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机械设计 唐林第1页/共55页 2章节目录1.1 机械设计与现代科技产品1.2 课程研究对象及内容1.3 机械设计的基本要求和一般程序第2页/共55页 3章节学习要求机器机构构件零件通用零件专用零件弄清概念第3页/共55页 41.1 机械设计与现代科技产品 已有的或即将见睹应用的微型机械研究成果有： 210μm×100μm的滑块 直径为60 μm的静电电机 由原子直接排列而成的纳米齿轮 供情报收集的微型机械飞行虫 微型人造卫星 在人的血管中爬行的机器人 进行眼科手术的微型机械手第4页/共55页 5纳米齿轮第5页/共55页 6微型机械飞行虫机械蝇蚊子机器人微型飞行器第6页/共55页 7人造卫星第7页/共55页 8六足微型机器人第8页/共55页 9在人体动脉内游动的微型机器人第9页/共55页 10脊椎手术机器人第10页/共55页 11太空医生第11页/共55页 121.1 机械设计与现代科技产品 仿生机构研究研究人的肢体(手指、手腕、手臂和腿关节等)，研制出各种类型多自由度的机械假肢；研制仿生机器人探测管道故障；研制鱼游机构解决深水探测问题；研制各种类型的两足、四足、六足步行机，完成各种地形甚至是其他星球表面的探测任务。第12页/共55页 13肌电假臂肌电假指第13页/共55页 14仿生手指及手臂第14页/共55页 15机械假肢第15页/共55页 16吹笛机器人演奏竖琴的机器人第16页/共55页 17蛇形机器人第17页/共55页 18蛇形机器人第18页/共55页 19蚂蚁形机器人第19页/共55页 20机器金枪鱼第20页/共55页 21鱼形机器人第21页/共55页 22鱼形机器人第22页/共55页 23双足机器人第23页/共55页 24双足步行机第24页/共55页 25升降式步行机第25页/共55页 26四足步行机第26页/共55页 27五足步行机第27页/共55页 28六足步行机器人第28页/共55页 291.2 课程研究对象及内容机器种类有： 内燃机 汽车 机床 缝纫机 包装机 ……组成、功用、性能和运动特征各不相同 机械设计研究机器设计的共性理论，必须对机器进行概括和抽象。第29页/共55页 301.2 课程研究对象及内容机器 执行机械运动的装置原动机工作机机构 传递运动和力的构件系统 构件 机构中的运动单元 (如:曲轴、连杆)零件 组成构件的元件，制造单元 通用零件—具有同一功用和性能 专用零件—用于特定机械上的零件1 机械的组成第30页/共55页 31内燃机组成汽缸体排气阀活塞进气阀顶杆凸轮齿轮连杆曲轴第31页/共55页 32内燃机组成部分曲柄滑块机构(活塞、连杆、曲轴)第32页/共55页 33内燃机组成进气、排气机构(凸轮、顶杆)第33页/共55页 34内燃机组成齿轮机构第34页/共55页 35内燃机进气第35页/共55页 36压缩燃气第36页/共55页 37燃气燃烧膨胀第37页/共55页 38内燃机排气第38页/共55页 39内 燃 机燃气的热能 → 曲轴转动的机械能第39页/共55页 40洗 衣 机电动机的电能 → 波轮转动的机械能控制器电动机带传动(带轮、带)减速器波轮第40页/共55页 41蛋糕切片机电动机的电能 → 切片刀具的机械能第41页/共55页 42玩 具 鸡电动机的电能 → 小鸡跳跃的机械能第42页/共55页 43乌龟爬行电动机的电能 → 乌龟爬行的机械能第43页/共55页 44机械具有特征1 许多实物(机件)的组合体2 各组成部分(实物)间有确定的相对运动 （内燃机，爬行乌龟）3 工作时能够转换机械能，或做有效的机械功第44页/共55页 45原 动 机将非机械能转变为机械能 电动机 发电机 内燃机 第45页/共55页 46工 作 机 改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。汽车起重机机床第46页/共55页 47构 件曲 轴连 杆第47页/共55页 48连 杆连杆体连杆盖螺栓螺母轴瓦第48页/共55页 491.2 课程研究对象及内容2 研究对象和内容常用机构和通用零件的 工作原理 结构特点 基本设计理论和计算方法 标准零件的选用原则和计算方法第49页/共55页 501.3 机械设计的基本要求和一般步骤 1 基本要求 1.1 运动和动力性能要求 根据运动、载荷要求，确定机械的 工作原理 执行机构 传动方案第50页/共55页 511.2 工作可靠性要求 强 度 载荷作用下零件抵抗断裂或塑性变形的能力 刚 度 载荷作用下零件抵抗弹性