第一章 机械设计概论 1-1 基础知识 一、机器的基本组成要素 在一部现代化的机器中,常会包含着机械、电气、液压、气动、润滑、冷却、控制、监测等系统的部分或全部,但是机器的主体,仍然是它的机械系统。机械系统总是由一些机构组成;每个机构又是由许多零件组成。所以,机器的基本组成要素就是机械零件。 机械零件可分为两大类:一类是在各种机器中经常都能用到的零件,叫做通用零件,如螺钉、齿轮、链轮等;另一类是在特定类型的机器中才能用到的零件,叫做专用零件,如叶片、螺旋桨、曲轴等。 二、设计机器的一般程序 一部新机器的设计过程大致有以下几个阶段。 1 )计划阶段 计划阶段是设计机器的预备阶段,其目标是拟定出设计任务书。在此阶段,要根据社会和市场的需求,明确所设计机器的功能范围和性能指标;根据现有的技术资料进行可行性研究,明确设计中要解决的关键问题,最后形成设计任务书。设计任务书应包括机器的功能、经济性估计、制造要求、基本使用要求、预计设计期限等。 2 )方案设计阶段 本阶段对设计机器的成败起关键的作用,其目标是确定一个原理性的设计方案。在此阶段,要按设计任务书的要求,提出可能采用的多种方案,并对这些方案在技术、经济、可靠性等方面进行综合评价,最后进行决策,确定一个可进行技术设计的原理图或机构运动简图。 3 )技术设计阶段 技术设计阶段是产生总装配草图及部件装配草图。在此阶段,要按已确定的设计方案,进行运动学、动力学计算,零件的工作能力计算和结构设计,最后绘制出总装配图、部件装配图和零件图。在这一过程中,计算、绘图、修改常常是反复交叉进行的。本阶段所涉及的问题是机械设计课程最主要的研究任务。 4 )技术文件编制阶段 技术文件编制阶段是设计机器的最后一个阶段,其目标是编写出机器的设计计算说明书、使用说明书等文件。设计计算说明书中应包括方案选择和技术设计的全部结论性内容;使用说明书应向用户介绍机器的性能参数范围、使用操作方法、日常保养及简单的维修方法、备用件目录等。 三、设计机器应满足的基本要求 l)使用功能要求。所设计的机器必须实现预定的使用功能。为此,正确地选择机器的工作原理是最重要的。此外,还应正确地选择执行机构和机械传动方案等。 2)经济性要求。机器的经济性是一个综合性指标,它要求设计和制造的成本低,生产周期短,使用机器的生产率高,效率高,能源和原材料消耗少,维护和管理费用低等。 3)...