高职《机械设计基础》课件

详细描述
人性化设计关注人的生理、心理和情感需求，将人机工程学、心理学等学科知识应用于 机械设计中。通过优化产品的外观、操作性和舒适性，提高产品的易用性和用户体验。 同时，人性化设计还注重与用户的沟通与反馈，不断改进和优化产品设计，以满足用户
不断变化的需求。
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感谢聆听
机械系统的设计流程
总结词：设计原则
总结词：设计步骤
详细描述：机械系统的设计应遵循一系列原则， 包括明确设计任务和目标、进行总体方案设计、 详细设计和试验等。这些原则是保证设计质量和 效率的关键。
详细描述：设计流程通常包括确定设计任务和要 求、进行总体方案设计、详细设计、制作样机、 试验和改进等步骤。这些步骤相互关联、相互影 响，需要综合考虑各种因素，逐步完善设计方案 。
高职《机械设计基础》课件
目
CONTENCT
录
• 机械设计概述 • 机械零件设计 • 机械系统设计 • 机械创新设计 • 机械设计的发展趋势
01
机械设计概述
机械设计的定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：机械设计是运用机械学的原理和方法，设计出满足特定需求的机械系 统的过程。它具有系统性、创造性、优化性等特点。
齿轮的设计
齿轮的分类
根据齿轮的形状和传动方式， 可以分为直齿、斜齿和人字齿 等类型。
齿轮的材料
齿轮材料的选择应考虑强度、 耐磨性和耐腐蚀性等因素，常 用的齿轮材料有钢材、铜合金 和铸铁等。
齿轮的设计参数
齿轮的设计参数包括模数、齿 数、压力角、螺旋角等，这些 参数的选择直接影响齿轮的传 动性能和承载能力。
总结词
掌握创新设计的原则和方法是实现有效创新的关键。
详细描述

(l)2(2l)2 l 2 4
【例】轮Ⅰ和轮Ⅱ固连，半径分别为R1和R2，在轮Ⅰ上 绕有不可伸长的细绳，绳端挂重物A，如图所示。若重物 自静止以匀加速度a下降，带动轮Ⅰ和轮Ⅱ转动。求当重 物下降了h高度时，轮Ⅱ边缘上B2点的速度和加速度的大 小。
R1
Ⅰ
R2
B1 B2
Ⅱ
A
h
解 重物自静止下降了高度h时，其速度大小为v2=
求：C点的运动 轨迹、 速度和加速度
例 题1
解：板运动过程中， 其上任意直线始终平 行于它的初始位置。 因此，板作平移。
1、运动轨迹
C点的运动轨迹与A、
B两点的运动轨迹形状 相同，即以O点为圆心
l为半径的圆弧线。
2、速 度
Vc= VA= VB= ωl 3、加速度
aCaA (aC )2(aC n)2 (aA)2(aA n)2
[教育学]高职《机械设计基础》 课件2
3.1刚体的基本运动
3.1.1刚体的平动
一 、 概念:
刚体运动时,刚体上任一直线在任何时候始 终与它原来的位置保持平行,这种运动称为平行 移动,简称平动。
刚体平动时,如果体内各点的轨迹是直线,则称 为直线平动;如果刚体内各点的运动轨迹是曲线, 则称为曲线运动。
如图 沿直线轨迹滚动 的车轮的运动。
特点：
刚体上所有平行于固定平面 的平面具有相同的运动规律；
这些平面上的对应的点具有 相同运动轨迹、速度和加速
度。
模型：
平面图形－在刚体上作平行 于固定平面的平面，这样的 平面与刚体轮廓的交线所构 成的图形。
平面图形上的任意直线－这 一直线的运动可以代表平面 图形的运动，也就是刚体的 平面运动。
由此可得结论：相对于某一参考系的运动可看成相 对于其他参考系的几个简单运动组合而成，这种运动 称为合成运动。

