1、機械設計基礎國家級精品課程教材電子工業出版社主編：唐林虎副主編：張亞萍等 第1章 總論第1章 總論 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 1 1.2 本課程的地位、內容與任務 21.3 本課程學習的目的、方法與特點 31.4 機械設計的基本要求和一般步驟 4 課后習題參考答案教學要求（1）明確學習本課程的目的、內容、特點及方法；（2）理解機械的組成； （3）掌握機器、機構、構件和零件等專業術語的涵義及區 別、聯系；（4）了解機械設計的基本要求和設計步驟 重點與難點重點：機器、機構、構件和零件之間的區別與聯系，機械設計 的基本要求和一般步驟。 第1章 總論 機械發展的歷史是一部創新的歷史，機械

2、設計的發展按時間可分為三個階段: 第一階段：從古代社會至17世紀為機械設計起源和古代機械設計階段； 第二階段：從17世紀至第二次世界大戰結束為近代機械設計階段； 第三階段：從第二次世界大戰結束至今為現代機械設計階段。1.1.1 機械設計發展概述 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 1機械設計起源和古代機械設計1.1.1 機械設計發展概述 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 第一階段余姚河姆渡遺址 石鏟 早期：石器的使用標志著機械設計起源和古代機械設計階段的開始。 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 周易中記載的機械產品 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 秦漢時期的機械產品 成

3、熟期： 到秦漢時期，我國機械設計和制造已達到相當高的水平，在世界機械工程史上占有十分重要的位置。1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 造紙術 全面發展期：唐代是我國機械發展進入的一個新時期，與許多國家開展了經濟、文化和科學技術的交流。陶瓷1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 達芬奇的機械設計圖 到了近代特別是從18世紀初到19世紀40年代，由于經濟社會等諸多原因，我國的機械行業發展停滯不前。2近代機械設計 近代機械設計這一時期，對機械設計提出了很多要求，各種機械的載荷、速度、尺寸都有了很大的提高，因此機械設計理論也在古典力學的基礎上得到了迅速發展。材料力學、彈性力學、流體力學、機械力學、疲

4、勞強度理論等都取得了大量的成果，建立了自己的學科體系。1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 達芬奇的機械設計圖 第二次世界大戰之后，現代社會機械廣泛應用于生產、生活等各個領域，并已成為衡量一個國家技術水平和現代化程度的重要標志。 3現代機械設計 我國在現代機械設計方面起步較晚，但經過多年的努力，我國在現代設計方法的研究方面已經取得了可喜的成績，現在的中國可以自豪的稱為“世界的工廠”，“Made in China”已是世界聞名。 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 機器由動力部分、傳動部分、執行部分、控制系統和輔助系統五部分組成。1.1.2 機械系統的組成1.1 機械設計的發展及機械系統的

5、組成 動力部分是驅動整部機器以完成機器預定功能的動力源，包括動力機及其配套裝置。如轎車中的發動機。1動力部分2執行部分 執行部分包括執行機構和執行構件，其功能是驅動執行構件按給定的運動規律運動，以實現預期的工作，即為用來完成機器預定功能的組成部分。如轎車的車輪。 3傳動部分 傳動部分是把動力部分的運動和力傳遞給執行部分的中間裝置。如轎車中的離合器、變速箱、傳動軸、差速器等。1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 操縱和控制系統是為了使動力部分、傳動部分、執行部分彼此協調工作，并準確可靠地完成整機功能的裝置。如轎車中的轉向盤、排擋桿、剎車、節氣門等。4操縱和控制系統5輔助系統 輔助系統使機器能更

