机械设计基础课程（doc 59页）.docxVIP

课程名称：机械设计基础

使用教材：机械设计基础多媒体CAI教学教材

编者：王春香等

主讲：韩利

联系电话：5951633总学时：72

第一篇总论

第1章机械设计基础概论

【本章提示】

1、介绍机器、机构、机械、零件、部件等概念，明确本课程的研究对象、研究内容和任务。

2、阐明机械设计的基本要求及一般程序。

3、扼要介绍零件设计的基本知识。

1.1本课程研究的对象、内容和任务

1.1.1基本概念

1.机器、机构及机械

机械：机器和机构的总称。

机器：一种能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功或完成能量、物料和信息转换或传递的装置。

机构：能传递运动和动力或改变运动和动力参数、运动形式的机械传动装置

2．机器所具有的特征：

1.它们是人为的实物组合；

2.它们各部分之间具有确定的相对运动；

3.它们用来代替或减轻人类的劳动去完成有用的机械功或转换能量。

3．机器的组成：

原动机（动力部分）、工作部分、传动部分和操纵控制部分。

4．机器的分类（按用途的不同）：

1.动力机器：实现其他形式的能量与机械能之间的变换（如电动机）。

2.工作机器：做机械功或搬运物体（如轧钢机）。

3.信息机器：作信息获取或变换。

5．机构所具有的特征：

1．它们是人为的实物组合；

2．它们各部分之间具有确定的相对运动；

6．机器与机构的关系：

机器是由一个或若干个机构组成的。

7．零件和部件

零件：机器中不可拆卸的制造单元。（如齿轮）

部件；将完成共同任务的一组协同工作的零件分别装配和制造成的一个组合体。（如滚动轴承）常用机构：各种机械中普遍使用的机构。（如齿轮机构）

通用零件：在各种机器中都普遍使用的机械零件。（如螺栓）

专用零件：只在某些特定类型的机器中使用的零件。（起重机的吊钩）

1．1．2本课程的内容、性质和任务

1．内容：以一般工况条件下的常用机构和通用机械零、部件为研究对象，以它们的工作原理、运动特征、结构形式以及设计、选用和计算方法等为研究内容。

2．性质：重要的技术基础课。

3．任务：

1．培养学生正确的设计思想和创造性思维方法，了解和贯彻国家的技术经济政策和法规。

2．熟悉常用机构和通用零件的工作原理、结构特点和应用场合。

3．掌握通用零部件的选用和设计的基本方法，初步具有正确运用各类标准、规范、手册、图册、CAD及网络信息等工程技术资料，设计简单机械传动装置的能力。

4．适当了解机械设计的革新和发展，扩大学生的视野，使所学知识具有时代气息。

1.2机械设计的基本要求及一般程序

机械设计是为了实现机器的某些特定功能要求而进行的创造过程，它可以开发创造出新产品，或对现有机械局部进行创新改革。概括地说，就是设计人员按照所设计的机械需要具备的功能，运用设计理论、方法和技能，通过创造性思维和实践活动，把该机械的系统及其零部件的参数和具体结构用图纸和文字（实物或电子手段）等技术文件表达出来。

1.2.1机械设计的基本要求

1.使用要求

2.可靠性和安全性要求

3.经济性要求

4.其他要求

1.2.2机械设计的一般程序

1.规划和准备阶段

2.方案设计阶段

3.技术设计阶段

4.试验分析阶段

1.3机械零件设计的基本知识

1．3．1机械零件设计的基本知识

1．失效：由于某些原因不能在既定的工作条件和使用期限内正常工作；即丧失工作能力或达不到设计功能的现象。

2．工作能力：在不发生失效的形式下，零件所能安全工作的限度。

3．机械零件的主要失效形式：

1、断裂：疲劳断裂、过载断裂；

2、表面失效：疲劳点蚀、胶合、磨损、压溃、腐蚀；

3．过量变形：塑性变形

4．破坏正常工作条件而引起的失效。

1．3．2机械零件的工作能力计算准则.

1、强度：零件抵抗整体断裂、塑性变形和表面失效的能力。σ≤〔σ〕τ≤〔τ〕

σ：最大计算正应力（MPa），τ：最大计算剪应力（MPa）

〔σ〕：许用正应力：（MPa），〔τ〕：许用剪应力（MPa）

2、刚度：零件受载后抵抗弹性变形的能力。f≤〔f〕

f：零件工作时的广义变形，包括挠度、偏转角、扭转角〔f〕：零件工作时的广义许用变形。

3、耐磨性：指做相对运动的零件工作表面抵抗磨损的能力。

1）磨损的过程

（1）磨合磨损阶段

（2）稳定磨损阶段

（3）剧烈磨损阶段

2）磨损的类型

磨粒磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损。

3）耐磨性计算p≤〔p〕

p：零件工作表面的压