新世纪高职高专 机电类课程规划教材
机械设计基础 (第四版)
机械设计基础 (第四版)
项目一
单缸四冲程内燃机的机构表达
任务一 分析单缸四冲程内燃机的组成
工程实例
单缸四冲程内燃机
工程实例
功用
进气阀9
将液体材料燃烧时产生的热能转 变成机械能的动力装置
组成
机架(气缸体)、活塞、连杆、曲 轴、小齿轮、大齿轮、凸轮轴、 推杆、进气阀、排气阀
构件的实际长度 构件的图样长度
任务实施
单缸四冲程内燃机
任务实施
1.设计要求与数据 单缸四冲程内燃机主体机 构。
2.设计内容
绘制单缸四冲程内燃机的运 动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
任务实施
1.设计要求与数据 鄂式破碎机主体机构。 2.设计内容 绘制鄂式破碎机的运动简图。
任务实施
3.设计步骤、结果及说明
曲轴（单一零件）
连杆（多个零件的刚性组合）
夯实理论
零件按作用分类 通用零件 在各种机器中经常使用的零件。 专用零件 在一些特定类型的机器中使用的零件。
通用零件
专用零件
任务实施
1.设计要求与数据
2.设计内容
3.设计步骤、结果及说明
单缸四冲程内燃机组成
分析组成单缸四冲程内 燃机各机构的作用
单缸四冲程内燃机是将 燃气燃烧时的热能转化 为机械能的机器，包含 曲柄滑块机构、齿轮机 构和凸轮机构，各机构
培养技能
识读机构运动简图 （1）分析机械传动系统的组成，设备的动力源是如何传递到执行机构
任务目标
（1）掌握运动副、高副、低副的概念。 （2）掌握低副和高副，以及转动副和移动副的实例及表示方法。 （3）掌握用简单线条或符号表达机构的运动关系，绘制机械运动简图 的方法。

1.常用材料的选择 2.机构与工艺性分析
（1）铸造零件的工艺性 （2）锻造零件的工艺性 （3）切削加工零件的工艺性
知识3
拔模斜度与铸造园角
工件局部面不垂直加工时装夹需要转过一个角度
1.1机械设计方法与基础
知识3
不同零件同一种几何 形状尺寸的不合理性
1.1机械设计方法与基础
知识3
要求一次加工完成的典型结构
2.1平面连杆机构
知识3
2.金属构件的材料
（1）金属材料的硬度 金属材料抵抗其他更硬的物体压入其表面 的能力，材料对局部塑性变形的抗力 硬度的分类与测量方法： ①布氏硬度与测量方法 ②洛氏硬度与测量方法 ③维氏硬度与测量方法 （2）金属材料的热处理 将固态钢，通过不同方式的加热、保温和 冷却，改变钢内组织结构，从而达到改善钢的性能的工艺方法 常用的热处理方法：退火、正火、淬火、回火（高、中和低温回火） 表面淬火、化学热处理、
顶宽b-带最上端的宽度
截面宽度bp-将带饶在带轮上产生弯距，外层受拉，内层受压。中间
有一个层即不受拉也不受压，称为中性层也叫节面。节面的宽度为
节宽
基准宽度bd-该参数为带轮参数，处于V带截面同一位置的槽形宽度。 基准宽度所处的带轮直径称基准直径
基准长度Ld-V带位于带轮基准直径上的周线长度，该值已经标准化
称为平面运动副
转动副 低副—两构件之间以面接触构成的运动副
移动副 高副—若组成运动副的两构件之间以点或线接触的连接称高副 运动副的特性： 低副的压强小，摩擦力也小； 高副的压强大，摩擦力也大。
1.2平面机构运动简图
知识2
2.平面机构运动简图
运动简图的绘制步骤 （1）根据机构组成和运动情况分析并找出机架、原动件和从动件 （2）从原动件开始，沿构件的传动顺序，分析构件间的相对运动 性质，确定构件、运动副的类型和数量 （3）根据机构实际尺寸，选择适当比例尺。确定运动副之间的相 对位置，用构件和运动副规定符号绘制出机构运动简图

