机械设计基础.pptxVIP

;机器是各组成部分具有确定相对运动的、可代替人做有用的机械功或实现能量转换的人为实物组合。图0-1所示的单缸四冲程内燃机就是一种机器，其作用是将燃气的热能不断地转换为回转机械能。;图0-1单缸四冲程内燃机;该内燃机的工作原理如下：

活塞4上下往复移动，曲轴2及与其固定连接的齿轮10、飞轮11连续转动，与大齿轮9相连的凸轮8推动挺杆7有规律地上下运动。齿轮10和齿轮9的齿数比为1∶2，以保证曲轴2每转两周时进气阀5和排气阀6各启闭一次。四个冲程依次为：进气(曲轴2及与之固连的飞轮11靠惯性转动，并通过曲轴2和连杆3带动活塞4向下运动，此时排气阀6关闭，进气阀5打开，以输入新鲜的油雾和空气)，压缩(进、排气阀关闭，在飞轮的惯性转动作用下，活塞4向上运动缩小空间，使油、气混合物压缩升温)，膨胀(进、排气阀关闭，燃气燃烧膨胀推动活塞4向下运动，并通过连杆3带动曲轴2及相应的齿轮、飞轮、凸轮转动)，排气(进气阀5关闭，排气阀6打开，活塞在飞轮带动下向上运动缩小空间以排除废气)。;零件是机器中的基本制造单元。在图0-1所示的内燃机中，齿轮、凸轮、曲轴、连杆、螺钉等都是零件。零件可分为通用零件和专用零件。通用零件是各类机器中广泛使用的零件(如齿轮、螺栓、轴等)，专用零件是仅出现在某些类机器中的零件(如内燃机曲轴、活塞、连杆，汽轮机叶片等)。一套协同工作以完成共同任务的零件组合常称为部件。部件亦可分为通用部件与专用部件，如减速器、滚动轴承和联轴器等属于通用部件，而汽车转向器则属于专用部件。在现代工业中，零件也常用来泛指零件和部件。;构件是机器的运动单元体(包括运动速度为零的单元体)，亦称为“杆”。在图0-1所示的内燃机中，活塞4、连杆3、曲轴2、凸轮8、挺杆7、汽缸体1等都是构件。

机构是实现某种特定运动的构件组合。在图0-1所示的内燃机中，活塞4、连杆3、曲轴2和汽缸体1组成曲柄滑块机构；凸轮8、挺杆7和汽缸体1组成凸轮机构；齿轮9、10和汽缸体1组成齿轮机构。各种机械中普遍使用的机构称为常用机构，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机??及间歇运动机构等。从研究运动和受力情况来看，机器与机构并无区别。因此，习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称。;需要指出的是：一台机器可以只有一种机构(如鼓风机、电动机等)，也可由多个机构组成(如内燃机和工业上使用的大多数机器)；构件可以是一个零件(如内燃机中的曲轴)，

也可由多个零件构成，例如内燃机中的连杆就是由连杆体1、螺栓2、连杆盖3及螺母4等零件组成的(见图0-2)。;图0-2构件与零件

(a)曲轴；(b)连杆;根据用途不同，习惯上常将机械分为原动机和工作机。原动机是将其他形式的能量转换为机械能的机械，如内燃机、电动机分别将热能和电能变换为机械能。工作机是利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机械，例如发电机可变换机械能为电能，起重机、运输机可传递物料，金属切削机床、轧钢机、织布机等可变换物料外形，录音机可变换和传递信息等。;现代机器一般由动力、传动、控制与反馈、执行四个基本部分组成。其中，动力部分提供能量(以电动机和内燃机使用最广)；传动和执行部分(由各种机构组成)转换、传递能量

或利用能量做有用的机械功以实现物料、信息的变换；控制反馈部分(包括各种控制机构、电气装置、计算机和液压、气压系统等)实现人机交流。

设计是指为满足一定要求而进行研究、分析、构思、计算、绘图、实验、决策的创造过程。机械设计是指规划和设计预期功能的新机械或改进原有机械的性能。;0.2.1机械设计的基本要求

现实中的机械多种多样，因而相应的设计要求可能有所不同，但共同的基本要求可用八个字来概括，即适用、可靠、经济、美观。

适用指的是应满足预期的功能要求，技术性能良好。例如，轿车要求有良好的乘坐、驾驶舒适性以及良好的加速性能等；机床要求有较高的生产率和精度以及适当的加工范围等。机器是需要人操纵控制的，机器使用一段时间总会出现材料老化、零件磨损等问题。因此，机器的适用还应

包括良好的操作性和维护性。;可靠指的是要有良好的性能稳定性和可靠的安全防护装置。前者是指在预期的使用期限内，实现预定功能的概率要高；后者是指在误操作或偶然事件作用下要能避免出现损坏机器或人身伤害等事故。

经济指的是机器的研制费用、使用费用应尽可能低，生产效率尽可能高，使用寿命尽可能长，也就是要求有尽可能好的综合经济效果(Q综)。如图0-3所示，机器使用中的经济效果受到两方面的影响：其一是购买费(Q初)与使用费(Q用)之和，它是支出(负值)；其二是机器发挥作用后创造的经济效益(Q效)(正值)。在使用过程中，随着某些零部件的逐渐老化和磨损，需要停机