机械设计01第1章 机械设计概论
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第1章 机械设计概论提示:本章阐述机器、机构等概念,简述机械设计的要求、一般过程及具体设计的有关问题。
扼要地介绍现代机器的特征及其设计思想和方法。
基本要求:掌握机器、机构及其组成,特别是机器及机构的特征;掌握机械设计的基本要求和一般过程;了解方案设计、机械零部件设计的要求及内容;掌握机械零部件设计计算准则、标准化及材料选用;了解现代机器的特征及其设计思想和方法。
1.1.1 机器、机构及其结构组成机械是各类机器的通称。
它是人类改造自然、发展进步的主要工具。
在日常生活和工作中,我们接触到很多机器。
如摩托车、机器人、汽车等。
构件:机器的种类繁多、外形万变、用途各异。
但从机器的结构组成、机械运动的特点进行分析,这些不同的机器都是由能产生相对运动的单元体的组合而成,这些单元体称为构件。
机构:具有特定结构形状和运动特征的构件组合称为机构。
机器组成示例:(内燃机)各机构的功能:曲柄滑块机构:将活塞的往复移动转化为曲轴的连续转动齿轮机构:实现转动的传递凸轮机构:将凸轮的转动变换为顶杆的往复移动。
带传动机构:将曲轴的转动传递给凸轮轴综合:通过上述三个机构的协调工作便能将燃气的热能转换为曲柄转动的机械能。
结论:机器是由各种机构组成的。
一部机器可能由多种机构组成,如上述的内燃机就是由曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构、带传动机构等组合而成;也可能仅由一个最简单的机构组成,如电动机就是只包含一个由定子和转子所组成的双杆回转机构。
机器的共同特征:从上述例子以及对其他不同机器的分析可以得到机器的共同特征:(1)它们都是人们根据某种使用要求而设计创造的一种装置。
(2)它们必须执行确定的机械运动。
(3)用于完成包括机械力、运动和能量转换等动力学任务。
相对于机器而言,机构主要反映机器的机械运动传递和运动形式转换的特征。
构件和零件:零件:从制造和装配的观点看,机器是由许多独立加工、独立装配的单元体所组成,这些单元体称为零件。
一个构件可以是一个零件,如图中的曲轴 :但往往由于结构、工艺等方面的原因,构件可由几个零件所组成,这些零件被刚性地连接在一起成为一个运动整体。
第1篇总论第1章机械设计概论1.1复习笔记一、课程性质和任务1.机器、机械、器械和仪器(1)机器是执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料或信息。
(2)机械是机器和机构的总称。
(3)用来进行物料传递和变换的机器,通常称为器械、装置或设备,如过滤装置等。
(4)用来进行信息传递和变换的机器,通常称为仪器,如测量仪等。
2.机械零件和部件(1)机械零件(简称零件)是指组成机器的不可拆的基本单元,如螺钉、键、带等。
(2)部件是指为完成同一使命在结构上组合在一起(可拆或不可拆)并协同工作的零件,如联轴器、轴承、减速器等。
3.通用零件和专用零件(1)通用零件是指各种机器中普遍使用的零件。
(2)专用零件是指只在一定类型的机器中使用的零件,如汽轮机中的叶片,纺织机中的织梭、纺锭等。
4.标准件和易损件(1)标准件是指经过优选、简化、统一,并给以标准代号的零件和部件。
(2)易损件是指在正常运转过程中容易损坏,并在规定期限内必须更换的零件或部件。
5.机械系统任何机械系统都是由“输入量——技术系统——输出量”所构成,输入量可以是能量、物料或信息,技术系统的职能是联接输入量和输出量并完成功能的转变。
复杂的机械系统可以按不同的目标分解为若干主系统、分系统、子系统。
二、设计机器的基本原则和设计程序1.设计机器时应满足的要求在能胜任对机器提出的功能要求(或工作职能)的前提下,同时满足使用方便、安全可靠、经济合理、外形美观等各项要求,并希望能做到体积小、重量轻、能耗少、效率高。
(1)在使用方面,机器应能在给定的工作期限内具有高的工作可靠性,并能始终正常工作。
(2)在经济方面,应从机器费用、产品制造成本等多种因素中综合衡量,以能获得最大经济效益的方案为最佳设计方案。
(3)机器外观造型应比例协调、大方,给人以时代感、美感、安全感。
色彩要和产品功能相应。
(4)限制噪声分贝数已成为评定机器质量的指标之一。
为了降低噪声,首先要分析产生噪声的原因,然后从设计、工艺、材料等因素着手,采取各种降低噪声的措施。