《机械设计基础》课程教学资源（教案讲义）第01次课 绪论

课绪论学内容1.简单回顾机械的发展历史，阐明人类在文明进程中进行机械创新设计的知识积累和不断探索，为我们提供了认识和改造客观世界的基础2.阐述机械设计基础研究的对象。3.本课程的性质、特点和学习方法。4.机械设计的基本要求和一般过程。教学要求1.了解机械发展的趋势。2.了解机器的组成及其特征。3.熟悉机器、机构、构件、零件的概念及其区别。4.掌握本课程的学习方法。教学重点本课程的研究对象、研究内容。教学难点机构、构件、零件、部件的概念及其区别。教学方法与手段采用多媒体和案例，激发学生的学习兴趣；采用动画演示，注重启发引导式教学。教学过程组织：绪论课是非常重要的，好的绪论课可以激发学生的学习兴趣，求知欲望，对后面的学习起促进作用。选用教材：《机械设计基础》，主编：邓昭铭、张莹；副主编：卢耀舜、周杰，出版社：高等教育出版社，2013年，第三版。推荐参考书：《机械设计基础》，主编：黄华梁、彭文生，出版社：高等教育出版社，第4版：2009年。机械是人类用以转换能量和借以减轻体力劳动、提高生产率的主要工具。提问：大家知道的机械有哪些？比如：洗衣机、汽车等。最古老的机械有什么？杠杆、斜面等。我国古代在机械研制方面有许多杰出的发明创造，比如：五千年前已开始使用简单的纺织机械；普朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理，西汉时应用轮系传动原理制成了指南车，东汉张衡发明的候风地动仪是世界上第一台地震仪；目前许多机械中仍在采用的青铜轴瓦和金属人字圆柱齿轮，在我国东汉年代的文物中都可以找到它们的原始形态。近代机械的发展：

第一次课 绪论 教学内容 1. 简单回顾机械的发展历史，阐明人类在文明进程中进行机械创新设计的知识积累和不断探索，为 我们提供了认识和改造客观世界的基础。 2.阐述机械设计基础研究的对象。 3.本课程的性质、特点和学习方法。 4.机械设计的基本要求和一般过程。 教学要求 1.了解机械发展的趋势。 2．了解机器的组成及其特征。 3.熟悉机器、机构、构件、零件的概念及其区别。 4.掌握本课程的学习方法。 教学重点 本课程的研究对象、研究内容。 教学难点 机构、构件、零件、部件的概念及其区别。 教学方法与手段 采用多媒体和案例，激发学生的学习兴趣；采用动画演示,注重启发引导式教学。 教学过程组织： 绪论课是非常重要的，好的绪论课可以激发学生的学习兴趣，求知欲望，对后面的学习起促进作 用。 选用教材： 《机械设计基础》，主编：邓昭铭、张莹；副主编：卢耀舜、周杰，出版社：高等教育出版社， 2013年，第三版。 推荐参考书： 《机械设计基础》，主编：黄华梁、彭文生，出版社：高等教育出版社，第4版： 2009年。 机械是人类用以转换能量和借以减轻体力劳动、提高生产率的主要工具。 提问：大家知道的机械有哪些？ 比如：洗衣机、汽车等。 最古老的机械有什么？ 杠杆、斜面等。 我国古代在机械研制方面有许多杰出的发明创造，比如： 五千年前已开始使用简单的纺织机械； 晋朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理； 西汉时应用轮系传动原理制成了指南车； 东汉张衡发明的候风地动仪是世界上第一台地震仪； 目前许多机械中仍在采用的青铜轴瓦和金属人字圆柱齿轮，在我国东汉年代的文物中都可以找到它 们的原始形态。 近代机械的发展：