6、好的完成預定功能，包括照明燈、消音減震設備、冷卻、潤滑和降溫設備等。如轎車中的儀表、車燈、刮水器等都屬于輔助系統。 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 機械系統的組成 1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 人們在生產和生活中廣泛使用著各種類型的機器，如內燃機、起重機、金屬切削機床、汽車、洗衣機、縫紉機、電視機等。1機器 1.1.3 機器、機構、零件、構件與部件 內燃機 機器和機構一般總稱為機械，即為本課程的研究對象。1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 牛頭刨床點擊動畫1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 抽油機點擊動畫1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 機器人焊機點擊動畫1.1

7、 機械設計的發展及機械系統的組成 機器人裝配點擊動畫1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 1.1.3 機器、機構、零件、構件與部件 點擊動畫 活塞下行，進氣閥打開，燃氣被吸入汽缸活塞上行，進氣閥關閉，壓縮燃氣點火后燃氣燃燒膨脹，推動活塞下行，經連桿帶動曲軸輸出轉動 活塞上行，排氣閥打開，排出廢氣工作過程：1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 1.1.3 機器、機構、零件、構件與部件 ）由許多構件經人工組合而成。 ）這些構件之間具有確定的相對運動。 ）可代替人的勞動，轉換機械能（如內燃機可將熱能轉換為機械能）或完成有用的機械功（如金屬切削機床的切削加工）。 機器的共同特征1.1 機械設計的發

8、展及機械系統的組成 1.1.3 機器、機構、零件、構件與部件 機構：具有機器前兩個特征的多構件組合體稱為機 構。 構件：機器中運動的基本單元；零件：機器中最小的制造單元；部件：為實現一定的運動轉換或完成某一工作要求，把若干 構件組裝到一起的組合體稱為部件。 機器組成部件1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 機構部件1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 機器組成部件1.1 機械設計的發展及機械系統的組成 通用零件： 在各種機器中經常使用的零件。 如：螺栓、螺母專用零件： 僅在特定類型機器中使用的零件，如：活塞，曲軸。零件分類通用零件 專用零件 1.2 本課程的地位、內容與任務 1.2.1 本

9、課程的地位1.2.2 本課程的內容本課程是一門技術基礎課，要綜合運用數學、力學、制圖、金屬材料及熱處理、互換性與技術測量等課程的知識，解決常用機構和通用零部件的設計問題。它研究的是各種機械所具有的共性問題，是從基礎課到專業課之間的聯系環節，起著承上啟下的作用。研究常用機構的工作原理、結構形式、運動特性及設計方法。 介紹機械系統的設計思路和設計方法。 1.2 本課程的地位、內容與任務 1.2.3 本課程的任務本 （1）掌握常用機構和通用零部件的工作原理、結構特點、應用場合和運動設計的方法； （2）具備正確選擇常用機械零件的類型、代號等基礎知識； （3）獲得正確使用和維護機械設備的基本知識； （4

10、）具有運用標準、規范、手冊以及查閱有關技術資料的能力，為后續的專業課程及相關的技能訓練奠定必要的基礎。1.3本課程學習的目的、方法與特點1.3.1 本課程學習的目的 （1）通過對本課程的學習，使學生對常用機械的傳動原理、結構形式、運動特性有正確的了解； （2）初步具備運用機械設計資料來設計常用的機械傳動裝置和簡單機械的能力，為學生將來從事機械新型產品的設計與開發提供必要的理論基礎； （3）使學生具備正確使用、維護設備和分析其故障的能力。 1.3本課程學習的目的、方法與特點1.3.2 本課程學習的方法1著重理解基本概念2建立工程觀點3將一般原理和方法與具體運用相結合4學會創新1.3.3 本課程學習的特點 （1）與基礎課相比，更接近工程實際，與專業課相比，有更寬的研究面和更廣的適應性； （3）該課程專業跨度大、層次多、覆蓋面廣，是一門應用科學。 （4）機械設計是一項創造性的工作， （2）本課程主要分為理論教學、實驗課和課程設計三大環節。 1.4 機械設計的基本要求和一般步驟 1.4.1 機械設計的基本要求 1. 使用功能要求2. 工作可靠性