機(jī)械設(shè)計的基本要求

1、寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 第第0章章 緒緒 論論 01 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容 02 本課程在教學(xué)中的地位本課程在教學(xué)中的地位 03 機(jī)械設(shè)計的基本要求和一般過程機(jī)械設(shè)計的基本要求和一般過程 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 顧名思義，本課程研究對象為：顧名思義，本課程研究對象為：機(jī)械機(jī)械 機(jī)械機(jī)械 機(jī)器機(jī)器 斜面斜面 任何機(jī)械都經(jīng)歷了：任何機(jī)械都經(jīng)歷了：簡單簡單復(fù)雜的發(fā)展過程。復(fù)雜的發(fā)展過程。 機(jī)械機(jī)械人造的用來減輕或替代人類勞動的多件實物的人造的用來減輕或替代人類勞動的多件實物的 組合體。組合體。 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) （包括：龍門吊、鶴式吊、汽車吊、（包括：龍門吊、鶴式

2、吊、汽車吊、 卷揚(yáng)機(jī)、叉車、電梯電腦控制）。卷揚(yáng)機(jī)、叉車、電梯電腦控制）。 一般而言， 機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱 杠桿杠桿 起重轱轆起重轱轆滑輪組滑輪組 手動手動(電動)葫蘆葫蘆 現(xiàn)代起重機(jī)現(xiàn)代起重機(jī) 起重機(jī)的發(fā)展歷程：起重機(jī)的發(fā)展歷程： 01 本課程研究的對象和內(nèi)容本課程研究的對象和內(nèi)容 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機(jī)器機(jī)器根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組合根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組合 體。體。 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)能夠用來傳遞運(yùn)動和力或改變運(yùn)動形式的多件能夠用來傳遞運(yùn)動和力或改變運(yùn)動形式的多件 實物的組合體。如：實物的組合體。如：連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)、 齒輪機(jī)構(gòu)

3、齒輪機(jī)構(gòu)等。等。種類有限 如如: : 縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用 機(jī)器、起重機(jī)機(jī)器、起重機(jī)等。等。 機(jī)器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但機(jī)器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但 具有具有相同的基本特征。相同的基本特征。 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 典型機(jī)器的分析：典型機(jī)器的分析： 1.內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 組成：組成： 6 5 43 8 7 1 2 9 10 汽缸體汽缸體1、 活塞活塞2、進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥3、 排氣閥排氣閥4、 連桿連桿5、曲軸曲軸6、 凸輪凸輪7、頂桿頂桿8、齒輪齒輪9、10 工作原理：工作原理：

4、1.活塞下行，進(jìn)氣閥開啟，混合氣體活塞下行，進(jìn)氣閥開啟，混合氣體 進(jìn)入汽缸；進(jìn)入汽缸； 2.活塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮，活塞上行，氣閥關(guān)閉，混合氣體被壓縮， 在頂部點(diǎn)在頂部點(diǎn) 火燃燒；火燃燒； 3.高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉；高壓燃燒氣體推動活塞下行，兩氣閥關(guān)閉； 4.活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。活塞上行，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。 循環(huán)運(yùn)動的結(jié)果，使曲軸 輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云 進(jìn)氣進(jìn)氣壓縮壓縮爆炸爆炸排氣排氣 內(nèi)燃機(jī)的工作過程：內(nèi)燃機(jī)的工作過程： 活塞的往復(fù)運(yùn)動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍钊耐鶑?fù)運(yùn)動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍?軸的

5、連續(xù)轉(zhuǎn)動，該組合體稱為：軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動，該組合體稱為： 內(nèi)燃機(jī)各部分的作用：內(nèi)燃機(jī)各部分的作用： 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)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：凸輪和頂桿用來啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；稱為： 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 兩個齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動兩個齒輪用來保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動 作，稱為：作，稱為：齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu) 各部分各部分協(xié)調(diào)動作協(xié)調(diào)動作的結(jié)果：的結(jié)果： 化學(xué)能化學(xué)能 機(jī)械能機(jī)械能 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機(jī)器的共有特征：機(jī)器的共有特征： 人造的實物組合體；人造的實物組合體； 各部分有各部分有確定的相對運(yùn)動確定的相對運(yùn)動； 代替或減輕人類勞動

6、代替或減輕人類勞動完成有用功完成有用功或或?qū)崿F(xiàn)能量實現(xiàn)能量 的轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換 機(jī)器的作用 機(jī)器的分類：機(jī)器的分類： 原動機(jī)原動機(jī)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、電動機(jī)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、電動機(jī)） 種類有限 工作機(jī)工作機(jī)完成有用功（如機(jī)床等）完成有用功（如機(jī)床等） 種類繁多 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 工作機(jī)的組成：工作機(jī)的組成： 原動部分原動部分是工作機(jī)動力的來源，最常見的是電動機(jī)是工作機(jī)動力的來源，最常見的是電動機(jī) 和內(nèi)燃機(jī)。和內(nèi)燃機(jī)。 工作部分工作部分完成預(yù)定的動作，位于傳動路線的終點(diǎn)。完成預(yù)定的動作，位于傳動路線的終點(diǎn)。 傳動部分傳動部分聯(lián)接原動機(jī)和工作部分的中間部分。聯(lián)接