3
4
D
机架
连 曲柄：可回转360°的连架杆 架 摇杆：摆角小于360°的连架杆 杆 滑块：作往复移动的连架杆
一.铰链四杆机构基本类型 （按连架杆类型）
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
一曲一摇
二曲
二.(铰链四杆机构)演变类型
二摇
1.曲柄摇杆机构： 连架杆 ┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动
本章重点:平面四杆机构主要特性和设计 本章难点:平面四杆机构的设计
第二章 平面连杆机构
铰链四杆机构的基本型式 铰链四杆机构有整转副的条件 铰链四杆机构的演变 平面四杆机构的设计
§2-1铰链四杆机构的基本型式 p.20
平面连杆机构－平面机构+低副联接 (转动、移动副) 最常用→平面四杆机构（ 四个构件→四根杆)
(3)过C1、C2、 B1 A
D
P 作圆
O
在圆上任选一点A (4)AC1=L2－L1,
AC2=L2+L1→
θ
→无数解
L1=1/2(AC2－AC1)
以L1为半径作圆,交B1,B2点
P
→曲柄两位置
NM
2.导杆机构: P.31
已知:机架长L4 , K
解:
180
K
1
n
m
K 1
(1)任选固定铰链中心C→
B A
C D
解: (1)连接B1B2,C1C2并作其垂直平分线b12,c12
(2)在b12线上任取一点A, 在C12...任取一点D
步骤：
B1
1、连接B1B2, C1C2
2、作B1B2, C1C2中垂线
3、在中垂线上取一点作A, D

二、任务 掌握常用机构和机械动力学的基本理论、基本知识和
基本技能；掌握一些通用零件的工作原理、结构特点、基 本的设计理论和计算方法 ，并具有设计和维护方面的基 本知识。
三、学习本课程的目的 1、为学习专业机械设备课程打好理论基础； 2、为了解各种机械传动原理、设备的正确使用和维护及
设备的故障分析等方面获得必要的基础知识。 3、培养同学们初步具有运用手册设计机械传动装置和简
∴ 机器是执行机械运动的装置， 其作用是变换或传递能量、物 料、信息，以代替或减轻人类 的劳动。
◆ 机器的组成： 一般机器包含四个组成部分：
(1)动力部分 ：为机器运转提供动力，常 用的有电动机、内燃机、 液压机、气动机等。
(2)传动部分：联接动力部分和执行部分 的中间部分。如：常用的 各种减速器和变速装置均 可作为传动部分。
1、机器（Machine）
汽车
飞机
挖掘机
牛头刨床
军舰
计算机
为了说明机器究竟是怎样组成的呢？它又具有哪些特
征？先来看两个具体的实例：
1）内燃机 (Internal combustion engine)：图0-1
功用：可以把燃气燃烧时产生的 热能转化为机械能
工作原理:
活塞2
燃气通过 进气阀3
进气阀3
2、要有一定的工程观点，要习惯工程方法（注意其使用 条件、应用范围，要学会对比、归纳和总结）；
3、充分利用《机械设计基础学习指导书 》，做到课前预 习、课后复习，及时消化每一讲的内容；
4、要求上课时记好笔记，按时独立完成作业。
六、其它说明
1．成绩评定方法： 平时占20%（包括考勤、作业成绩、课堂提问），实
改进原有机械的性能。其基本要求是： 1、满足功能要求，能； 3、成本低廉。