18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命，人们开始设计制造各种各样的机械，例如纺织机、火车、汽轮船。19世纪到20世纪初的第二次产业革命，随着内燃机的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。20世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器人，航空航天海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等。21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。工业机器人的应用。茶用光刻技术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人机械的发展日新月异，种类繁多，但是从机械的组成和结构上讲，又有很多共性的地方。举例：1、内燃机$0-2机器的组成及其特征我们将通过几个例子了解机械的组成、工作过程及它们所具有的共性。C机器例裤气门门机术内燃机（1）工作原理内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器。(2）组成内燃机由三部分组成：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构。2、牛头刨床

18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命，人们开始设计制造各种各样的机械，例如 纺织机、火车、汽轮船。 19世纪到20世纪初的第二次产业革命，随着内燃机的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和 发展。 20世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器人，航空航天海洋舰船等领域开发出了众多高新 机械产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等。 21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等 领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。 工业机器人的应用。 机械的发展日新月异，种类繁多，但是从机械的组成和结构上讲，又有很多共性的地方。 举例： 1、内燃机 （1）工作原理 内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器。 （2）组成 内燃机由三部分组成：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构。 2、牛头刨床

机器例2.-.平面的牛头刨床请杆灰紫手钢t交速手柄麻工作台十开团（1）工作原理把电动机的转动变成滑枕的往复移动，并且有急回特性(2)组成带传动、齿轮传动、摆动导杆机构课程的研究对象：机械一般是由一些典型的机构和零件组成。本课程就是以这些典型的机构和零件为研究对象。名词术语：口机器(Machine)：人类制造出来的、各组成部分具有确定相对运动的、可完成人们期望的预定职能（转换能量或做机械功等）的实物组合。内燃机、牛头刨床、自行车等就是常见的机器。口机构：机构是用来传递运动和力，有一个构件为机架，用运动副连接起来的构件系统。一台机器可以由一个机构，也可以由多个机构组成。常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等。口构件：构件是指机构的运动单元体。如键、齿轮、螺栓等。构件可能是一个零件，也可能是由若干个零件组合的刚性体。如内燃机连杆就是由连杆体、连杆盖、螺母和螺栓等零件组成的构件，因为组合成连杆的各零件之间没有相对运动。口零件：零件是指机器的制造单元体。机械零件又分通用零件和专用零件。通用零件是指各种机器普遍用到的零件，如螺栓、螺母、键、销等；专用零件是指某种机器才用到的零件，如内燃机的曲轴、活塞等。机械设计的基本要求：现实中的机械多种多样，因而相应的具体设计要求可能有所不同，但共同的基本要求都是适用、可靠、经济、美观

（1）工作原理 把电动机的转动变成滑枕的往复移动，并且有急回特性。 （2）组成 带传动、齿轮传动、摆动导杆机构 课程的研究对象： 机械一般是由一些典型的机构和零件组成。本课程就是以这些典型的机构和零件为研究对象。 名词术语： ￾ 机器(Machine)：人类制造出来的、各组成部分具有确定相对运动的、可完成人们期望的预定职能 （转换能量或做机械功等）的实物组合。内燃机、牛头刨床、自行车等就是常见的机器。 ￾ 机构：机构是用来传递运动和力，有一个构件为机架，用运动副连接起来的构件系统。 一台机器可以由一个机构，也可以由多个机构组成。 常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等。 ￾ 构件： 构件是指机构的运动单元体。如键、齿轮、螺栓等。 构件可能是一个零件，也可能是由若干个零件组合的刚性体。如内燃机连杆就是由连杆体、连杆 盖、螺母和螺栓等零件组成的构件，因为组合成连杆的各零件之间没有相对运动。 ￾ 零件：零件是指机器的制造单元体。 机械零件又分通用零件和专用零件。通用零件是指各种机器普遍用到的零件，如螺栓、螺母、键、 销等；专用零件是指某种机器才用到的零件，如内燃机的曲轴、活塞等。 机械设计的基本要求： 现实中的机械多种多样，因而相应的具体设计要求可能有所不同，但共同的基本要求都是适用、可 靠、经济、美观

