机械设计基础 第4版 课件 第一章概论.pdf

第一章概论教学要求知识要素：1.中国机械发展简史。2.机械构成要素。3.机械设计学科的主要内衮与机械零件设计流程。学习重点与难点:1.理解“中国制造2025”与中华民族伟大复兴的因果关缸 增强先族自信心。2.熟悉机械设计基础的一些基本概念，了解机械零件设计的 一般步骤。第一章概论第一节中国机械发履简史第二节本课程研究的对象、内参第三节机械零件设计的基本准则及一般设 计步骤第8节机械零件常用金属材料和稠想处 理带快第一节中国机械发展简史中国的机械工程技术历史悠久，成就辉煌。汉朝：地动仪 北宋：水运仪象台商代：桔榛I决g 3现代：大国重器国产盾构机自航绞吸机-“天鳏号“天宫水陆两栖飞机“鳏龙-600”第二节 本课程研究的对象和内容顾名思义，本课程研究对象为：机械机械人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。任何机械都经历了：简单”复杂的发展过程。起重机的发展历程：斜面”杠杆起重粘辘少滑轮组”手动（电动）葫芦“现代起重机（包括：龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯一电脑控制）。一般而言，机械是机器和机构的总称机构机械1I机器机构能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的组合体。如：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。机器根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合体。如：缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重 机等。机器的种类繁多，结构、性能和用途等各不相同，但具有相同 的基本特征。典型机器的分析：1.内燃机组成：汽缸体1、活塞2、进气阀3、曲轴6、连杆5齿轮9、顶杆&排气阀4、凸轮7、工作原理：D活塞下行 进入汽缸；2）活塞上行 在顶部点,气阀关闭，混合气体被压缩 火燃烧；进气阀开启，混合气体3）高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；W蠢勰慧4）活塞上行，排气阀开启，废气体被排出汽缸。内燃机的工作过程:进气压缩爆炸排气内燃机各部分的作用:.活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连（了续转动，该组合体称为：曲柄滑块机构凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；称为：凸轮机构两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间 形成协调动作，称为：齿轮机构各部分协调动作的结果：化学能机械能机器的共有特征:人造的实物组合体;各部分有确定的相对运动;代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换。机器的作用机器的分类：原动机一实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）种类有限工作机一完成有用功（如机床等）种类繁多机构机械L典j原动机机器工作机工作机的组成：原动部分一是工作机动力的来源，最常见的是电动 机和内燃机。工作部分一完成预定的动作，位于传动路线的终点。传动部分一联接原动机和工作部分的中间部分。控制部分保证机器的启动、停止和正常协调动作。其关勒下分析自动洗衣机的组成:机构的共有特征:同理，通过对典型机构进行分析可知:人造的实物组合体;各部分有确定的相对运动；用来传递力或实现运动的转换。机构的分类：通用机构和专用机构。通用机构用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。专用机构只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。机器与机构的关系：任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组合而成 的。由机器与机构的共有特征可知：机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不同），故统 称为机械。构件独立的运动单元如内燃机中的连杆零件螺 垫螺 鬻o套筒-IUJ!金 栓 圈母6连杆体2 途杆盖第三节机械零件设计的基本准则及一般设计步骤一、机械零件设计的基本准则：失效机械零件由于某种原因而丧失正常工作能力，称为失效。零件失效主要是由于强度、刚度、耐磨性、振动稳定性等满足工 作要求引起的。根据失效原因制定的设计准则，是防止零件失效和进行设计计算 的依据。二、机械零件设计的一般步骤：L根据零件的使用要求（功率、转速等），选择零件的类型及结 构形式。2.根据机器的工作条件，分析零件的工作情况，确定作用在零件 上的载荷。3.根据零件的工作条件（包括对零件的特殊要求，如耐高温、耐 腐蚀等），综合考虑材料的性能、供应情况和和经济性等因素，合理选择零件的材料。4.分析零件的主要失效形式，按照相应的设计准则，确定零件的基 本尺寸。5.根据工艺性及标准化的要求，设计零件的结构及其尺寸。6.绘制零件工作图，拟定技术要求。第四节 机械零件常用金属材料和钢处理常识一、机械零件常用材料：机械零件常用材料由碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属、非金属 材料以及各种复合材料。其中，碳素钢和铸铁应用最为广泛。二、材料的选择原则：材料选择必须保证零件在使用过程中具有良好的工作能力，并考 虑其加工工艺性和经济性。三、钢热处理常识:钢的热处理将钢在固态范围内加热到一定温度后，保温一段时间，再以一定的速度冷却的工艺过程。钢的常用热处理方法包括退火、正火、淬火、回火以及渗碳等。