機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-緒論課件

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)電工程學(xué)院河海大學(xué)01 本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容緒 論02 本課程在教學(xué)中的地位03 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過程0-1 本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容一、研究的對(duì)象二、研究的內(nèi)容一、研究的對(duì)象機(jī)械： 機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱 1、機(jī)器: 是根據(jù)某種使用要求而設(shè)計(jì)的一種人為實(shí)物組合的執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，它可以用來變換或傳遞能量、物料、信息，以代替或減輕人類的勞動(dòng)。 機(jī)器的實(shí)例主旋翼尾旋翼機(jī)器的實(shí)例機(jī)器的實(shí)例潘存云教授研制典型機(jī)器的分析：1.內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)組成：654387129101、汽缸體2、活塞3、進(jìn)氣閥4、排氣閥5、連桿6、曲軸7、凸輪8、頂桿9、10齒輪工作原理：1.活塞下行，進(jìn)氣閥開啟，混

2、合氣體 進(jìn)入汽缸；2.活塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮， 在頂部點(diǎn) 火燃燒；3.高壓燃燒氣體推動(dòng)活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；4.活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。潘存云教授研制設(shè)計(jì)：潘存云進(jìn)氣壓縮燃燒排氣內(nèi)燃機(jī)的工作過程：活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，該組合體稱為：內(nèi)燃機(jī)各部分的作用：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪和頂桿用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機(jī)構(gòu)兩個(gè)齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動(dòng)作，稱為：齒輪機(jī)構(gòu)各部分協(xié)調(diào)動(dòng)作的結(jié)果：化學(xué)能 機(jī)械能2、工件自動(dòng)載送裝置含帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。電動(dòng)機(jī)動(dòng)爪定爪裝配夾具工件載送器滑桿檔塊凸輪機(jī)構(gòu)蝸桿傳動(dòng)帶傳動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)工

3、件滑桿左移時(shí)，夾持器將工件夾住?；瑮U帶著工件右移時(shí)，夾持器動(dòng)爪受擋塊的壓迫將工件松開，工件落入載送器被傳送到下一道工序。強(qiáng)調(diào)代替人類完成有用工作機(jī)器（三個(gè)特征）：人為的實(shí)物組合（不是天然形成的）；各實(shí)物單元具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；能完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能，可用來代替或減輕人類的勞動(dòng)； 機(jī)構(gòu)一般機(jī)器包含四個(gè)組成部分：動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、控制部分和執(zhí)行部分。動(dòng)力部分：為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。常用的原動(dòng)機(jī)有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓機(jī)、氣動(dòng)機(jī)等。機(jī)器的組成傳動(dòng)部分：把原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。如：常用的各種減速和變速裝置均可作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 控制部分：用來處理機(jī)器各組成部分之間，以及與外部其它機(jī)器之

4、間的工作協(xié)調(diào)關(guān)系，它通常由各種計(jì)算機(jī)和控制器組成。 執(zhí)行部分：它是一部機(jī)器中最接近作業(yè)工作端的機(jī)構(gòu)，通過執(zhí)行構(gòu)件與被作業(yè)件相接觸，來完成作業(yè)任務(wù)。如：起重機(jī)中的起重吊運(yùn)機(jī)構(gòu)和挖掘機(jī)中的挖掘機(jī)構(gòu)。圖中所示的焊接機(jī)器人就是典型的現(xiàn)代機(jī)器，它的執(zhí)行系統(tǒng)是操作機(jī)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)獨(dú)立的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成焊接操作。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按動(dòng)力源的不同可分為電動(dòng)、液動(dòng)或氣動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、液壓缸、氣缸及氣馬達(dá)。傳動(dòng)系統(tǒng)可以是齒輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)等。也可以將上述驅(qū)動(dòng)機(jī)直接與執(zhí)行系統(tǒng)相連?？刂葡到y(tǒng)是控制器，它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和一個(gè)專用電路組成?？蚣苤蜗到y(tǒng)是機(jī)座 。另外還有焊接電源裝置等。焊接機(jī)

5、器人由計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)控制操作機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，用于完成各種焊接工作。潘存云教授研制工業(yè)機(jī)器人全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器(控制)電動(dòng)機(jī)(原動(dòng))帶(傳動(dòng))減速器(傳動(dòng))波輪(工作)潘存云教授研制 能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的各構(gòu)件（包括機(jī)架）的基本組合體稱為機(jī)構(gòu)。2、機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)間歇機(jī)構(gòu) 是一個(gè)具有相對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件系統(tǒng)，用來傳遞與變換運(yùn)動(dòng)和力的可動(dòng)裝置。它是機(jī)器的重要組成部分。機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)具有機(jī)器的前兩個(gè)特征 。機(jī)構(gòu)實(shí)例 機(jī)構(gòu)只是一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)，而機(jī)器除構(gòu)件系統(tǒng)外，還包含電氣、液壓等其它系統(tǒng)。（即一部機(jī)器可以包含一個(gè)或若干個(gè)機(jī)構(gòu)） 機(jī)構(gòu)只用來傳遞運(yùn)動(dòng)和力，而機(jī)器除傳遞運(yùn)動(dòng)和力外，還具有變換或傳遞能量、物料和

