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机械力学与结构设计

文档名称:机械力学与结构设计
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文档大小:6210KB
上传者:whxlys
添加时间:2017/06/17
内容摘要:
绪论
本课程研究的对象
本课程以机构和机器为研究对象。
机器的种类很多,其结构、性能和用途都各不相同。例如图0-1所示的内燃机,其主体部分
是由曲轴4、连杆3、活塞10和缸体11等组成。燃气在缸体内腔燃烧膨胀推动活塞移动,再通
过连杆带动曲轴绕其轴心转动。为使曲轴能连续转动,必须定时送进燃气、排出废气,这是由缸
体的两边所装置的凸轮7、推杆8等定时启闭进、排气门来实现的。齿轮1、18将曲轴4的转动
传给凸轮7,使进、排气门的启闭与活案10的移动位置建立起一定的配合关系。以上各实物协
14
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18
18
图0-1
同工作,将热能转变为机械能,使曲轴4输出运动,作出有用的机械功
又如我们在金工实习中所见到的牛头创床,电动机的转动经带传动、齿轮传动和一个导杆机
构变为刨头上创刀的往复直线移动,从而产生创削动作。同时,动力还通过其他辅助部分带动丝
杠间歇回转,使工作台作横向移动,从而实现工件的进给动作。牛头刨床靠各实物之间的协调动
作,实现对工件的创削加工,作出有用的机械功。
从上面所举的两例可见,虽然各种机器的构造、性能及用途不同,但是从它们的组成、运动和
功能来看却存在如下三个共同特征:
(1)它们是人为的实物的组合;
(2)它们各部分之间具有确定的相对运动
(3)它们用来代替或减轻人类的劳动,完成有用的机械功(如起重机、金属切削机床)或转换
机槚能(如内燃机、发电机)。
凡同时具有以上三个特征的称为机器;仅具备前两个特征的则称为机构。由图0-1可知,内
燃机为机器,它由曲柄滑块机构、凸轮机构和齿轮机构等组成。由此可见,机器主要由机构组成,但
从构成和运动的观点看,机器和机构并无区别。在工程上,通常又把机器和机构统称为机械。
从功能上看,机构与机器的根本区别在于机构的主要功能是传递运动和力,而机器的主要功
能除能传递运动和力之外,还能变换机械能或完成有用的机械功。
随着科学技术的发展,“机器”一词的含义已有所改变。对于现代机器,则可定义为:“机器是
执行机械运动的装置,用来变换或传递能量、物料与信息,以代替或减轻人的体力和脑力劳动。”
根据用途不同,现代机器可分为动力机器(电动机、内燃机等)、加工机器(金属切削机床、织
布机等)运输机器(升降机、汽车等)信息机器(机械积分仪等)等。另外,还将无人直接参与而
能按一定程序自动完成某些生产工艺过程的单机,称为自动机,如自动机床等;将通过自动运输
装置联接起来,且能自动完成生产过程的自动机群和控制系统的组合,称为自动线,如箱体生产
自动线等。
对于机构,其含义也随着科学技术的发展而有所变化。如果机构中除刚体外,液体或气体也
参与运动的变换,则该机构相应称为液压机构或气动机构。
一台完整的机器一般由原动部分、传动部分和执行部分所组成。如載重汽车,内燃机是其原
动部分,车轮是其执行部分,离合器、变速箱、传动轴、差速器等是其传动部分。
对于自动机,除上述三部分外,还需有自动控制部分,如数控机床的数控系统等。
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、齿轮机构、齿轮系和间歇
运动机构等。
二、机械设计的基本要求和一般程序
机械设计是指规划和设计实现预期功能的新机械或改进原有机械的性能。
设计机械应满足的基本要求是;在满足预期功能的前提下,性能好、效率高、成本低,在预定
使用期限内安全可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。
机械设计的过程是一个创造与继承相结合的过程。机械设计没有一成不变的程序,应根据
具体情况面定。这里仅介绍一般设计程序。人们经过长期的实践和总结,将广泛实施和应用的
设计程序归纳成图0-2所示的框图程序。
设计阶段
设计程序内容与设计步
阶段设计目标
市场需要
提出設计任务
设计任务书
计划
需求水平分析
可行性研究报告
明确任务耍求
任务要求明细表
确定工作原理
功能分析
总体设计
械运动筒图方案的设计与研
评价
机械运动简图
机械运动简图方案的決策与优仙十設计计算说明书
机椒构形設计
技术设计
选择材料、决定尺寸
<
评价
决策、确定結构、形状与尺寸
装配草图
8装图设計
施工图
施工图设计
部件设计
设计计算说明书
し件設计-际准,通用件明细?
技术文件编制
使用说明书
图0-2机械设计的一般程序框图
各设计阶段扼要说明如下
1.计划阶段
核心是设计任务的可行性研究。要根据市场需要,进行技术经济分析论证。如果论证结论
为可行,则要将设计任务具体化。
2:总体方案设计阶段
核心是确定工作原理及拟定整机机械运动筒图。本阶段是整个设计成败的关键,必须通过
多方案的讨论与评价后,再慎重决策。同时应确定相关的辅助系统的具体没计方案。
3.技术设计阶段
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