学习机械设计基础：认知与分析

学习“机械设计基础”课程要先学会认知机器与机构，主要包括认识机器的外观和结构组成，了解组成机器的常用执行机构及机械传动机构的组成和功能，了解支撑传动的通用机械零部件的结构和它们的功能，学会对它们进行结构分析，这样你将有一个学习“机械设计基础” 课程的良好开端。建议3～5人组成学习小组，充分利用网络教学资源，完成下面的学习任务。

网站浏览

1.解释机器的含义。

2.了解机器与机构的区别和联系。

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3.结合主体教材图1-1-1带式输送机示意图，完成下列问题。

（1）分析工作原理。

（2）带式输送机的用途是什么？

（3）分析机器的几大组成。

4.结合主体教材图1-1-7单缸四冲程内燃机示意图，完成下列问题。

（1）分析工作原理。

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（2）概述单缸内燃机中的曲柄滑块机构是由哪些构件组成的，它们的作用是什么。

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应知应会

机器的组成主要有原动机部分、传动部分、执行部分、控制部分和辅助部分。动力部分是机器的动力来源，它将各种能量（如热能、电能等）转变为机械能；工作部分是直接实现机器特定功能、完成生产任务的部分。传动部分按工作要求将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。控制部分是控制机器启动、停车和变更运动参数的部分。

资源浏览

1.小组讨论机器拆装时应该注意哪些问题。

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2.什么叫失效？零件的失效形式有哪些？（该内容是机械设计的重要参考因素）

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3.小组讨论构件与零件的区别和联系。

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多学一手

机械符合“三化”要求。

标准化、系列化和通用化统称“三化”。采用“三化”的重要意义如下：(www.xing528.com)

（1）减轻设计工作量，以便把主要精力用在关键零部件的设计工作上；

（2）便于安排专门工厂采用先进技术大规模地集中生产标准零部件，有利于合理使用原材料，保证产品质量和降低制造成本；

（3）可以减少技术过失的重复出现；

（4）增大互换性，便于维修工作；

（5）有利于增加产品品种，扩大生产批量，达到产品的优质、高产和低消耗等。

“三化”程度的高低也常是评定产品的指标之一。“三化”是我国现行的很重要的一项技术政策。

集思广益

（1）小组长组织本任务的学习与考核，相互交流学习心得，写出问题答案。

（2）用书面的形式提交考核结果，小组集体预习下一学习任务。

1.分析图牛头刨床的组成及工作原理，归纳机器的功用。

2.根据你对自己将来职业的规划，结合所学专业的特点，谈谈你将怎样学习“机械设计基础”这门课程。

知识积累

机械零件的设计准则

设计准则主要有以下几种。

1.强度准则

强度是零件应满足的基本要求。强度指零件在载荷的作用下抵抗断裂、塑性变形及表面失效的能力。强度可分为整体强度和表面强度（接触强度和挤压强度）两种。

整体强度的判定准则为：零件在危险截面处的最大应力不应超过允许的限度，即

而

或

式中：σlim，τlim——材料的极限正应力和切应力；

S——安全系数。

另一种表达形式为：危险截面处的实际安全系数S应大于或等于许用安全系数［S］，这时强度条件可以写成S≥［S］。

在载荷作用下，两零件表面理论上为点或线接触，考虑到弹性变形，实际上为很小的面接触。在反复的接触应力作用下，表面接触强度的判定准则为：零件接触处的接触应力σH应该小于或等于许用接触应力值［σH］，即σH≤［σH］

通过局部配合面间的接触来传递载荷的零件，在接触面上的压应力称为挤压应力。挤压应力过大，会发生表面塑性变形、表面压溃等。挤压强度的判定准则为：挤压应力σp应小于或等于许用挤压应力［σp］，即σp≤［σp］

2.刚度准则

刚度是指零件受载后抵抗弹性变形的能力，其设计计算准则为：零件在载荷作用下产生的变形量应小于或等于机器工作性能允许的极限值。各种变形量计算公式可参考材料力学教材。

3.散热性准则

零件工作时如果温度过高，将导致润滑剂失去作用，材料的强度极限下降，引起热变形及附加热应力等，从而使零件不能正常工作。散热性准则为：根据热平衡条件，工作温度t不应超过许用工作温度［t］，即t≤［t］。