機械設(shè)計基礎(chǔ)第0章緒論

1、中國地質(zhì)大學專用 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 本課程在教學中的地位本課程在教學中的地位03 機械設(shè)計的基本要求和一般過程機械設(shè)計的基本要求和一般過程中國地質(zhì)大學專用 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：機械機械機械機械機器機器斜面斜面任何機械都經(jīng)歷了：簡單任何機械都經(jīng)歷了：簡單到到復(fù)雜的發(fā)展過程。復(fù)雜的發(fā)展過程。機械機械人造的用來減輕或替代人類勞動的多件實物人造的用來減輕或替代人類勞動的多件實物 的組合體。的組合體。 機構(gòu)機構(gòu) （包括：龍門吊、鶴式吊、汽車吊、（包括：龍門吊、鶴式吊、汽

2、車吊、卷揚機、叉車、電梯電腦控制）。卷揚機、叉車、電梯電腦控制）。 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)代起重機現(xiàn)代起重機起重機的發(fā)展歷程：起重機的發(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)容中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 機器機器根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組根據(jù)某種具體使用要求而設(shè)計的多件實物的組 合體。合體。機構(gòu)機構(gòu)能夠用來傳遞運動和力或改變運動形式的多件能夠用來傳遞運動和力或改變運動形式的多件 實物的組合體。如：連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、實物的組合體。如：連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、 齒輪機構(gòu)等。齒輪機構(gòu)等。 如如: : 縫紉機、洗衣

3、機、各類機床、運輸車輛、農(nóng)用縫紉機、洗衣機、各類機床、運輸車輛、農(nóng)用機器、起重機等。機器、起重機等。 機器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但機器的種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能和用途等各不相同，但具有相同的基本特征。具有相同的基本特征。中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 典型機器的分析：典型機器的分析：1.內(nèi)燃機內(nèi)燃機內(nèi)燃機內(nèi)燃機組成：組成：65438712910汽缸體汽缸體1、活塞活塞2、進氣閥進氣閥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：1.活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體活塞下行，進氣閥開啟，混合氣體 進入汽缸；進入汽缸；2.

4、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， 在頂部點在頂部點 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?；钊闲?，排氣閥開啟，廢氣體被排出汽缸。循環(huán)運動的結(jié)果，使曲軸輸出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計：潘存云進氣進氣壓縮壓縮爆炸爆炸排氣排氣內(nèi)燃機的工作過程：內(nèi)燃機的工作過程：活塞的往復(fù)運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍钊耐鶑?fù)運動通過連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的連續(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)燃機各部分的作用：內(nèi)燃機各部分的作用：曲柄滑塊機構(gòu)曲

5、柄滑塊機構(gòu)凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥；稱為：凸輪和頂桿用來啟閉進氣閥和排氣閥；稱為：凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動兩個齒輪用來保證進、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動作，稱為：作，稱為：齒輪機構(gòu)齒輪機構(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： 化學能化學能 機械能機械能中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 機器的共有特征：機器的共有特征： 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動確定的相對運動；代替或減輕人類勞動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 機器的作用 機器的分類：機器的分類： 原動機原動

6、機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機、蒸汽機、電動實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機、蒸汽機、電動機機）種類有限工作機工作機完成有用功（如機床等）完成有用功（如機床等） 種類繁多中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 工作機的組成：工作機的組成：原動部分原動部分是工作機動力的來源，最常見的是電動是工作機動力的來源，最常見的是電動 機和內(nèi)燃機。機和內(nèi)燃機。 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。完成預(yù)定的動作，位于傳動路線的終點。 傳動部分傳動部分聯(lián)接原動機和工作部分的中間部分。聯(lián)接原動機和工作部分的中間部分。 控制部分控制部分保證機器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。保證機器的啟動、停止和正常協(xié)調(diào)動作。 其關(guān)系

7、如下機械機械機器機器機構(gòu)機構(gòu)原動機原動機 傳動傳動 工作工作 控制控制 原動機原動機工作機工作機中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 控制器控制器(控制控制)電動機電動機(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)分析自動洗衣機的組成：分析自動洗衣機的組成：中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 同理，通過對典型機構(gòu)進行分析可知： 機構(gòu)的共有特征：機構(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動；各部分有確定的相對運動；用來傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換。用來傳遞力或?qū)崿F(xiàn)運動的轉(zhuǎn)換。機構(gòu)的分類：機構(gòu)的分類：通用機構(gòu)通用機構(gòu)和和專用機構(gòu)專用機構(gòu)。 通

8、用機構(gòu)通用機構(gòu)用途廣泛，如用途廣泛，如齒輪機構(gòu)齒輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)連桿機構(gòu)等。等。專用機構(gòu)專用機構(gòu)只能用于特定場合，如鐘表的只能用于特定場合，如鐘表的擒縱機構(gòu)擒縱機構(gòu)。機器與機構(gòu)的關(guān)系：機器與機構(gòu)的關(guān)系：由兩個實例推廣到一般 任意復(fù)雜的機器都是由若干組機構(gòu)按一定規(guī)律組任意復(fù)雜的機器都是由若干組機構(gòu)按一定規(guī)律組合而成的。合而成的。實際機器的種類有成千上萬種，但機構(gòu)的種類確有限。類似關(guān)系：化合物與化學元素 由機器與機構(gòu)的共有特征可知：由機器與機構(gòu)的共有特征可知：機器與機構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運動方面并無區(qū)別（僅作用不機器與機構(gòu)在結(jié)構(gòu)和運動方面并無區(qū)別（僅作用不同）同） ，故統(tǒng)稱為，故統(tǒng)稱為機械機械。人造的組合體

9、、有確定的相對運動中國地質(zhì)大學專用 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：是本課程的特點：是工程制圖、工程材料及機械制造工程制圖、工程材料及機械制造基礎(chǔ)、理論力學，材料力學、金工實習基礎(chǔ)、理論力學，材料力學、金工實習等理論知識等理論知識和實踐技能的綜合運用。和實踐技能的綜合運用。作為一名工程技術(shù)人員，同學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械，因此必須掌握機械方面的基礎(chǔ)知識。 通過本課程的學習，培養(yǎng)同學們初步具備運用手通過本課程的學習，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、冊設(shè)計簡

10、單機械裝備的能力，為今后操作、維護、管理創(chuàng)造條件。管理創(chuàng)造條件。02 本課程在教學中的地位本課程在教學中的地位中國地質(zhì)大學專用 作者： 潘存云教授 機械設(shè)計機械設(shè)計規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機械或改規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機械或改 進原有機械的性能。進原有機械的性能?；疽螅夯疽螅涸跐M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。機械設(shè)計的內(nèi)容：機械設(shè)計的內(nèi)容：1.1.確定確定機械的工作原理，選擇合宜的機構(gòu)；機械的工作原理，選擇合宜的機構(gòu)；2. 擬定設(shè)計方案；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；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。進行零部件工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。03 機械設(shè)計的基本要求和一般過程機械設(shè)計的基本要求和一般過程中國地質(zhì)大學專