大多数机械零件的设计依据。刚度准则

7、：刚度指零件抵抗弹性变形的能力。耐磨性准则：p≤[p]pv≤[pv]热平衡准则:H1≤H2振动稳定性准则1.5.1机械载荷、应力类型1、常见载荷及类型（外力、弯矩、转矩；静载、变化载）。2、应力类型（静应力、变应力）图10常见应力1.5.2许用应力许用应力是零件设计的条件应力。正确确定许用应力，可使零件在具有足够强度和寿命前提下，做到尺寸小、质量轻。许用应力的确定，本书主要采用计算法，其基本公式[σ]=σlim/S或[τ]=τlim/S式中σlim、τlim分别是材料的极限正应力、切应力；S为安全系数。由上式可知，许用应力的确定主要是确定材料的极限

8、应力和安全系数。（1）静应力作用下的极限应力塑性材料，取材料的屈服点σs作为极限应力脆性材料，取材料的抗拉强度σb做为极限