(机械制造行业)机械设计概述
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机械设计名词解释1. 机械设计的基本概念机械设计是基于机械工程原理和技术,通过研究、分析和应用相关知识和技能,设计机械结构和系统的过程。
以下是一些与机械设计相关的名词解释。
2. 名词解释2.1. 机械设计•机械设计是指利用工程设计和创新思维,将原始的机械构思、需求和目标转化为可实际制造和使用的机械产品的过程。
2.2. 机械结构•机械结构是机械系统中各个部件的组合和布置方式,包括连接、支撑、传力的构型和方法等。
•运动学研究物体在时间和空间上的运动规律,并用数学方法描述和分析机械系统的运动特性。
2.4. 动力学•动力学研究物体运动的原因和过程,包括力的作用、物体的加速度、力的平衡等。
2.5. 建模•建模是指将机械系统从现实世界中进行抽象化,用数学和物理方程来描述机械系统的行为和性能。
2.6. 材料力学•材料力学研究材料在受力下的力学行为和性能,包括弹性、塑性、断裂等。
•热力学研究热量和能量之间的转化,以及热力学系统的性质和变化规律。
2.8. 制造工艺•制造工艺是指将机械设计转化为实际产品的技术和方法,包括材料选择、加工工艺、装配工艺等。
2.9. 误差与公差•误差是因为各种因素导致实际尺寸或形状与设计尺寸或形状之间的差异。
•公差是为了控制误差,设定的允许范围,表示具有一定尺寸或形状的零件或装配体的尺寸或形状对于设计要求的偏差。
2.10. 机构设计•机构设计是指将一些零部件按照特定的方式组织和连接,使其实现特定的运动或功能的设计过程。
2.11. 机械传动•机械传动是指通过齿轮、带传动、链传动等方式将动力从原动机传递到工作机构的过程。
3. 结论以上是对机械设计中一些基本名词的解释。
机械设计是一个综合性学科,涵盖了许多领域的知识和技能。
了解这些基本概念对于理解和应用机械设计原理和方法非常重要。
机械设计与制造专业介绍机械设计与制造专业是一个涉及机械工程、制造技术、计算机技术和材料科学等多个领域的学科。
这个专业主要培养具备机械设计、制造、研究等方面的综合能力的专门人才。
机械设计与制造专业的学习内容涵盖了机械制图、机械制造、工艺设计、材料力学、热力学、流体力学、模拟设计、结构设计等多个方面。
同时,这个专业也涉及到了相关的电子、自动化等基础知识。
在学习期间,学生需要通过课堂学习和实践操作来掌握各种机械制作技术和标准。
他们需要学习如何使用CAD/CAM软件来进行设计和制造,学习材料选择以及如何进行系统优化。
机械设计与制造专业的学生在专业中可以选择不同的方向进行深入学习。
一般来说,这个专业可以分为以下几个方向:1. 机械制造方向:主要涵盖数控加工、机床设计、工件加工等技术。
2. 设计方向:主要涵盖计算机辅助设计、产品设计、精密测量等技术。
3. 系统设计方向:该方向主要涵盖机电一体化、自动化控制等技术。
机械设计与制造专业的毕业生可以在国内外各种制造企业、大型工程公司、研究所、高等院校和各级政府机构等多个领域进行就业。
根据专业不同方向的不同需求,学生可以选择进入机械制造、信息技术、电子、机电一体化、自动化控制、建筑工程等多个领域从事设计、研发、制造方面的工作。
例如:汽车零部件制造、机械制造、数字化制造、机器人研发、机械维护等。
随着制造业的不断转型升级,机械设计与制造专业的毕业生将有着广阔的就业前景。
特别是对于那些具有高端技术、创新能力以及较强学科交叉能力的人才,他们的职业发展前景将更加乐观。
一方面,在制造行业不断升级和“智能化”方向发展的背景下,机械设计与制造专业的毕业生越来越受到各大企业的欢迎,他们可以在制造业的研发、设计、测试等领域担任重要的角色。
另一方面,在科技不断发展的时代背景下,机械设计与制造专业的毕业生也可以在科研机构、高校等实验室进行研究工作,从事的工作有明显的应用前景和可持续发展性。