适用一一满足预期的功能要求，技术性能良好、便于操作和维护。例如轿车要求有良好的乘坐、驾驶舒适性，良好的加速性能等。机器是需要人操纵控制的，机器用一段时间总是会出现材料老化、零件磨损等问题的，因此适用还包含有良好的操作性和维护性要求。可靠一一要有良好的性能稳定性和安全防护装置。前者是指在预期的使用期限内，完成预定功能的概率要高；后者是指在误操作或偶然事件作用下要能避免伤人损机。经济一一机器的研制费用、使用费用尽可能低，生产效率尽可能高，使用寿命尽可能长。也就是要求有尽可能好的综合经济效果。美观一一造型优美、色调宜人。不同的使用者对造型是否优美有不同的评价，因此设计时必需明确产品的使用对象；对工业设备来讲，色调宜人的含义应是：使人的中枢神经既不是太紧张，也不是太松弛，从而使人发挥最高的效能。上述的8字要求说起来容易，做起来困难，它涉及到设计工作的方方面面。因此，要成为一个优秀的设计人员，必需在学好本课程的基础上学习更多的有关课程。本课程的性质：多数工程领域的工程技术人员，也会经常接触到各种类型的机械，他们应当具备一定的机械基础知识。因此，如同《机械制图》、《电工学》一样，《机械设计基础》是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课。本课程的研究对象常用机构（比如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构）、具有一般参数和一般工况下的通用零件（比如齿轮、滚动轴承、螺栓等）。本课程的研究内容：本课程实际上是《机械原理》和《机械零件》两课的合二为一。着重研究常用机构和机械中一般参数、一般工况的通用零件，具体内容如下：机械原理部分一一研究常用机构（连杆、凸轮、齿轮、轮系和间歇运动机构)、机械运动理论的一些基本知识。机械零件部分一一研究机械设计基础知识，常用联接(如螺纹联接、键联接)，机械传动（齿轮传动、带、链传动、蜗杆传动和螺旋传动），轴系零、部件（轴、轴承、联轴器）等，并扼要介绍国家标准和有关规范。本课程的任务：口为学习有关专业机械设备课程提供必要的理论基础。口初步具有分析和设计常用机构的能力；掌握通用机械零件的工作原理、结构特点、设计计算等基本知识。口使学生学会使用手册和有关规范，具有设计机械传动装置和简单机械的能力。课程特点：口多科综合：本课程涉及的常用机构、通用零件，从分析研究到设计计算，直至完成工作图，要用到多门基础课和技术基础课的知识(如机械制图、工程材料、机械制造基础、理论力学和材料力学等)。学习中要注意温习相关先修课的知识。口各章内容联系不紧，显得零乱不系统：因本课涉及机构和零件较多，学习者如用习惯的基础课系统性来看待本课，会产生"不系统"、“没有统一研究规律的错觉。实际上，本课程的全部内容可归结为两个问题：“机构怎样才能实现人们需要的、理想的运动”，“零件怎样才能正常工作"。学习中注意把握这两个思路，就能在学习中逐步适应本课程的学习规律。口设计步骤和结果不唯一：与基础课问题结论的唯一性不同，对于机械设计问题，从机构选型到选择材料、确定参数，往往都可在一定范围内变化，设计计算步骤也因具体情况而变，设计结果往往是不唯一的(这也正是机械设计的乐趣所在)

