绪论 1.教学目标 1).了解本课程的性质、内容、任务和学习方法 2).掌握机器、机构、构件、零件等几个概念 3).了解机械设计的一般程序 4)掌握几个静力学公理与推论及其应用 2.教学重点和难点 重点:机器、机构、构件、零件、力等几个概念公理2、3 难点:构件与零件的区别,三力平衡汇交定理 3.教学手段与方法: 多媒体、实物 4.讲授学时:2学时 0.1-0.3本课程的研究对象、内容、性质任务和学习方法 研究对象:本课程以各种机械中的常用机构及通用零部件为研究对象。 内容:本教材内容共包括两篇 第一篇为组成平面机构的构件在载荷作用下的静力分析的基本理论:组成构件 的各类零件承载能力的分析与计算 第二篇主要介绍各种常用平面机构的结构组成、工作原理、运动特点及设计; 各种常用机械零部件的结构特点、工作原理、材料和设计计算等。 3.性质:本课程是一门专业技术基础课,理论性、实践性比较强,是后继专业课程 学习的重要技术基础
1 绪 论 1．教学目标 1）．了解本课程的性质、内容、任务和学习方法 2）．掌握机器、机构、构件、零件等几个概念； 3）.了解机械设计的一般程序 4).掌握几个静力学公理与推论及其应用 2．教学重点和难点 重点：机器、机构、构件、零件、力等几个概念,公理 2、3 难点：构件与零件的区别，三力平衡汇交定理 3．教学手段与方法： 多媒体、实物 4.讲授学时：2 学时 0.1-0.3 本课程的研究对象、内容、性质任务和学习方法 1. 研究对象： 本课程以各种机械中的常用机构及通用零部件为研究对象。 2. 内 容：本教材内容共包括两篇： 第一篇为组成平面机构的构件在载荷作用下的静力分析的基本理论；组成构件 的各类零件承载能力的分析与计算。 第二篇主要介绍各种常用平面机构的结构组成、工作原理、运动特点及设计； 各种常用机械零部件的结构特点、工作原理、材料和设计计算等。 3.性质:本课程是一门专业技术基础课，理论性、实践性比较强，是后继专业课程 学习的重要技术基础
4任务 通过对本课程的学习,学生应达到以下基本要求 1).熟练掌握静力分析的基本理论和基本计算方法,零件承载能力的分析与计 算方法,能解决日常生活和工作实际中的有关构件的强度计算等问题 2).熟悉常用机构的结构特点、工作原理及应用等基本知识,并具有初步分析 和设计常用机构的能力 3).掌握通用零、部件的类型、工作原理、失效形式、设计准则和设计方法, 初步具有对一般工作条件和常用参数范围内的通用零、部件进行设计的能力 4).使学生获得机械设计实验、设计简单机械及传动装置的基本技能。 5).使学生具有运用标准、规范、手册、图册等相关技术资料的能力 5.学习方法 1).注意理论联系实际,学以致用,把知识学活。 2).注意本课程内容的内在联系,抓住基本知识和设计两条主线 3).本课程的实践性较强,而常常采用经验参数、经验公式 4).本课程的一些计算结果不具有唯一性。 5).注意重视结构设计。 0.4机器的组成及相关概念 几个概念 任何一种机器都是为实现某种功能而设计制造的。例如图0.1内燃机、图0.2 颚式破碎机,尽管机器的功能、结构、工作原理也各不相同,但机器都具有一些共 同的特征。 1.机器三个共同的特征 (1)都是人为的实物组合 (2)各实物之间具有确定的相对运动 (3)他们都能代替或减轻人类的劳动,去实现能量转换或完成机械功。 2机器的功能组成 机器基本都由五个共同的部分组成,即:动力部分、传动部分、执行部分、 控制部分和辅助部分 3.机器定义:机器是转换或传递能量、物料和信息,执行机械运动, 分代替或减轻人的脑力或体力劳动的一种设备。 0.4.2几个相关概念 与机器一词相关的概念有:机械、机构、构件、零件等
2 4.任务: 通过对本课程的学习，学生应达到以下基本要求： 1）.熟练掌握静力分析的基本理论和基本计算方法，零件承载能力的分析与计 算方法，能解决日常生活和工作实际中的有关构件的强度计算等问题。 2）.熟悉常用机构的结构特点、工作原理及应用等基本知识，并具有初步分析 和设计常用机构的能力。 3）.掌握通用零、部件的类型、工作原理、失效形式、设计准则和设计方法， 初步具有对一般工作条件和常用参数范围内的通用零、部件进行设计的能力。 4）.使学生获得机械设计实验、设计简单机械及传动装置的基本技能。 5）．使学生具有运用标准、规范、手册、图册等相关技术资料的能力。 5.学习方法： 1）．