第一章绪论一、机械工业在现代化中的作用和地位工业革命给世界带来的新面貌,可见机械工业的重要性我国机械行业正处于高速发展阶段,自解放初期到现在,已经取得了长足的进步。
(举例:万吨水压机及中国重工业)但由于我国机械工业起步比较晚,和发达国家还有一定的差距。
从时间上来说,我国与德国大概有80年的时间差距。
现在我国的机械水平相当于发达国家上世纪70年代水平。
因此,机械很重要,而且还有很大的发展空间。
而《机械设计》是机械中的基本知识。
二、本课程的研究对象1、机器的组成机器的基本组成要素是机械零件。
机械零件分为:通用零件和专用零件(1)通用零件包括:齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动;轴、联轴器、离合器;滚动轴承、滑动轴承;螺栓、键、花键、销;铆、焊、胶结构件;弹簧、机架、箱体等。
(2)专用零件例如:叶片、犁铧、枪栓等。
通用零件是本课程的主要学习对象,而专用零件的设计方法应在有关专业课中学习。
通俗的说:就是学会设计通用零件,如齿轮、轴、螺栓、键、以及链传动、带传动等三、本课程所涉及的先修课程有:工程制图:设计的图形表达。
工程材料:非金属材料,金属材料及热处理。
机械制造基础:冷加工工艺,热加工工艺。
公差配合与技术测量:解决精度设计理论力学:解决力分析与动力计算。
材料力学:解决强度分析问题。
机械原理:解决机械的方案设计。
四、本课程的任务是培养学生:1、有正确的设计思想并用于创新探索2、掌握通用零件的设计原理和方法3、能够运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。
(举例:山东大学国家自然基金,绘制刀具高速切削图。
学会查表可以避免自己去实验获取数据,造成低水平重复建设)4、实验技能的基本训练5、了解国家有关技术经济政策,对机械设计的新发展有所了解。
第二章机械设计总论一、机器的组成机器的组成包括:原动机部分、传动部分、执行部分、控制部分和辅助部分。
二、设计机器的一般程序(机械设计的方法):设计机器的一般程序(机械设计的方法):计划阶段方案设计阶段技术设计阶段技术文件编制阶段三、对机器的主要要求使用功能要求经济性要求劳动保护要求可靠性要求其它专用要求四、机械零件的主要失效形式1、整体断裂2、过大的残余变形3、零件的表面破坏4、破坏正常工作条件引起的失效有统计结果表明,一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。
机械设计制造专业介绍机械设计制造是一门涵盖机械工程学科中重要内容的专业,它是指通过机械设计制造技术手段,将机械工程学科中的理论知识和实践技能应用于机械产品的设计与制造过程中。
该专业培养学生具备扎实的机械设计与制造基础知识和技能,使其能够从事机械产品的设计、制造、维修和管理等相关工作。
机械设计制造专业的核心课程包括机械设计基础、机械制图、机械材料、机械加工工艺、机械制造工程、机械设计与制造自动化、机械系统设计与优化等。
学生通过学习这些课程,掌握机械设计的基本原理和方法,了解机械制造的工艺流程和技术要求,培养解决实际工程问题的能力。
在机械设计制造专业学习期间,学生需要进行大量的实践训练和实验操作。
他们将学到的理论知识应用于实际项目中,通过实验和实践锻炼自己的动手能力和综合素质。
在实践中,学生将学习如何使用计算机辅助设计软件进行模型建立和仿真分析,掌握机械加工设备的操作和维护技能,了解现代机械制造工艺和装备的发展趋势。
机械设计制造专业毕业生可以在各个机械制造相关行业就业。
他们可以从事机械产品的设计与开发工作,参与各种机械设备和零部件的制造过程,负责机械产品的安装调试和技术支持工作,还可以担任机械设备的管理和维修职务。
随着制造业的快速发展和技术进步,机械设计制造专业的就业前景广阔。
除了就业,机械设计制造专业的毕业生还可以选择继续深造。