7、原動機(jī)和工作部分的中間部分。 控制部分控制部分保證機(jī)器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。保證機(jī)器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。 其關(guān)系如下 機(jī)械機(jī)械 機(jī)器機(jī)器 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 原動機(jī)原動機(jī) 傳動傳動 工作工作 控制控制 原動機(jī)原動機(jī) 工作機(jī)工作機(jī) 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 控制器控制器(控制控制) 電動機(jī)電動機(jī)(原動原動) 帶帶(傳動傳動) 減速器減速器(傳動傳動) 波輪波輪(工作工作) 分析自動洗衣機(jī)的組成：分析自動洗衣機(jī)的組成： 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 同理，通過對典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析可知： 機(jī)構(gòu)的共有特征：機(jī)構(gòu)的共有特征： 人造的實物組合體；人造的實物組合體； 各部分有確定的相對運(yùn)動；各

8、部分有確定的相對運(yùn)動； 用來傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換。用來傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換。 機(jī)構(gòu)的分類：機(jī)構(gòu)的分類：通用機(jī)構(gòu)通用機(jī)構(gòu)和和專用機(jī)構(gòu)專用機(jī)構(gòu)。 通用機(jī)構(gòu)通用機(jī)構(gòu)-用途廣泛，如用途廣泛，如齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)等。等。 專用機(jī)構(gòu)專用機(jī)構(gòu)-只能用于特定場合，如鐘表的只能用于特定場合，如鐘表的擒縱機(jī)構(gòu)擒縱機(jī)構(gòu)。 機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系：機(jī)器與機(jī)構(gòu)的關(guān)系：由兩個實例推廣到一般 任意復(fù)雜的機(jī)器都是由若干組機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律任意復(fù)雜的機(jī)器都是由若干組機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律 組合而成的。組合而成的。實際機(jī)器的種類有成千上萬種，但機(jī)構(gòu)的種類確有限。類似關(guān)系：化合物與化學(xué)元素 由機(jī)器與機(jī)構(gòu)的共有特征可知：由機(jī)器與機(jī)

9、構(gòu)的共有特征可知： 機(jī)器與機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方面并無區(qū)別（僅作用不機(jī)器與機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方面并無區(qū)別（僅作用不 同）同） ，故統(tǒng)稱為，故統(tǒng)稱為機(jī)械機(jī)械。人造的組合體、有確定的相對運(yùn)動 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 課程性質(zhì)：課程性質(zhì)： 技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課 作用作用： 承前啟后承前啟后 本課程的特點(diǎn)：是本課程的特點(diǎn)：是工程制圖、工程材料及機(jī)械制造工程制圖、工程材料及機(jī)械制造 基礎(chǔ)、理論力學(xué)，材料力學(xué)、金工實習(xí)基礎(chǔ)、理論力學(xué)，材料力學(xué)、金工實習(xí)等理論知識等理論知識 和實踐技能的綜合運(yùn)用。和實踐技能的綜合運(yùn)用。 同時，通過本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)諸如自動同時，通過本課程的學(xué)習(xí)，可為今后學(xué)習(xí)諸如

10、自動 武器原理、機(jī)床夾具設(shè)計、機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)武器原理、機(jī)床夾具設(shè)計、機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué) 等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)，等專業(yè)課程打下基礎(chǔ)， 作為一名工程技術(shù)人員，同學(xué)們在今后的工 作崗位上將會接觸各種各樣的通用或?qū)Ｓ脵C(jī) 械，因此必須掌握機(jī)械方面的基礎(chǔ)知識。 通過本課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計實踐，可以培養(yǎng)同學(xué)通過本課程的學(xué)習(xí)和課程設(shè)計實踐，可以培養(yǎng)同學(xué) 們初步具備運(yùn)用手冊設(shè)計簡單機(jī)械裝備的能力，為們初步具備運(yùn)用手冊設(shè)計簡單機(jī)械裝備的能力，為 今后操作、維護(hù)、管理、革新武器裝備創(chuàng)造條件。今后操作、維護(hù)、管理、革新武器裝備創(chuàng)造條件。 02 本課程在教學(xué)中的地位本課程在教學(xué)中的地位 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存

11、云教授 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計-規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機(jī)械或改規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機(jī)械或改 進(jìn)原有機(jī)械的性能。進(jìn)原有機(jī)械的性能。 基本要求：基本要求：在滿足預(yù)期功能的前提下，在滿足預(yù)期功能的前提下，性能好、效性能好、效 率高、成本低、安全可靠、操作方便、維修簡單和率高、成本低、安全可靠、操作方便、維修簡單和 造型美觀。造型美觀。 機(jī)械設(shè)計的內(nèi)容：機(jī)械設(shè)計的內(nèi)容： 1.1.確定確定機(jī)械的工作原理，選擇合宜的機(jī)構(gòu)；機(jī)械的工作原理，選擇合宜的機(jī)構(gòu)； 2. 擬定設(shè)計方案；擬定設(shè)計方案； 3. 進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷；進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷； 4. 進(jìn)行零部件

12、工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。進(jìn)行零部件工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 03 機(jī)械設(shè)計的基本要求和一般過程機(jī)械設(shè)計的基本要求和一般過程 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 為了實現(xiàn)我國的國防現(xiàn)代化，必然要有大量的機(jī)械化、自動化的武器裝備于部隊，這些武器從何來？恐怕大多 數(shù)只能靠我國自力更生解決，這是一項十分艱巨的任務(wù)，設(shè)計、制造、使用、維護(hù)現(xiàn)代化的武器裝備，需要大 批的機(jī)械方面專業(yè)人才。在座的各位都是未來的工程師和部隊的主要技術(shù)骨干，掌握好本課程的有關(guān)知識，將 為你們未來的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。最后希望我們共同努力，把這門課程教好學(xué)好。 3）仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀，并動）仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀，并動 手手 組裝各種機(jī)構(gòu)。組