《機械設(shè)計基礎(chǔ)》第一章-緒論

1、 機械設(shè)計基礎(chǔ) Theory and Design of Mechanisms and Machines課程性質(zhì)： 技術(shù)基礎(chǔ)課 作用： 承前啟后 本課程的特點：是工程制圖、工程材料及機械制造基礎(chǔ)、理論力學、材料力學等理論知識和實踐技能的綜合運用。同時，通過本課程的學習，可為今后學習諸如化工機械設(shè)備、食品機械設(shè)備等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)， 通過本課程的學習和課程設(shè)計實踐，可以培養(yǎng)同學們初步具備運用手冊設(shè)計簡單機械裝備的能力，為今后操作、維護、管理、革新機械裝備創(chuàng)造條件。1、 本課程在教學中的地位什么是機械設(shè)計？ 機械設(shè)計:規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預期功能的新機械或改進原有機械的性能。 基本要求：在滿足預期功能的

2、前提下，性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、維修簡單和造型美觀。機械設(shè)計的內(nèi)容：1. 確定機械的工作原理，選擇合宜的機構(gòu)；2. 擬定設(shè)計方案；3. 進行運動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷；4. 進行零部件工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。第1章 緒論機械的組成、分類與發(fā)展 內(nèi)容提要 認識機器 機器的分類和組成 機械發(fā)展歷程概述 一、 認識機器典型的機器：內(nèi)燃機 牛頭刨床 汽 車電池自動分揀機 通用工業(yè)機器人內(nèi)燃機：主要由以下機構(gòu)組成： 活塞、連桿、曲軸和機架組成連桿機構(gòu)； 大齒輪、小齒輪和機架組成齒輪機構(gòu)； 凸輪、推桿和機架組成凸輪機構(gòu)。工件自動裝卸裝置：二、 機器的分類和組成 機

3、器和它的分類機器的組成機器中的幾個基本概念返回什么是機器呢？機器和它的分類 機器： 是人為實物的組合體， 具有確定的機械運動， 可以用來轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功 或處理信息， 以代替或減輕人的勞動。根據(jù)用途的不同，機器可分為動力機器加工機器運輸機器信息機器動力機器其用途是轉(zhuǎn)換機械能。其他形式的能量機械能原動機如蒸汽機、內(nèi)燃機、電動機換能機機械能其他形式的能量返回如空氣壓縮機加工機器尺寸形狀性質(zhì)狀態(tài)用來改變被加工對象的如:加工機床軋鋼機紡織機包裝機等。返回運輸機器用來搬運物品和人。如汽車、飛機、起重機、運輸機。返回信息機器其功能是處理信息。例如復印機、打印機、繪圖機等。信息機器雖然也作機械運動，但

4、其目的是處理信息，而不是完成有用的機械功，因而其所需的功率甚小。動力機器加工機器運輸機器信息機器轉(zhuǎn)換機械能完成機械功作功很小現(xiàn)代機器的出現(xiàn)使機器按功能的分類變得模糊：機器人：進行焊接和裝配，是加工機器；用來搬運物品，也是運輸機械；而且是按照一定的信息來搬運；也是信息機械。電池分揀機：實現(xiàn)了電池的搬運，但它是根據(jù)電池的質(zhì)量信息來進行分揀后的搬運。返回 機構(gòu) 在認知機器的實踐中，我們已經(jīng)初步認識了幾種機構(gòu)： 機器中的幾個基本概念什么是機構(gòu)呢？ 連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、 棘輪機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、齒輪機構(gòu)內(nèi)燃機連桿機構(gòu)活塞的往復移動曲軸的轉(zhuǎn)動牛頭刨床圓盤的轉(zhuǎn)動滑枕的往復移動連桿機構(gòu) 內(nèi)燃機何牛頭刨床中的連桿機