他们可以选择攻读硕士研究生或博士研究生学位,进行更深入的学术研究和专业技术的拓展。
他们也可以参加各种专业认证考试,提高自己的专业技能和竞争力。
机械设计制造专业是培养机械工程技术人才的重要专业。
它涵盖了机械设计与制造的各个方面,为学生提供了丰富的理论知识和实践技能。
该专业的毕业生具备扎实的机械设计制造基础,能够胜任各种机械工程相关工作,为制造业的发展做出贡献。
机械制造技术概述引言机械制造技术是工程学中的一个重要分支,涵盖了机械设计、加工和组装等多个方面。
这些技术在各行各业中都起着重要的作用,从汽车制造到航空航天,从电子设备生产到医疗设备制造,无一不离开机械制造技术的支持。
本文将对机械制造技术进行概述,介绍其基本概念、发展历程以及应用领域。
基本概念机械制造技术是指利用各种机械设备和工艺方法来制造、加工和组装产品的一系列技术。
它涉及到机器设计、材料选择、制造工艺优化等方面。
机械制造技术的核心目标是提高生产效率、降低生产成本,并确保产品质量达到要求。
机械制造技术可以分为几个主要方面:1.机械设计:包括机械零件、机构和系统的设计,以及产品的工程分析和计算。
2.机械加工:指利用各种机床和工具,对零件进行加工和成型的过程。
常见的机械加工方法有车削、铣削、钻削、磨削等。
3.机械装配:将加工好的零件按照设计要求进行组装,形成完整的产品。
4.自动化与智能化:利用自动化设备和控制系统,提高生产效率和产品质量。
机械制造技术的发展离不开科学技术的进步和工程实践的积累。
随着材料科学、计算机技术和自动控制技术的发展,机械制造技术正逐渐向着精细化、高效化和智能化方向发展。
机械制造技术的发展历程可以追溯到古代的手工制造时代。
当时,人们利用简单的工具和方法,制造各种生活用品和农具。
随着机械工具的出现,人们开始尝试利用机器来辅助生产,这标志着机械制造技术的起步阶段。
18世纪的工业革命对机械制造技术的发展有着深远的影响。
蒸汽机、纺织机和铁路交通的出现,大大提高了生产效率和制造能力。
工业化的进程推动了机械制造技术的发展,各种新的制造方法和设备被不断引入和改进。
20世纪的科技革命进一步推动了机械制造技术的发展。
计算机技术的应用使得机械制造过程的自动化程度大大提高,减少了人为错误的发生,提高了生产效率和产品质量。
随着数控技术、激光加工技术和机器人技术的成熟,机械制造技术进入了智能化时代。
机械制造技术在各个行业中都起着重要的作用,以下是其中一些典型的应用领域:1.汽车制造:机械制造技术在汽车制造过程中发挥着关键作用。
机械设计制造及其自动化专业描述(一):机械设计制造及自动化专业描述机械设计制造及自动化专业至少包括三个部分:机械设计、机械制造、机械自动化,在行业里分别称为机设、机制、机电。
在大学本科阶段一般也就将它细分到此,根据不同的学校的传承,可能还会有矿山机械、建筑机械等细分,以我们学校为例就是将该专业下的班级分为:机设、机制、机电、矿机四部分。
其目标是培养具备机械设计制造基础知识与应用潜力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
说明白了就是培养,既有工科基本潜力又有设计制造、管理营销还能吃苦耐劳的技术工人。
当然至于在大学期间真正学到什么,还是靠自身。
机械设计制造及自动化专业地位机械设计制造及其自动化专业是研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的企业管理的综合技术学科。
机械设计制造及其自动化专业研究的主要资料包括机械与机器的组成原理、运动分析方法、力学分析方法及电气控制原理,各种机电产品的设计技术、制造技术与控制技术、计算机辅助设计技术、现代机械制造技术与方法,机电一体化技术,计算机辅助制造技术,特种加工技术,自动化制造系统,机器人技术,计算机集成制造技术,计算机原理及应用等。
