第1章機械設計基礎概論“機械設計基礎”是工科院校中的一門重要的基礎課，主要介紹機械中的常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法。本章將重點介紹我國機械發展簡史、機械的組成、本課程研究的對象和任務、機械零件的失效形式及設計準則、機械設計的基本要求及程序等。一、早期傳統機械二、中期近代機械三、現代機械1.2機械的組成機器是執行機械運動的裝置，用來轉換或傳遞能量、物料和信息。實例1.內燃機將熱能轉化為機械能氣缸體1活塞2進氣閥3排氣閥4連桿5曲軸6凸輪7齒輪9頂桿8內燃機組成1.2機械的組成進氣壓縮作功排氣工作過程1.2機械的組成組成：是多種人為實物的組合運動：各實物間具有確定的相對運動功能：完成有用功或者實現能量轉換機器機器的共同特征1.2機械的組成1.2機械的組成原動機：驅動機器完成預定功能的動力源工作機：完成機器預定功能的組成部分傳動系統：傳遞運動和動力。有機械傳動、電力傳動和液力傳動等。原動機傳動系統工作機控制系統輔助系統（潤滑、顯示、照明等本課程只研究機械傳動。

原動機：汽油機和柴油機。傳動系統：離合器、變速箱、傳動軸和差速器。工作機：車輪、懸掛系統和底盤。控制系統：方向盤和轉向系統、排檔桿、剎車及其踏板、離合器及其油門。輔助系統：油量表、速度表、里程表、潤滑油溫度表及蓄電平電流表、電壓表等為顯示系統；后視鏡、車門鎖、刮油器等為其它輔助系統；前后燈、儀表盤燈為照明系統；轉向信號燈和車尾紅燈為信號系統。機器組成實例控制器(控制)

帶(傳動)減速器(傳動)實例1：分析自動洗衣機的組成1.2機械的組成電動機(動力)波輪(執行)動力部分(發動機)工作部分(輪胎等)傳動部分(變速箱等)控制部分(方向盤、剎車、油門等)實例2：分析汽車的組成1.2機械的組成棘輪機構曲柄搖桿機構變換或傳遞運動的裝置。機構1.2機械的組成齒輪機構凸輪機構齒輪機構凸輪機構曲柄滑塊機構內燃機是由以下機構組成：組成：是多種人為實物的組合。運動：各實物間具有確定的相對運動。機構機構不能完成有用功或者實現能量轉換。機構的共同特征1.2機械的組成構件：機器的基本運動單元體零件：機器的基本制造單元體曲軸曲軸是一個構件，也是一個零件構件與零件1.2機械的組成連桿是一個構件，由若干零件組成。構件：機器的基本運動單元體零件：機器的基本制造單元體構件與零件連桿1.2機械的組成螺紋聯接件齒輪普通平鍵機械中普遍使用的零件。通用零件專用零件汽輪機葉片曲軸某種特殊機械中才使用的零件。零件1.2機械的組成構件機器制造單元運動單元變換傳遞運動形式完成有用功或能量轉換總結機械零件機構1.2機械的組成1.機構的組成分析3.通用零件的分析與設計研究內容2.常用機構的分析與設計1.3本課程研究的對象和任務構件是如何組成機構的？1.機構的組成分析1.3本課程研究的對象和任務機構的組成要素？1.機構的組成分析1.3本課程研究的對象和任務機構如何表達？1.機構的組成分析1.3本課程研究的對象和任務機構具有確定運動條件？1.機構的組成分析1.3本課程研究的對象和任務工作原理結構特點運動動力性能設計方法2.常用機構的分析與設計1.3本課程研究的對象和任務螺紋聯接件齒輪普通平鍵失效形式設計準則設計計算方法維護方法3.通用零件的分析與設計1.3本課程研究的對象和任務基礎課程專業課程技術基礎課機械設計基礎課程的地位承上啟下1.3本課程研究的對象和任務更接近工程實際課程的特點1.3本課程研究的對象和任務知識面更寬，適應性更廣1.4機械零件的失效形式及設計準則斷裂：零件在拉、彎、扭載荷作用下，當或時，就可能發生斷裂，屬強度不合格。

疲勞斷裂過載斷裂變形過大：時發生,屬剛度不合格。振動過大甚至共振：振幅超過了許用值。零件表面失效：

過大接觸應力作用造成。

膠合失效（黏著磨損）、點蝕（疲勞磨損）、磨損失效（磨粒磨損）、塑性變型。在化學腐蝕介質的接觸和作用下產生腐蝕失效。

1、機械零件的主要失效形式1.4機械零件的失效形式及設計準則

保證機械零件在要求的壽命內不出現各種失效。強度準則，剛度準則撓度偏轉角扭轉角振動穩定性準則使受激振作用的各個零件的固有頻率f與激振源的

頻率fp

錯開。通常應保證

fp

0.85f

或

fp

1.15f

磨擦學準則

驗算壓強

p≤[p]驗算pv

pv≤[pv]

驗算速度v≤[v]2、機械零件的設計準則1.5機械設計的基本要求及程序明確設計任務調查研究可行性論證總體設計技術設計樣機試制修改圖樣及工藝批量正式生產機械設計的一般過程1.6本課程的性質和任務綜合性、應用性很強的培養學生設計能力的專業技術基礎課。課前應具有必要的基礎理論和金屬加工工藝知識。

必要的先修課程有

高等數學幾何精度規范學機械制圖金屬材料學工程力學金工實習

1、課程性質（1）獲得認識、使用和維護機械設備的一些基本知識。（2）運用有關設計手冊、圖冊、標準、規范