5、構(gòu)的共同點： 構(gòu)件間都形成可相對轉(zhuǎn)動或相對移動的活動連接。 都是實現(xiàn)運動形式的變換。 它們都屬于連桿機構(gòu)。 凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和棘輪機構(gòu)實現(xiàn)的運動轉(zhuǎn)換與連桿機構(gòu)不同，構(gòu)件之間的連接形式也不同，構(gòu)件的形狀也不同。因此，可給出機構(gòu)的如下定義：機構(gòu)：人為實物的組合體，具有確定的機械運動，可以用來傳遞和轉(zhuǎn)換運動。機器：人為實物的組合體，具有確定的機械運動，可以用來轉(zhuǎn)換能量、 完成有用功 或處理信息，以代替或減輕人的勞動。機器是由機構(gòu)組成的。簡單的機器，可能只含有一個機構(gòu), 但一般都含有多個機構(gòu)。機械: 機器和機構(gòu)的總稱。機器 機構(gòu)機器中的單個機構(gòu)不具有轉(zhuǎn)換能量或完成有用功的功能。在各種機械中廣泛使用的

6、一些機構(gòu)稱為常用機構(gòu)。如： 連桿機構(gòu)、 凸輪機構(gòu)、 齒輪機構(gòu)、 間歇運動機構(gòu)。常用機構(gòu)活塞、連桿、曲軸、滑枕等都是構(gòu)件。構(gòu)件是組成機構(gòu)的有確定運動的單元。構(gòu)件構(gòu)件是運動的單元，而零件是制造的單元。構(gòu)件零件各種機械中廣泛使用的零件稱為通用零件。如螺栓、軸、齒輪、彈簧等。只在某一類機械中使用的零件稱為專用零件。如內(nèi)燃機中的活塞、曲軸等。通用零件中主要包括三大類零件：傳動零件 （齒輪、帶、鏈等）聯(lián)接零件 （螺栓、鍵等）軸系零件 （軸、軸承等）此外: 彈簧等零件。通用零件與專用零件返回 機器的組成傳統(tǒng)機器都包含如下三個部分：驅(qū)動裝置傳動裝置執(zhí)行裝置常稱為原動機，是機器的動力來源。常用：電動機、內(nèi)燃機、

7、液壓缸和氣動缸，以各種電動機的應(yīng)用最為普遍。處于整個傳動路線的終端，按照工藝要求完成確定的運動，是直接完成機器功能的部分。執(zhí)行裝置隨機器的用途不同而不同，它屬于各種專業(yè)機械課程研究的內(nèi)容。如牛頭刨床、空氣壓縮機驅(qū)動裝置傳動裝置執(zhí)行裝置將原動機的運動和動力傳遞給執(zhí)行裝置，并實現(xiàn)運動速度和運動形式的轉(zhuǎn)換。運動速度的轉(zhuǎn)換運動形式的轉(zhuǎn)換 運動速度的轉(zhuǎn)換傳動裝置解決原動機速度和執(zhí)行裝置速度不匹配的問題。一般的普通交流電動機速度是固定的。一般機器執(zhí)行部分速度低于原動機的轉(zhuǎn)速,需要減速。（也有相反的情況，需要增速）。許多機器還需要執(zhí)行裝置有多種不同的速度。鼠籠式交流電動機的同步轉(zhuǎn)速（r/min） 600750 10001500 3000帶、鏈傳動各種齒輪傳動減速器例如自行車鏈傳動例如汽車、機床的變速器運動形式的轉(zhuǎn)換機器執(zhí)行部分可能有各種運動形式：一般的原動機作回轉(zhuǎn)運動變速回轉(zhuǎn)往復擺動往復移動間歇運動特定軌跡轉(zhuǎn)換運動形式的各種機構(gòu) 間歇運動機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)連桿機構(gòu) 隨著20世紀后半葉以來現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，特別是控制理論的發(fā)展和計算機在工業(yè)上的應(yīng)用，機器的組成更復雜了。驅(qū)動裝置傳動裝置執(zhí)行裝置控制裝置檢測伺服電機的輸出轉(zhuǎn)角檢測執(zhí)行裝置的運動輸出由程序給定運動規(guī)律前饋控制反饋控制傳感器傳感器控制裝置的作用是控制機器各部