随着微电子技术、信息技术、计算机技术、材料技术和新能源技术等高新技术与机械设计制造技术的相互交叉、渗透、融合,使传统好处上的机械设计制造技术在原有基础上得到了质的飞跃,构成了当代的先进设计制造技术,与传统的机械设计制造技术相比既有继承,又有很大发展。
如今,先进的设计制造技术正成为经济发展和人民生活需要的主要技术支撑,成为加速高技术发展和国防现代化的主要支撑,成为企业在激烈市场竞争中能立于不败之地并求得迅速发展的关键技术。
计算机技术引入机械领域,使机械设计制造及其自动化技术产生了深刻变化。
利用计算机辅助设计与优化设计技术,使设计过程实现了自动化和最优化;微电子技术与机械技术的结合,实现了机电产品的一体化,出现了数控机床和加工中心、机器人、微型机电系统等;利用计算机控制技术使机械制造过程实现了自动化和智能化,传感技术、计算机技术和机械设计制造的结合;机器的设计与运行过程的紧密结合,能够对机电产品的设计过程、制造过程、销售过程、安装与运行过程实现综合的自动化控制。
对机械设计制造及其自动化专业的认识引言概述:机械设计制造及其自动化是一门涉及机械工程、制造工艺、自动控制等多个领域的学科。
它培养的专业人才在工业生产中起着重要的作用。
本文将从五个方面详细阐述对机械设计制造及其自动化专业的认识。
一、机械设计制造的基本概念与原理1.1 机械设计制造的定义:机械设计制造是指通过对机械结构、传动装置、运动控制等方面的研究和设计,将理论转化为具体的机械产品制造过程。
1.2 机械设计制造的基本原理:机械设计制造以机械工程学理论为基础,运用力学、材料学、热学等相关知识,通过分析和计算,确定机械零部件的尺寸、结构和工艺。
1.3 机械设计制造的发展趋势:随着科技的不断进步和社会的发展,机械设计制造正朝着数字化、智能化、绿色环保等方向发展,以满足人们对高效、节能、环保的需求。
二、机械制造工艺与设备2.1 机械制造工艺的分类:机械制造工艺包括铸造、锻造、焊接、切削加工等多个方面。
每种工艺都有其特定的应用范围和工艺流程。
2.2 机械制造设备的种类与特点:机械制造设备包括数控机床、机器人、自动化生产线等。
这些设备具有高精度、高效率、高自动化程度等特点,能够满足不同产品的制造需求。
2.3 机械制造工艺与设备的发展趋势:随着科技的进步,机械制造工艺和设备正朝着高效、柔性化、智能化的方向发展,以提高生产效率和产品质量。
三、机械自动化控制技术3.1 机械自动化控制的基本原理:机械自动化控制是通过传感器、执行器和控制系统等组成的自动化系统,实现对机械设备和生产过程的控制和监测。
3.2 机械自动化控制的应用领域:机械自动化控制广泛应用于工业生产中的装配线、机械加工、物流系统等领域,提高了生产效率和产品质量。
3.3 机械自动化控制技术的发展趋势:随着科技的不断进步,机械自动化控制技术正朝着网络化、智能化、柔性化的方向发展,以适应不断变化的生产需求。
四、机械设计制造及其自动化专业的就业前景4.1 就业领域广泛:机械设计制造及其自动化专业的毕业生可以在制造业、机械设备研发、自动化控制系统等领域就业,具有广阔的就业前景。
机械制造中的机械设计工作原理机械制造是现代工业领域中的重要组成部分,而机械设计作为机械制造的核心环节之一,对于保证机械产品的性能和质量至关重要。
本文将探讨机械设计工作的原理和相关要点。
一、机械设计概述机械设计是指在满足特定功能和性能要求的基础上,通过运用物理原理、数学方法和工程经验等,制定出具体的构造方案及其工作原理,从而实现各种机械产品的设计过程。
机械设计师在进行设计任务时,需要全面了解机械制造的基本知识,包括材料力学、工艺工程以及机械运动原理等。
此外,对于不同类型的机械产品,机械设计师还需要具备专业领域的知识和实践经验。
二、机械设计的工作原理1. 产品需求分析:在进行机械设计之前,机械设计师需要准确理解客户或市场的需求。
这包括产品功能、性能指标、使用环境等方面的要求。
通过分析需求,机械设计师可以明确设计目标和任务。
2. 初步设计方案:根据产品需求,机械设计师开始制定初步设计方案。