注意理论联系实际，学以致用，把知识学活。 2）.注意本课程内容的内在联系，抓住基本知识和设计两条主线。 3）．本课程的实践性较强，而常常采用经验参数、经验公式。 4）．本课程的一些计算结果不具有唯一性。 5）．注意重视结构设计。 0. 4 机器的组成及相关概念 一、几个概念： 任何一种机器都是为实现某种功能而设计制造的。例如图 0.1 内燃机、图 0.2 颚式破碎机，尽管机器的功能、结构、工作原理也各不相同，但机器都具有一些共 同的特征。 1．机器三个共同的特征： (1)都是人为的实物组合； (2)各实物之间具有确定的相对运动； (3)他们都能代替或减轻人类的劳动，去实现能量转换或完成机械功。 2.机器的功能组成 机器基本都由五个共同的部分组成，即：动力部分、传动部分、执行部分、 控制部分和辅助部分。 3.机器定义：机器是转换或传递能量、物料和信息，执行机械运动，部 分代替或减轻人的脑力或体力劳动的一种设备。 0．4．2 几个相关概念 与机器一词相关的概念有：机械、机构、构件、零件等
4机构:(1)都是人为的实物组合;(2)各实物之间具有确定的相对运动 5.机械:工程上习惯将机器与机构统称为机械。 6.构件:构件是机械中最基本的运动单元,如图0.3、0.4中的连杆等 7.零件:零件是机械中最基本的制造单元,每个零件都具有不可拆卸 不可再分的特性,如图0.3 图0.3整体式曲轴 图0.4刚性组合式连杆 l—连杆体2一螺栓3—连杆盖4一螺母4 8、部件:在机器中,对于一套协同工作且完成共同任务的零件组合,称为部件。 9部件分类:部件也分为通用部件和专用部件,如减速器、轴承等属于通用部件 模具中的型芯、型腔等则属于专用部件 5机械设计的基本要求和一般程序 基本要求:满足预期使用功能,经济性能好、生产效率高、制造成本低、采用 新技术、造型美观和满足特殊要求 设计的一般程序:完成某种需要而萌生设计理念,设计、制造、鉴定、产品定 型和批量生产等一系列过程。这就是机械设计的一般程序 第一章静力学基础 概述 研究对象:平衡状态的刚体或刚体系统 研究内容:①物体的受力分析: ②力系的简化 ③物体在力系作用下处于平衡的条件及其在工程实践中的应用 刚体:在外力作用下,大小和形状保持不变的物体。静力学中研究的物体均可 视为刚体
3 4.机构：(1)都是人为的实物组合； (2)各实物之间具有确定的相对运动； 5.机械：工程上习惯将机器与机构统称为机械。 6.构件：构件是机械中最基本的运动单元，如图0.3、0.4中的连杆等。 7.零件：零件是机械中最基本的制造单元，每个零件都具有不可拆卸、 不可再分的特性，如图0.3。 图 0.3 整体式曲轴 图 0.4 刚性组合式连杆 1—连杆体 2—螺栓 3—连杆盖 4—螺母 4 8、部件：在机器中，对于一套协同工作且完成共同任务的零件组合，称为部件。 9 部件分类：部件也分为通用部件和专用部件，如减速器、轴承等属于通用部件； 模具中的型芯、型腔等则属于专用部件。 0.5 机械设计的基本要求和一般程序 基本要求：满足预期使用功能，经济性能好、生产效率高、制造成本低、采用 新技术、造型美观和满足特殊要求 设计的一般程序：完成某种需要而萌生设计理念，设计、制造、鉴定、产品定 型和批量生产等一系列过程。这就是机械设计的一般程序。 第一章 静力学基础 概述: 研究对象:平衡状态的刚体或刚体系统 研究内容:①物体的受力分析； ②力系的简化； ③物体在力系作用下处于平衡的条件及其在工程实践中的应用。 刚体：在外力作用下，大小和形状保持不变的物体。静力学中研究的物体均可 视为刚体
平衠:是指物体相对于惯性参考系(如地面)保持静止或作匀速直线运动的情 形。如桥梁、高层建筑物、作匀速直线飞行的飞机等等都处于平衡状态。平衡是物 体机械运动的一种特殊形式 1.1静力学的基本概念 1.1.1力的三要素及力的表示法 力的定义:力是物体间的相互机械作用,这种作用使物体的运动状态或形状发 生改变 力的作用效应表现在两个方面 (1)外效应(运动效应)一一使物体的运动状态发生变化 (2)内效应(变形效应)一一使物体的形状发生变化 静力学研究的是力对物体的外效应。 力的三个要素:力的大小、方向、作用点,因此力是定位矢量。单位牛顿(N) 1.1.2力系及其分类 力系定义:作用在物体上的一组力,称为力系 力系分类 按照力系中各力作用线在空间分布的不同形式分为 (1)汇交力系各力作用线相交于一点; (2)平行力系各力作用线相互平行 (3)任意力系各力作用线既不相交于一点,又不相互平行。 按各力作用线是否位于同一平面内分又可分为 平面力系和空间力系两类 等效力系:两个不同的力系,如果对同一物体产生相同的外效应,则该两力系 互为等效力系。若一个力与一个力系等效,则这个力称为该力系的合力