6、信息的功能3、機(jī)構(gòu)和機(jī)器的區(qū)別構(gòu)件：是獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元?？梢允?單一的整體，也可以是由 幾個(gè)零件組成的剛性結(jié)構(gòu)。零件：是獨(dú)立的制造單元。12341-連桿體 2-螺栓3-螺母 4-連桿蓋連桿構(gòu)件通用零件：齒輪、螺釘、彈簧專用零件：氣輪機(jī)的葉片 內(nèi)燃機(jī)的活塞零件分為兩大類：4、構(gòu)件與零件的區(qū)別 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主要研究機(jī)械中的常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基本的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法 。二、研究?jī)?nèi)容本書分為以下幾個(gè)部分：1、第一章至第八章研究機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)（如：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、輪系和間歇機(jī)構(gòu)）2、第九章及其后各章著重研究常用的聯(lián)結(jié)，機(jī)械傳動(dòng)，軸系零、部件和彈簧等 。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)如同

7、機(jī)械制圖、電工學(xué)一樣，是高等學(xué)校工科有關(guān)專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。 它為我們學(xué)習(xí)專業(yè)機(jī)械設(shè)備課程提供必要的理論基礎(chǔ)。 使從事工藝、運(yùn)行、管理的技術(shù)人員，在了解各種機(jī)械傳動(dòng)原理、設(shè)備的正確使用和維護(hù)及設(shè)備的故障分析等方面獲得必要的基礎(chǔ)知識(shí)。02 本課程在教學(xué)中的地位一、地位二、學(xué)習(xí)本課程的注意事項(xiàng)：1. 應(yīng)注意本課程的性質(zhì)和特點(diǎn) 本課程是建立在物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械制圖等課程基礎(chǔ)之上的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。研究組成一般機(jī)械的常用機(jī)構(gòu)、通用零件和在機(jī)械設(shè)計(jì)中一些常遇到的基本共性問題。在學(xué)習(xí)過程中要綜合應(yīng)用以前所學(xué)的各有關(guān)知識(shí)，著手解決工程實(shí)際中的具體問題。在內(nèi)容上雖然缺乏明顯的系統(tǒng)性，但實(shí)踐性很強(qiáng)。平時(shí)

8、要多留意觀察分析所遇到的各種機(jī)械，以豐富自己的感性知識(shí)，并用所學(xué)的理論知識(shí)去分析它，以加深理解。2. 要學(xué)會(huì)具體問題具體分析的方法 因?yàn)槿魏喂こ虒?shí)際問題都會(huì)具有一定的特殊性。一般來說，一個(gè)設(shè)計(jì)方案，即使是最優(yōu)方案也不是毫無(wú)缺點(diǎn)、盡善盡美的，能在具體條件下滿足要求、揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的就是一個(gè)好設(shè)計(jì)方案。通常在設(shè)計(jì)方案完成后，該方案的優(yōu)點(diǎn)得到了發(fā)揮，但客觀上存在于方案中的缺點(diǎn)也帶了進(jìn)來，這就需要進(jìn)一步在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上設(shè)法克服。在設(shè)計(jì)過程中，要從系統(tǒng)的觀點(diǎn)、整體的角度出發(fā)，選擇確定一個(gè)整體最佳方案。3.本課程的術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、公式較多，必須給以足夠的注意正確理解術(shù)語(yǔ)的含義。除少數(shù)基本公式外，對(duì)大多數(shù)

9、公式來說都不需要強(qiáng)記，只要能正確理解和使用即可。了解公式的適用場(chǎng)合，式中各符號(hào)的意義，所使用的單位及各參數(shù)的合理選用范圍。在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)把注意力集中在掌握設(shè)計(jì)觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法上，應(yīng)著重理解而不是強(qiáng)記，要勤思考、多實(shí)踐。4. 要有工程觀點(diǎn) 所謂工程觀點(diǎn)就是要講究經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效。一個(gè)實(shí)際工程問題，一般都可通過多種途徑，用不同的方法獲得解決，至于最終采用哪種途徑，用什么方法，這就要求設(shè)計(jì)人員具有分析、比較、判斷、決策的能力。在學(xué)習(xí)時(shí)著重培養(yǎng)自己這方面的能力是十分重要的。03 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過程一、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求 1、滿足功能要求，能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能；2、工作可靠在預(yù)定的工作期限內(nèi)不能失效；3、成本低廉。二、機(jī)器設(shè)計(jì)的一般過程 市場(chǎng)調(diào)研可行性研究原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè) 計(jì)試制試驗(yàn)小批生產(chǎn)試銷投產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)書定出最佳方案裝配圖、零件圖、技術(shù)