这一阶段通常包括构思、探索和比较不同设计思路的过程。
机械设计师需要综合考虑结构强度、装配性、经济性等因素,制定出多种可能的设计方案。
3. 机械力学分析:在确定初步设计方案后,机械设计师需要进行力学分析,验证设计方案的可行性。
通过运用物理力学原理和工程计算方法,计算和分析所设计机械系统的受力和变形情况。
这有助于评估方案的合理性,并做出必要的改进和调整。
4. 三维建模与制图:当设计方案通过力学分析后,机械设计师需要使用计算机辅助设计(CAD)软件进行三维建模。
通过将设计方案转化为数字模型,机械设计师可以更直观地查看和修改设计内容。
同时,机械设计师还需要绘制相应的工程制图,以便于后续生产制造和工艺加工。
5. 产品测试与改进:制造出样机后,机械设计师需要进行产品测试和性能评估。
通过测试结果和用户反馈,机械设计师可以了解产品的优点和不足之处,并在此基础上进行改进和优化。
这一过程往往需要几轮迭代,直到产品达到预期的性能和质量要求。
第二章机械设计概述机械是人类进行生产和生活的主要体力劳动工具。
随着生产技术的不断发展和人民生活水平的日益提高,机械产品品种和门类日益增多,例如,各种各样的金属切削机床、仪器仪表、工程机械、重型机械、轻工机械、纺织机械、食品包装机械、石油化工机械、产品加工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、发电设备以及办公设备、家用电器、儿童玩具等等。
在现代社会,人们运用各种类型的机械,以改善劳动条件,提高劳动生产率和产品质量。
同时,随着经济的发展,人们也运用越来越多的机械,以提高自身的生活质量。
可以说,国民经济各部门及人类自身生活中使用机械的程度,是整个社会发展水平的重要标志之一。
机械工程是在西方工业革命后形成系统的技术科学,从明代我国逐步引进了此技术,但是至今我们在机械设计方面不属于世界先进行列。
主要问题是:1、缺乏技术价值观念。
2、缺乏大量技术实践。
3、教学与工厂实际脱离,把机械技术变成了读书,缺乏对机械技术的全面实践,培养的人不能动手,不会设计真实东西。
工业设计师应当是通才。
从专业要求看,必须了解机械工艺、材料、成本等方面的内容,理解工程师的思维方式,才能够较顺利设计产品。
此课程主要培养学生在机械技术和设计方面的职业思维方式和行为方式,对机械产品有实际经验,通过拆装实验,讨论,解决实际产品设计,从中了解设计过程。
照传统说法,一切机器都可分为三部分,动力源、传动和执行机构。
一切机器的作用不外两点,一是利用能量来代替微弱的人力、畜力,另一则用机器的运动来代替人手的动作。
虽然两者都是为了减轻劳动,可是它们发展的历史却很不一样。
能源开发是近代的成就,应该说由水车开始,而且从历史眼光看其发展并不能说很快,一般是量变。
用机器运动来代替手工动作则历史长得多,而且进步也比较大。
只要比较一下上古制作陶器的陶车和近代在人的大脑中进行外科手术的机器人便清楚了。
这可能是因为能源开发虽然艰巨,其目标却是单一的。
用机器运动代替人工劳动,目的是多种多样的,随着人类生活的发展而不断变化。
因此形成很多复杂的行业。
到底机器的哪部分是用来产生代替人手的动作呢?事实上这和传统的原则性的说法略有不同。
倘若机器要执行的动作非常简单,则动力源一传动一执行这划分还是对的。
但近代机器常常极其复杂,对它要求的动作也非常精细而且复杂。
这种精细复杂的运动,通常要从传动中获得。
这就使机器的传动部分和执行部分的界限模糊了,同时也使传动成为更复杂的技术。
表面上好像很简单的问题,做起来可能会很困难。
在这里提及一个历史上的例子:当瓦特设计他的蒸汽机时,他需要一个直线运动来带动阀门。
从表面看这是—个很简单的问题,在今天用一个导轨便成了。
但在那时的加工设备和润滑技术,还不能制出导轨,而须用连杆。
但瓦特想不出这样一种连杆,便要求格拉斯哥大学的数学家们帮忙,但数学家们也想不出。
后来事情传开了,竟发现全世界的数学家都解决不了这问题。