蜗杆蜗轮受力方向的判定规律与斜齿圆柱齿轮 相同。 主动蜗杆上的切向力Ft1是阻力, 其方向 与蜗杆转动方向相反, 从动蜗轮切向力Ft2与其 回转方向相同； 两径向力Fr1和Fr2分别指向 各自的轮心； 轴向力Fa1的方向根据蜗杆的螺 旋线旋向和回转方向, 应用左、 右手定则来确 定。
n
F
n
F r1
通 常 取
z
1
=
1 、
2
11.2.2蜗杆传动的几何尺寸计算
11.3蜗杆传动的失效形式及材料选择
11.3.1、蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动相类似。 由于材 料和结构的原因, 蜗杆螺旋部分的强度总是高于蜗 轮轮齿的强度, 所以失效常发生在蜗轮轮齿上。
蜗轮传动中由于蜗杆与蜗轮齿面间的相对 滑动速度较大, 效率低, 摩擦发热大, 因此其主要失 效形式是蜗轮齿面的胶合、 点蚀和磨损。
图 12-2
12.2 行星轮系
12.2.1 行星轮系的构成 图12-3所示的行星轮系由行星齿轮、 行星
架(系杆)、 中心轮等组成。 在行星轮系中, 活套在 构件H上的齿轮2一方面绕自身的轴线O′O′回转, 同 时又随构件H绕轮系主轴线(固定轴线)OO回转, 这 种既有自转又有公转的齿轮称为行星轮。 H是支撑 行星轮的构件, 称为行星架。 齿轮1和齿轮3的轴线 与行星轮系固定的主轴线重合, 并且它们都与行星 轮啮合, 称为中心轮, 用K表示。
n 1 n2
n 2
n2
n1
n1 n2
n1
(a)
(b)
图 11 - 2 蜗轮旋转方向的判定
左、右手定则。
2) 轮齿上的作用力 蜗杆传动轮齿上的作用力和斜齿轮相似。
为简化计算, 通常不考虑摩擦力的影响, 蜗杆传动 的受力情况如图11 - 3所示。 图中Fn分解为三个相 互垂直的分力: 切向力Ft、 径向力Fr、 轴向力 Fa。 由于蜗杆与蜗轮轴交角为90°, 因此根据作用力与 反作用力原理, 蜗杆切向力Ft1与蜗轮轴向力Fa2、 蜗轮切向力Ft2与蜗杆轴向力Fa1、 蜗杆径向力F r1与蜗轮径向力Fr2各为一对大小相等、 方向相反 的作用力与反作用力。

5.行程速比系数K，会判断是否有无急回
3
第四章
1.了解凸轮机构的分类
2.解释名词：基圆、推程、远休止、回
程、近休止，压力角。
3.了解压力角与基圆的关系
ppt课件
4
第六章 联接
1.联接的分类
固定联接
螺纹联接
可拆联接 键联接、花键联接
销联接
过盈联接 不可拆联接
铆接 焊接
（介于两pp者t课件之间，过 盈量小可拆，过盈量 大不可拆）
• 8.会判断齿轮（直齿、斜齿、圆锥）的受力 分析
• 9.了解失效形式所针对的强度计算（知道齿 根弯曲应力与齿数的关系）
• 10.知道斜齿圆柱齿轮中心距的公式明确其
中的参数
a

1 2
Байду номын сангаасmn
cos
( z1

z2 )
ppt课件
9
第十章轮系
• 1、轮系的分类（定轴、周转、复合）
• 2、轮系传动比的计算
2.了解带的弹性滑动与打滑的区别？ （弹性滑动是一种固有特性，不可避免
；而打滑是失效形式，必须避免） ppt课件 3.了解防止打滑的方法？ 是否可以将带轮做的粗糙些来防止打滑
？
7
第八章 齿轮传动
• 1.了解齿轮传动的分类 • 2.重点掌握齿轮参数计算 • （会计算标准中心距 ；基圆齿距 ，分度圆
第一章绪论
1.了解机器、机构的含义与它们之间的关系。 2.了解零件、构件含义与它们之间的关系。 3.了解机器的组成。
ppt课件
4.了解机器零件的计算准则都有哪些？ 5.了解常用材料
1
第二章平面机构简图
1.知道什么是运动副以及运动副的分类。