4 平衡:是指物体相对于惯性参考系(如地面)保持静止或作匀速直线运动的情 形。如桥梁、高层建筑物、作匀速直线飞行的飞机等等都处于平衡状态。平衡是物 体机械运动的一种特殊形式。 1. 1 静力学的基本概念 1．1．1 力的三要素及力的表示法 力的定义:力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态或形状发 生改变。 力的作用效应表现在两个方面： (1)外效应(运动效应)——使物体的运动状态发生变化； (2)内效应(变形效应)——使物体的形状发生变化。 静力学研究的是力对物体的外效应。 力的三个要素：力的大小、方向、作用点，因此力是定位矢量。单位牛顿(N)。 图 1.1 1．1．2 力系及其分类 力系定义:作用在物体上的一组力，称为力系。 力系分类: 按照力系中各力作用线在空间分布的不同形式分为: (1)汇交力系 各力作用线相交于一点； (2)平行力系 各力作用线相互平行； (3)任意力系 各力作用线既不相交于一点，又不相互平行。 按各力作用线是否位于同一平面内分又可分为： 平面力系和空间力系两类 等效力系 :两个不同的力系，如果对同一物体产生相同的外效应，则该两力系 互为等效力系。若一个力与一个力系等效，则这个力称为该力系的合力
1.2静力学公理 人们在长期的生活和生产实践中,对力的基本性质进行了概括和归纳,提出了 能深刻反映力的本质的一般规律,其正确性已为长期的实践反复验证,并为人们所 公认,故称之为静力学公理,它们是静力学的理论基础 公理1二力平衡公理 公理内容:作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两 个力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上(如图1.2所示)。即 二力体:习惯上,将仅在两点受力作用而处于平衡 的刚体,称为二力体。如果它是杆件则称为二力杆,如 果是结构中的构件则称为二力构件。如图1.3a所示构 件BC,不计其自重时,就可视为二力构件,其受力如 图1.3b所示。 公理2加、减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应 该公理适用对象:刚体。 推论1力的可传性 1.内容:作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点, 并不改变该力对刚体的作用效应。 2.证明:设有力F作用在刚体上的点A,如图1.4a所示将原来的力F沿其作用线 由点A移到了点B
5 图 1.2 1.2 静力学公理 人们在长期的生活和生产实践中，对力的基本性质进行了概括和归纳，提出了 能深刻反映力的本质的一般规律，其正确性已为长期的实践反复验证，并为人们所 公认，故称之为静力学公理，它们是静力学的理论基础。 公理 1 二力平衡公理 公理内容： 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两 个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上(如图 1.2 所示)。即 F1=－F2 二力体:习惯上，将仅在两点受力作用而处于平衡 的刚体，称为二力体。如果它是杆件则称为二力杆，如 果是结构中的构件则称为二力构件。如图 1.3a 所示构 件 BC，不计其自重时，就可视为二力构件，其受力如 图 1.3b 所示。 图 1.3 公理 2 加、减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 该公理适用对象：刚体。 推论 1 力的可传性 1.内容： 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移动到刚体内任意一点， 并不改变该力对刚体的作用效应。 2.证明：设有力 F 作用在刚体上的点 A，如图 1.4a 所示将原来的力 F 沿其作用线 由点 A 移到了点 B