瓦特只得用了一个近似的直线机构。
这问题直到瓦特死后几十年,才由一位法国数学家解决了。
这一事实说明了在机器上对传动机构要求之高和问题解决之难。
只要机器还在使用,传动机构也必然要继续发展。
各种各样的机械是国民经济许多部门及其他领域的重要装备。
随着科学技术和工业生产的发展,对机械产品不时提出新要求,除了优质、高效、低能耗、低廉价格之外,突出的课题是性能优越的、适应高精尖发展的机械功能。
一般地说,机械设备均为实现某种工艺动作过程,或者实现生产过程与操作自动化。
在新形势下,必须致力搞好创新设计,不断推出新产品来抢占市场,满足客观需求。
机械的创新设计的着重点是机构设计,也就是机械运动方案设计。
机构系统设计的核心,是选择灵巧的工艺动作过程、满意地达到特定的机械功能要求。
机构系统的开发、设计,机构的选用和它们的巧妙组合,就是为了实现特定的机械功能。
机构系统设计的好坏,直接影响机械产品的性能、效率、成本,因此愈来愈为人们重视。
不言而喻,产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节。
随着市场经济的不断发展,商品竞争必然愈来愈剧烈。
一个产品是否具有市场竞争能力,在很大程度上取决于产品的设计。
产品设计如有闪失,则常常是属于根本性的问题,对产品生产、市场竞争的贻误,可能会造成灾难性后果。
因此,必须高度重视设计,尽心尽力搞好设计。
§2.1 机器、机构与机械的基本概念机械设计的研究对象是机器和机构。
那么什么是“机器”和“机构”呢?机器这个概念,在18世纪工业革命以后,得以逐步充实和完善。
随着科学技术的飞跃发展,特别是70年代末、80年代初兴起的世界范围的新技术革命,对于机器的设计与制造具有深刻和广泛的影响,“机器”的含义相应逐渐在更新与变化。
对于现代机器,由于广泛采用机电一体化,可以把机器定义为:机器是一种具有操纵控制系统的、作机械运动的装置,它用来变换能量、物料和信息,以代替或减轻人的体力劳动和脑力劳动。
在这个定义中,物料是指被加工的对象、被搬运的重物。
根据机器用途的不同,我们又可把机器分为动力机器、加工机器和信息机器。
动力机器是把任何一种能量变换成机械能,或者把机械能变换成其他形式的能量。
例如,内燃机、压气机、涡轮机、电动机、发电机等等都属于动力机器。
加工机器的用途是完成有用的机械功或搬运物品。
例如,金属切削加工机床、轧钢机、织布机、缝纫机、包装机、汽车、机车、飞机、起重机、输送机等等都是。
信息机器是用来获得和变换信息。
如果信息是以数字形式表示的,则该信息机器就称为计数机或计算机。
计数机有计算器、机械式积分仪、记账机等。
打字机、绘图仪等等也是属于信息机器。
对于实现数学运算的电子计算机(指CPU、控制器、运算器和内存等),由于它并没有机械运动的存在,从机构学的观点来看,电子计算机不能算是机器,但计算机整机中的软盘驱动器、硬盘(驱动器)、光盘驱动器、电源风扇、CPU风扇等仍包含有机械运动,需要相应的传动机构去完成各种运动要求。
在这里,必须指出的是机器与其他装置(或设备)的主要不同点:机器一定要作机械运动,并用机械运动来实现能量、物料和信息的变换。
凡是在没有人的直接参与下,能完成能量、物料和信息的整个变换过程的机器,称为自动机。
自动机中的各个机械动作,一般都采用各种各样的机构来完成的。
完成一定工艺过程的自动机群,通过自动运输装置联接起来,可组成自动线。
机器,特别是自动机,在正确使用的情况下,能减轻人的劳动、提高生产率和保证高质量地完成工作过程。
随着各种各样新机构的出现,“机构”的定义也应有所变化。
以前人们认为机构只能由刚体所组成(狭义机构),现在已经把液体和气体都认为直接参与机械运动的变换,同时把在特定条件下的可变形体和挠性体参与机械运动的变换(广义机构)。
因此,机构可以定义为:机构是用作把一个或几个刚体的运动变换成其他刚体所需的运动的机械装置。
