机械设计基础教材.docx

机器设计概述
第一节本课程的性质和研究工具
一、课程概述
机器设计是凭据社会需求所提出的机器设计任务，综合应用今世种种先进技能结果，运用种种适用的设计要领，设计出满足使用要求，技能先进、经济公道、外形美观、综合性能好，并能会合反应先进生产力的产物；也可能是在原有的机器设备底子上作局部革新，以优化结构，增大机器的事情能力，提高效率，低落能耗，淘汰污染等，这些都是机器设计领域应该考虑的问题。机器设计是一门综合的技能，是一项庞大、细致和科学性很强的事情，涉及许多方面，要设计出及格的产物，必须分身众多因素。下面简述几个与机器设计有关的根本问题。
1、机器设计应满足的根本要求
使用要求——具有可靠稳定的事情性能，到达设计要求。使用要求包罗功效要求和可靠性要求。
经济要求——要到达呆板自己本钱低，用该呆板生产的产物本钱也要低。
外观要求——包管人身宁静，操纵方便、省力。
别的另有：噪音、起重、运输、卫生、防腐化、防冻等方面的要求。
机器零件的失效形式和设计准则
零件的失效形式
失效——零件失去设计时指定的效能称为零件失效。
失效和破坏不是一回事，失效并不即是破坏，也就是说有些零件理论上是失效了，如齿轮的齿面点蚀、胶合、磨损等失效形式出现后，零件还可以事情，只不外是事情的状况不如原来的好，可能会出现噪声等。一般情况下零件破坏后就不能再事情了，也可以说破坏是绝对的失效，如齿轮的轮齿折断是失效，也是破坏。
2、常见的零件失效形式有：强度失效、刚度失效、磨损、失稳和其他。具体的失效形式有①整体断裂；②过大的残余变形；③零件外貌破坏（腐化、磨损、打仗疲劳）。失效尤以腐化、磨损、疲劳破坏为主（有资料介绍再1378项机器零件的失效中，腐化、磨损、疲劳破坏占73.88%断裂仅占4.79%）。
三、本课程的根本要求和学习要领
1、本课程的根本要求
本课程的任务是使学员掌握常用机构和通用零件的根本理论和根本知识，开端具有阐发、设计能力，并得到须要的根本技能训练，同时培养学生正确的设计思想和严谨的事情作风。通过本课程的讲授，应使学生到达下列根本要求：
（1）熟悉常用机构的组成、事情原理及其特点，掌握通用机构的阐发和设计的根本要领。（2）熟悉通用机器零件的事情原理、结构及其特点，掌握通用机器零件的选用和设计的根本要领。（3）具有对机构阐发设计和零件设计盘算的能力，并具有运用机器设计手册、图册及尺度等有关技能资料的能力。（4）具有综合运用所学知识和实践的技能，设计简朴机器和简朴传动装置的能力。
2、本课程的学习要领
本课程是从理论性、系统性很强的底子课和专业课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点。因此，学员在学习历程中，必须多视察、细思考、勤练习、常总结。视察生活、生产中遇到的种种机器，熟悉典范结构，增强感性认识；思考明晰本课程的根本观点，注意种种知识的联系，融会领悟；勤练根本技能，提高阐发能力和综合能力；实时总结、消化掌握课程内容，归纳学到的种种技能要领。特别应注重实践能力和创新精神的培养，提高全面素质和综合职业能力。
四、本课程的学习内容和任务
本课程的根本内容可分为机器原理和机器零件设计两大部门，是综合应用各先修课程的底子理论知识，结合生产实践知识，研究机器中的常识趣构和一般事情条件下的常用参数范畴内的通用零、部件，研究其事情原理、特点、应用、结构和根本设计理论、根本盘算要领，研究机器设计的一般原则和设计步调，研究常用零部件的选用和维护等共性问题。因此，本课程是工科类各专业一门重要的技能底子课，起着“理论过渡到实际、从底子过渡到专业“的承前启后的桥梁作用。
通过本课程的学习和实践性训练，要求到达：
了解使用、维护和治理常用机器设备的一些底子知识。
开端掌握常用机构的性能、应用场所、使用维护等底子知识。
具备正确选择常用机器零件的类型、代号等底子知识。
开端具备机器设计传动的运用手册设计简朴机器的能力。
第二节平面机构的自由度
一、机构的组成
1.1运动副的观点

当由构件组成机构时，为了使各构件间具有一定的相对运动，需要以一定的方法把各个构件相互联接起来，并且每个构件至少必须与另一构件相联接。这种使两构件直接打仗并能产生一定形式的相对运动的联接称为运动副。如轴1与轴承2的配合(图15-1a)，齿轮1与齿轮2的轮齿间的啮合(图15-1b)，滑块2与导轨1的打仗(图15-1c)等等，就都组成了运动副。

(a)(b)(c)
图1-1

运动副凭据两构件间的打仗特性可分为高副和低副。高副指两构件通过点打仗或线打仗组成的运动副，如图1-2中齿轮1与2、凸轮3与从动杆4、车轮5与轨道6分别在A处组成高副。这时，两构件的相对运动是绕A点的转动和沿切线偏向的移动，而沿法线偏向的移动被运动副限制了。低副指两构件通过面打仗组成的运动副，如图1-3所示。

图1-2高副