第1章 机械设计基础概论

机械设计基础

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第1章1.1

绪论本课程研究对象和基本概念本课程的主要内容和任务设计要求、准则、方法和步骤

1.2

1.3

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1.1本课程研究对象和基本概念人们为了满足生产和生活的需要，设 计和制造了各种个样的机器，如汽车、起 重机、洗衣机以及各种机床。尽管这些机 器的结构、性能和用途各不相同，但他们 具有一些共同特征。 (图1-1)

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1-缸体；2-活塞；3-连杆；4-曲轴；5、6-齿轮；7-凸轮；8-阀杆

1-2单缸四冲程内燃机

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总的来说，机器有三个共同的特征： (1)都是人为的各种实物的组合； (2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动； (3)可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或 转换机械能。 同时具有以上三个特征的实体组合称为机 器，机器一般由动力装置、传动装置、执行装置 和操纵控制及辅助装置四个部分组成。此外仅具 备前两个特征的称为机构。

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所谓的机构是具有确定相对运动各种 实体组合，能实现预期的机械运动，主要 用来传递和变换运动。(图1-2) 由此可见，机器是由机构组成的，但 从运动角度来分析，两者并无区别，工程 上将机器和机构统称为机械。

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零件是组成机器的最小单元，也是机器的 制造单元，机器是由若干个不同的零件组装而成 的。各种机器经常用到的零件称为通用零件。特 定的机器中用到的零件称为专用零件。 构件是运动的最小单元，可由一个或多个 零件组成 (图1-3)、齿轮轴构件 部件是装配的单元体，如滚动轴承、离合 器等

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1.2本课程的主要内容和任务机械设计基础主要研究机械中常用机 构和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。

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1.3设计要求、准则、方法和步骤基本要求：使用功能要求；可靠性要求；制造工 艺和经济性要求；通用性要求；其他特殊要求。 设计准则：强度准则、刚度准则、寿命准则、振 动稳定性准则、可靠性准则。 传统设计方法：理论设计、经验设计、模型试验 设计 一般步骤：1、拟定设计任务书；2、方案设计；3、 技术设计；4、编制技术文件 机械现代设计方法 :优化设计方法、计算机辅助设 计、机械可靠性设计、机械系统设计、机械动态设计、 有限单元法。

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本课程的特点： 1、本课程综合运用高数、工程力学、制图等知 识去解决常用机构、通用零件的设计等问题 2、学生一接触本课程就会产生“没有系统性”、 “逻辑性差”等错觉，本课程中，虽然不同研究对象 所 涉及的理论基础不同,且相互之间无多大关系，但最终 的研究目的只有一个，即设计出能应用的机构、零件 等。本课程的各部分内容都是按照工作原理、结

构、 强度计算和使用维护的顺序介绍的，有其自身的系统 性，学习时应注意这一特点。

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3、由于实践中的问题很复杂，很难用纯理 论的方法来解决，因此，常常采用很多经验公式、 参数以及简化计算等，这样往往会给学生造成 “不讲道理”、“没有理论”等错觉，这点必须 在学习过程中逐步适应。 4、计算对解决设计问题虽然很重要，但并 不是唯一所要求的能力。学生必须逐步培养把理 论计算与结构设计、工艺等结合起来解决设计问 题的能力。

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图1-1

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图1-3

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套筒

连杆体 螺栓 垫圈 螺母 轴瓦

连杆盖

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