如果液体或气体也参与运动的变换,这种机构就相应地称为液动机构或气动机构。
从对各种各样机器的分析可以看出,各个机器的主要组成部分都是各种机构。
一部比较复杂的、完整的机器,可能包含多种类型的机构。
例如,内燃机由曲柄滑块机构、凸轮机构和齿轮机构组成的。
但是,简单的机器,也可能只包含一种机构,例如,手工送料的冲床就是由曲柄滑块机构单一机构构成的。
一部机器,特别是自动机,由于要实现较为复杂的工艺动作过程,往往有较多的各种类型的机构来组成的。
近年来,随着机电一体化的广泛应用,一部机器中的机构数目和复杂程度都有下降的趋势,但是从机器必须实现某一工艺动作过程来看,机构还是大多数机器的最重要部分。
此外,在仪器、设备和日常用具中,也大量用到各种机构;因此,研究机构的结构和设计受到了机械设计人员的重视。
各种类型的机器,尽管它们的用途、结构和性能不相同,但都有如下三个共同的特征:(1)它们都是人为的实物组合;(2)它们各部分之间具有确定的相对运动;(3)在工作时能代替或减轻人类的劳动,或完成有用的机械功,或转换机械能。
作为机构,只具备机器的前两个特征,而不能完成有用的机械功或转换机械能。
为了简化叙述,人们常常用“机械”一词作为“机构”和“机器”的总称。
图0—1所示的内燃机即为常见通用机械之一,它由气缸体(连同机架)、活塞、连杆、曲轴、齿轮、凸轮、进气阀推杆和排气阀推杆等组成。
燃烧的气体膨胀时推动活塞,通过连杆推动曲轴转动。
转动的曲轴通过齿轮带动凸轮轴控制进气与排气,同时输出机械能。
内燃机工作时能将燃气的热能转变为曲轴旋转的机械能,因此,它是一台典型的机器。
能够将其它形式的能量转换为机械能的机器称为原动机,如电动机、内燃机、涡轮机等。
能够利用机械能来完成有用功,或者能将机械能转变为其它形式能量的机器统称为工作机,如金属切削机床、起重机,空气压缩机等。
在图0—1所示的内燃机中,为了将热能转换为机械能,必须依靠各个最基本的组合体的协调动作。
这些最基本的组合体就是机构。
图中凸轮4、进气阀2的推杆与气缸体1组成一凸轮机构;凸轮5、排气阀3的推杆与气缸体1也组成一凸轮机构;活塞11(称为滑块)、连杆10、曲轴8(称为曲柄)与气缸体1组成曲柄滑块机构;齿轮7、6和气缸体1组成齿轮机构。
机构是由各个具有确定相对运动的运动单元所组成的。
这些运动单元称为构件。
构件可以是单一的零件,也可以是几个零件组成的刚性整体。
例如齿轮、轴和键这三个零件可联接成一个构件。
构件和零件的区别是。
构件是运动的单元,而零件是制造的单元。
在各种机械设备中都会用到的零件,称为通用零件,如螺栓、键、轴承、齿轮等。
只是在某些机械设备中用到的零件,称为专用零件,如活塞、曲轴等。
§2.2 机械设计概述一、设计基本概念设计一词的英语为Design,它源于拉丁语Designar,由De(记下)与Signare(符号、记号、图形等)两词组成。
因此,“设计”的最初含义是将符号、记号、图形之类记下来的意思。
随着生产的发展和科学技术的进步,设计的内涵不断向深度和广度发展,设计的含义愈来愈深刻和愈来愈先进。
设计是人类改造自然的基本活动之一,设计是复杂的思维过程,设计过程蕴含着创新和发明的机会。
设计的目的是将预定的目标,经过一系列规划与分析决策,产生一定的信息(文字、数据、图形),形成设计,并通过制造,使设计成为产品,造福人类。
设计过程是指明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作的流程。
一般来说,整个设计过程可分为明确设计任务要求、原理方案设计、技术设计、施工设计四个主要阶段。
现代设计是过去设计活动的延伸和发展。
随着设计实践经验的积累,生产和科技的飞速发展,使设计思想、理论、方法和手段得到不断的丰富、充实和发展,促进了传统设计方法的变革,使现代设计方法随之产生。
现代设计方法使机械产品的设计工作发生了质的变化,促进了机械产品的改进、更新、升级、换代速度的加快。