文档介绍：机械设计的基础(1-2)
绪论
§0—1 引言
机器是人类为了提高劳动生产率而创造出来的主要工具,使用机器进行生产的水平是衡量一个和现代化程度的重要标志之一。大量的新机器也从传统的纯机械系统,演变成机电一体化的机械设备。机器的设计、制造进入了智能化的新阶段。机器的设计制造周期越来越短,对机器的性能、质量的要求也越来越高,个性化要求越来越多,机械产品向着高速、精密、重载、智能等方面发展。
机械的种类繁多,性能、用途各异,但是他们有共同的特征:我们从它的特征出发,剖析其结构,研究其组成原理,以达到掌握、运用的目的。
§0—2 机器的组成及其特征
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。
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有用的机械功。
凡具备上述三个特征的实物组合就称为机器,它可用来传递运动和变换运动形式。
由此可知机构只有机器的前两个特征,若仅从结构和运动观点来看机器与机构二者之间并无区别。因此,习惯上常用机械一词作为机器和机构的总称。
机器是由机构组成的。最简单的机器只包含一个机构,如电动机等。多数机器包含若干个机构,如教材图0-1所示的内燃机就包含曲柄滑动机构、凸轮机构和齿轮机构等多个机构。
组成机构的各个相对运动部分称为构件。构件作为运动单元,它可以是单一的整体,也可以是由几个最基本的实物,组成的刚性结构。因此,构件与零件的区别是:构件是运动的单元,而零件是制造的单元。
机构有多种型式,其中常用机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和间歇机构等。
零件可分为:通用零件和专用零件两类:
通用零件是在各种机械中普遍采用的零件,如:螺钉、齿轮、轴承等;
专用零件只出现在特殊机械中,如:汽轮机叶片、内燃机活塞等。
§0—3 机械设计的基本要求
机械设计的目的是为了满足社会生产和生活需求,在设计中应合理确定机械系统功能,增强可靠性,提高经济性,确保安全性。机械产品设计应满足以下几方面的基本要求。
: 机器应能实现预定功能,并在规定的工作条件下、规定的工作期限内能正常运转。为此,必须正确选择机器的工作原理、机构的类型和机械传动方案,合理设计零件,满足强度、刚度、耐磨性等方面的要求。

:机械产品的可靠性是由组成机械的零、部件的可靠性保证的。只有零、部件的可靠性高,才能使系统的可靠性高。机械系统的零、部件越多,其可靠度越低。为此,要尽量减少机械系统的零件数目,并对系统可靠性有关键影响的零件,必须保证其必要的可靠性。
3. 符合经济合理性:符合经济合理性要求设计的机械产品应先进、功能强、生产效率高、成本低、使用维护方便、在产品寿命周期内用最低的成本实现产品的预定功能。
: 要能保证操作者的安全和机械设备的安全,以及保证设备对周围环境无危害,要设置过载保护安全互锁等装置。
: 机械产品规格、参数符合国家标准,零部件应最大限度的与同类产品互换通用,产品应成系列发展,推行标准化、系列化、通用化,提高标准化程度和水平。
§0—4 机械设计基础课程的内容、性质和任务
一、课程的内容
本课程内容在简要介绍有关整部机器设计的基本知识的基础上,重点讨论常用机构的组成原理,传动特点、功能特性、设计方法等基本知识;重点讨论通用机械零件在一般工作条件下的工作原理、结构特点、选用及设计计算问题。
二、课程的性质
本课程是一门技术基础课,它综合运用了工程力学、金属工艺学、机械制图、公差配合等先修课程知识,解决常用机构及通用零部件的分析设计问题,较之以往的先修课程更接近工程实际,但也有别于专业课程,它主要是研究各类机械所具有的共性问题,在机电类专业课程体系中占有重要位置。
三、课程的任务
,运动特性及机械设计的基本理论和方法。
、选用和维护等方面的知识。
,查阅相关技术资料能力,具有通用零件的参数选择和简单机械传动装置的设计计算能力。
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平面机构运动简图及自由度
机构是用运动副连接起来的构件系统,其中有一个构件为机架,是用来传递运动和力的。机构还可以用来改变运动形式。机构各构件之间必须有确定的相对运动。然而,构件任意拼凑起来是不一定具有确定运动的。教材图1—1a是三杆构件组合体用铰链连接成的组合体,但各构件之间无相对运动,所以它不是机构。又如教材图1—1b五杆构件组合体所示,当只给定构件