适用——满足预期的功能要求，技术性能良好、便于操作和维护。例如轿车要求有良好的乘坐、驾 驶舒适性，良好的加速性能等。机器是需要人操纵控制的，机器用一段时间总是会出现材料老化、 零件磨损等问题的，因此适用还包含有良好的操作性和维护性要求。 可靠——要有良好的性能稳定性和安全防护装置。前者是指在预期的使用期限内，完成预定功能的 概率要高；后者是指在误操作或偶然事件作用下要能避免伤人损机。 经济——机器的研制费用、使用费用尽可能低，生产效率尽可能高，使用寿命尽可能长。也就是要 求有尽可能好的综合经济效果。 美观——造型优美、色调宜人。不同的使用者对造型是否优美有不同的评价，因此设计时必需明确 产品的使用对象；对工业设备来讲，色调宜人的含义应是：使人的中枢神经既不是太紧张，也不是 太松弛，从而使人发挥最高的效能。 上述的８字要求说起来容易，做起来困难，它涉及到设计工作的方方面面。因此，要成为一个优秀 的设计人员，必需在学好本课程的基础上学习更多的有关课程。 本课程的性质： 多数工程领域的工程技术人员，也会经常接触到各种类型的机械，他们应当具备一定的机械基础知 识。因此，如同《机械制图》、《电工学》一样，《机械设计基础》是高校工科有关专业的一门重 要的技术基础课。 本课程的研究对象： 常用机构（比如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构）、具有一般参数和一般工况下的通用零件（比如 齿轮、滚动轴承、螺栓等）。 本课程的研究内容： 本课程实际上是《机械原理》和《机械零件》两课的合二为一。着重研究常用机构和机械中一般参 数、一般工况的通用零件 ，具体内容如下： 机械原理部分——研究常用机构(连杆、凸轮、齿轮、轮系和间歇运动机构)、机械运动理论的一些基 本知识。 机械零件部分——研究机械设计基础知识，常用联接(如螺纹联接、键联接)，机械传动（齿轮传动、 带、链传动、蜗杆传动和螺旋传动），轴系零、部件（轴、轴承、联轴器）等，并扼要介绍国家标 准和有关规范。 本课程的任务： ￾ 为学习有关专业机械设备课程提供必要的理论基础。 ￾ 初步具有分析和设计常用机构的能力；掌握通用机械零件的工作原理、结构特点、设计计算等基 本知识。 ￾ 使学生学会使用手册和有关规范，具有设计机械传动装置和简单机械的能力。 课程特点： ￾ 多科综合：本课程涉及的常用机构、通用零件，从分析研究到设计计算，直至完成工作图，要用 到多门基础课和技术基础课的知识(如机械制图、工程材料、机械制造基础、理论力学和材料力学 等)。学习中要注意温习相关先修课的知识。 ￾ 各章内容联系不紧，显得零乱不系统：因本课涉及机构和零件较多，学习者如用习惯的基础课系 统性来看待本课，会产生"不系统"、"没有统一研究规律"的错觉。实际上，本课程的全部内容可归结 为两个问题："机构怎样才能实现人们需要的、理想的运动"，"零件怎样才能正常工作"。学习中注意 把握这两个思路，就能在学习中逐步适应本课程的学习规律。 ￾ 设计步骤和结果不唯一：与基础课问题结论的唯一性不同，对于机械设计问题，从机构选型到选 择材料、确定参数，往往都可在一定范围内变化，设计计算步骤也因具体情况而变，设计结果往往 是不唯一的(这也正是机械设计的乐趣所在)

口机械设计中，计算重要但不唯一：学习者必需逐步培养把理论计算和结构设计、工艺考虑等结合起来解决问题的能力。一般情况下，计算结果仅是必要条件，最终结果要视具体结构和工艺而定。小结：1.机械设计基础研究的对象2.本课程的作用3.机械设计的基本要求和一般过程作业：小论文：题目："XXXX"的发展历程要求：选一机器，以寝室为单位交一份word文档，写上名字。查阅文献，1千字-3千字，配上图片。j米誉

￾ 机械设计中，计算重要但不唯一：学习者必需逐步培养把理论计算和结构设计、工艺考虑等结合 起来解决问题的能力。一般情况下，计算结果仅是必要条件，最终结果要视具体结构和工艺而定。 小结： 1. 机械设计基础研究的对象 2. 本课程的作用 3. 机械设计的基本要求和一般过程 作业： 小论文： 题目："XXXX"的发展历程 要求： 选一机器，以寝室为单位交一份word文档，写上名字。 查阅文献，1千字-3千字，配上图片