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第1章 绪 论 （时间：1次课，2学时） 第1章 绪 论 教学目标： 机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法，这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。 对于一般的机器，我们在日常生活中已有了不同程度的认识。但是，一部机器是怎样组成的？如何完成既定的功能？其中哪些问题与本课程有关？等等。对于这些问题，我们可以通过对典型机械的分析来认识。 通过本章的学习，要求读者了解本课程研究的内容、性质和任务。 第1章 绪 论 教学重点和难点： 机器的组成及其分析方法。 本课程的性质、内容以及学习方法。 机械设计的一般程序。 机械零件设计的一般程序。 机械、机器、机构、构件以及零件的概念。 第1章 绪 论 案例导入： 如图1-1所示的是一台自动组装机，由工业编程控制器进行控制、安全监测、质量检测、计数的六工位组装机；它可以根据需要设计相应的夹具及工装，代替人完成装配动作。在我们的生产、生活中有许许多多的机器，有哪些内容和机械设计基础课程有关？如何认识机器、分析机器？这些将要在本书的内容中逐步得到解答。 第1章 绪 论 第1章 绪 论 1.1 机器的组成 1.2 机械设计的基本要素 1.3 机械零件材料选用原则 1.4 机械零件的制造工艺性及标准化 1.5 本课程的内容、性质和任务 1.6 实验与实训 1.7 习 题 1.1 机器的组成 1.1.1 机器的组成和分析 1.1.2 机器的组成要素 1.1 机器的组成 机械制造业为人类提供了日常生活、各行各业生产所需要的机械。机械能代替、减轻人们的体力劳动和脑力劳动，提高劳动生产率和保证产品的质量；也只有机械化的生产才能进行严格的分工和科学的管理。因此，机械的发展水平也代表了国家工业、科学技术的发展水平。 在装备制造业中，机械设计是第一步，是产品成败的关键。 1.1.1 机器的组成和分析 在如图1-1所示的自动组装机中，各个工位根据设定的程序与动作，通过气动元件和机械运动完成其相应的组装功能。载物工作台与各个工位相配合完成严格的协调动作，只有在各工位全部完成装配动作后，由控制发出指令，工作台将转动一个工位后停止，再进行下一个动作的循环。图1-2所示为自动组装机的传动系统图，电机1通过皮带2和变速箱4可以将电机的转速改变；电磁离合器3则可以通过控制自动离合；槽轮机构5把连续的转动运动改变为工作台的间歇运动；链传动6与主运动同步转动带动PLC信号采集器7，使信息的采集、反馈与机械的转动同步；各工位可根据需要设计结构，其中一个位置的工作装置是通过凸轮机构8、齿轮10与齿条9组成，完成一个工位的组装动作；夹具11与工装位置相对应，根据需要可以夹持或固定零件。这一系列运动的配合是通过信号的接收、信息的反馈和控制器的处理来完成。信息采集发生器通过链传动与工作台的主轴同步转动，这样使整机的运动循环可以随机械传动速度的快慢同步进行。转动速度通过对电机进行变频调速来完成无级变速。 如图1-3所示的内燃机由气缸1、活塞2、连杆3、曲轴4、小齿轮5与大齿轮6、凸轮7与顶杆8等组成。当内燃机工作时，燃气推动活塞做往复移动，经连杆变为曲轴的连续转动。凸轮与顶杆用来控制进气和排气。曲轴经过齿数比为1∶2的齿轮5与6，带动凸轮轴转动，使得曲轴每转两周，进、排气门各启闭一次。这样的协调运动的配合，就把燃气热能转变为曲轴连续旋转的机械能。 从以上两个示意图可以看出，比较复杂的现代化机器中，包含着机械、电气、气(液)动、控制监测等系统的部分或全部组成，但是不管多么现代化的机械，在工作过程中都要执行机械运动，进行机械运动的传递和变换。因此，机械的主体是机械系统。从功能组成分析，机器的基本组成部分有：原动部分是整机的驱动部分，如组装机中的电机、压力气源；执行部分是完成机器的预定功能的组成部分，如组装机中的夹具、工装；传动部分完成运动形式、运动及动力参数的转变，如带传动、链传动、减速器、间歇机构等；控制部分及其他辅助系统对机器的自动化控制与管理是必不可少的重要组成部分，如信号采集发生器、编程控制器。 1.1.1 机器的组成和分析 1.1.1 机器的组成和分析 1.1.2 机器的组成要素 只能实现机械运动和力的传递与变换的装置称为机构，例如。内燃机中由曲轴、连杆、活塞和气缸组成曲柄滑块机构，齿轮机构，凸轮机构等。 运动的基本单元称为构件，构件可以是单一的零件，如曲轴(如图1-3所示)，也可以是由一些零件通过连接组成的刚性体，如内燃机连杆(如图1-4所示)。 零件是制造的基本单元，在各种机器中都可以用到的零件，叫通用零件，如螺栓、键、带轮、齿轮等；在特定类型的机器使用的零件叫专用零件，如