机械产品的可靠性是由组成机械的 零确、保部安件全的性可要靠求性保证的。只有零、部 件的可靠性高，才能使系统的可靠性高。 机械系要统能的保零证、操部作件者越的多安，全其和可机靠械度设越备 低推的。行安为标全此准，，化以要要及尽求保量证减设少备机对械周系围统环的境零无件危 数件实害目，现，，必设预要并须计定设对保的功置系证机能过统 其械载可 必产保靠 要品护性 的规安有 可格全关 靠、互键 性参锁影 。数等响符装的合置零国。家 标准，设零计部的件机应器最应大能限实度现的预与定同功类能产，品并互 换系体在内通列现规能用化工定正，、艺的常造产通工运型品用作转美应 化条 。观成 ，件 为要系 提下 此求列 高、 ，发 标规 必展 准定 须， 化的 正推 程工 确行 度作 选标 和期 择准 水机限化 平、 。
绪论
0.1 机器的组成及特征 0.2 课程的内容、地位和任务 0.3 学习方法
0.1 机器的组成及特征
一、概念
机械是人们用以代替或减轻体力(脑力) 劳动、 改善劳动条件、 提高劳动生产效 率的工具。在日常生活和工作中, 常把具 体的机械叫做机器。
如汽车、 飞机、 摩托车、 起重机、 挖掘机、 电风扇、 缝纫机、 洗衣机等。
第1章 机械设计概论
1.1 机械设计的基本要求 1.2 机械设计的内容与步骤 1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 1.4 机械零件设计的标准化、系列化及通用化
1.1 机械设计的基本要求
1.1.1、设计机械零件的基本要求
零件工作可靠 零件在一定的工作条件 下抵抗可能出现的失效 的能力，对载荷而言称 为承载能力。
3. 能进行能量、 物料或信息的变换与传 递, 并完成有用的机械功或实现能量转换。
二、 构件与零件、 部件

❖ 不同机器可以有相同的机构。
（同样的连杆机构可以组成起重 机，也是内燃机的一部分）
5 构件与零件
构件是机构运动的单元，是组成机 构的基本要素。
零件是制造的单元。
实际的构件可以是一个零件也可以 是由若干个零件固联在一起的一个 独立运动的整体。机械零件分通用 零件（轴承、联轴器等）和专用零 件（内燃机活塞、曲轴等）。
理论与实际相结合，观察与分析
机械设计基础课程的作用
机械设计基础的课程介绍
通过生动的动画、图片展示几种常用机构和通用零件的基本知识及简单设计方法。
它的任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、知识和技能，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计的能力。
（如内燃机由连杆机构、凸轮机构、齿轮机构组成；
机械设计基础课程的作用
承：高等数学、理论力学、机械
制图Leabharlann 本课程的重要性❖专业基础课：承上启下 ❖承：高等数学、理论力学、机械
制图 ❖启：专业课程
本课程的作用
❖创新 ❖优化 ❖仿生
学习方法
理论与实际相结合，观察与分析
本学科的发展概况
❖历史悠久，仍在发展 ❖德国：精确 ❖俄罗斯：实用 ❖美国：高新 ❖日本：精细，小巧 ❖中国：正飞速发展
机械设计基础课程的作用
机械设计基础研究机械的共性问题。
它的任务是使学生掌握机构学和 机械动力学的基本理论、知识和 技能，并初步具有确定机械运动 方案、分析和设计的能力。它具 有增强学生对机械技术工作的适 应性，培养其开发创新能力的作 用。
闲话机械
1 机械的定义： ❖常见的机器是：
人为的实物组合；
要求
❖对学生的要求： ❖1 准时上课，认真听讲 ❖2 按时交作业，抄袭者扣分 ❖3 平时20分，实验10分，考试70分 ❖对老师的要求： ❖欢迎提出宝贵意见，谢谢！