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1、天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 11 機(jī)器在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用機(jī)器在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用 機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的重要標(biāo)志。重要標(biāo)志。 機(jī)器是代替人們體力勞動和部分腦力勞動的工具，機(jī)器是代替人們體力勞動和部分腦力勞動的工具，機(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人機(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。和改善勞動條件。 使用機(jī)器，便于實現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用使用機(jī)器，便于實現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系

2、列化和通用化，尤其是便于實現(xiàn)高度的機(jī)械化、電氣化和自動化?；?，尤其是便于實現(xiàn)高度的機(jī)械化、電氣化和自動化。 機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供裝備和促機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重任。進(jìn)技術(shù)改造的重任。 大量地設(shè)計制造和廣泛采用各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大量地設(shè)計制造和廣泛采用各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大加強(qiáng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。大加強(qiáng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 本課程學(xué)習(xí)對象本課程學(xué)習(xí)對象1-2機(jī)器的基本組成要素機(jī)器的基本組成要素 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)=機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu) + 驅(qū)動動力驅(qū)動動力 + 檢測與控制

3、檢測與控制 一臺機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)總是由一些機(jī)構(gòu)組成的，每個機(jī)一臺機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)總是由一些機(jī)構(gòu)組成的，每個機(jī)構(gòu)又是由若干零件組成的。有些零件是在各種機(jī)器中常構(gòu)又是由若干零件組成的。有些零件是在各種機(jī)器中常用的，稱之為用的，稱之為通用零件通用零件；有些零件只有在特定的機(jī)器中；有些零件只有在特定的機(jī)器中才用到，稱之為才用到，稱之為專用零件專用零件。 通用零件包括：通用零件包括：齒輪、鏈傳動、帶傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動；齒輪、鏈傳動、帶傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動； 軸、聯(lián)軸器、離合器；滾動軸承、滑動軸承；軸、聯(lián)軸器、離合器；滾動軸承、滑動軸承； 螺栓、鍵、花鍵、銷；鉚、焊、膠結(jié)構(gòu)件；螺栓、鍵、花鍵、銷；鉚

4、、焊、膠結(jié)構(gòu)件；彈簧、機(jī)架、箱體等。彈簧、機(jī)架、箱體等。 專用零件，例如專用零件，例如葉片、犁鏵、槍栓葉片、犁鏵、槍栓等。等。通用零件是本課程的主要學(xué)習(xí)對象，而專用零件的設(shè)計方法應(yīng)在有關(guān)專業(yè)課中學(xué)習(xí)。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 本課程的主要內(nèi)容：本課程的主要內(nèi)容：本課程中本課程中“設(shè)計設(shè)計”的含義是指的含義是指: :1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)學(xué)習(xí)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識；學(xué)習(xí)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)知識；學(xué)習(xí)一般尺寸和參數(shù)的通用零件設(shè)計方法。學(xué)習(xí)一般尺寸和參數(shù)的通用零件設(shè)計方法。機(jī)械裝置的實體設(shè)計機(jī)械裝置的實體設(shè)計; ;涉及零件的應(yīng)力、強(qiáng)度的分析計算涉及零件的應(yīng)力

5、、強(qiáng)度的分析計算; ;材料的選擇材料的選擇; ;結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計; ;考慮加工工藝性考慮加工工藝性; ;標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì)性; ;環(huán)境保護(hù)等環(huán)境保護(hù)等。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機(jī)械機(jī)械設(shè)計結(jié)果的表現(xiàn)形式為：設(shè)計結(jié)果的表現(xiàn)形式為： 機(jī)械工程圖、說明書和計算機(jī)程序機(jī)械工程圖、說明書和計算機(jī)程序。本課程所涉及的先修課程有：本課程所涉及的先修課程有：工程材料：工程材料：非金屬材料、金屬材料及熱處理。非金屬材料、金屬材料及熱處理。工程制圖：工程制圖：設(shè)計的圖形表達(dá)。設(shè)計的圖形表達(dá)。機(jī)械制造基礎(chǔ)：機(jī)械制造基礎(chǔ)：冷加工工藝，熱加工工藝。冷加工工藝，熱加工工藝。公差配合與技術(shù)測量：公

6、差配合與技術(shù)測量：解決精度設(shè)計問題。解決精度設(shè)計問題。理論力學(xué)：理論力學(xué)：解決力分析與動力計算。解決力分析與動力計算。材料力學(xué)：材料力學(xué)：解決強(qiáng)度分析問題。解決強(qiáng)度分析問題。機(jī)械原理：機(jī)械原理：解決機(jī)械的方案設(shè)計。解決機(jī)械的方案設(shè)計。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 本課程的幾個特點本課程的幾個特點: : 涉及面廣涉及面廣 體現(xiàn)為5多 實踐性強(qiáng)實踐性強(qiáng)只有理論知識不行，要多聯(lián)系實際，要只有理論知識不行，要多聯(lián)系實際，要 注重實踐性環(huán)節(jié)。注重實踐性環(huán)節(jié)。 設(shè)計結(jié)果不唯一設(shè)計結(jié)果不唯一體現(xiàn)個性化，沒有最好，只有更體現(xiàn)個性化，沒有最好，只有更 好。好。關(guān)系多關(guān)系多因與諸多先修課關(guān)系密切。因與諸多

7、先修課關(guān)系密切。要求多要求多強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、強(qiáng)度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、 經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性。 門類多門類多各類零件，各有特點，設(shè)計方法各異。各類零件，各有特點，設(shè)計方法各異。公式多公式多有解析式、半解析式、經(jīng)驗式、半經(jīng)驗式有解析式、半解析式、經(jīng)驗式、半經(jīng)驗式 以及定義式的。以及定義式的。 圖表多圖表多結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線 圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗數(shù)表。圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗數(shù)表。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 注意處理好幾個關(guān)系注意處理好幾個關(guān)系 零件的設(shè)計與選用零件的設(shè)計與選用零件設(shè)計的兩個主要途徑。零件設(shè)計的兩個主要途徑。

8、設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計決非只是計算，更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)。設(shè)計決非只是計算，更應(yīng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)。 性能要求與經(jīng)濟(jì)性性能要求與經(jīng)濟(jì)性永遠(yuǎn)是一對矛盾，應(yīng)學(xué)會合理地解決這一對矛盾。永遠(yuǎn)是一對矛盾，應(yīng)學(xué)會合理地解決這一對矛盾。 經(jīng)驗設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計經(jīng)驗設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。 具體的設(shè)計方法與一般的設(shè)計能力具體的設(shè)計方法與一般的設(shè)計能力 前者是學(xué)習(xí)的形式，后者是學(xué)習(xí)的目的。前者是學(xué)習(xí)的形式，后者是學(xué)習(xí)的目的。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 在學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計課程之初，有必要對機(jī)械的組成、機(jī)械的基本要素有一個感性的認(rèn)識。下面先看幾

9、個例子。典型機(jī)械實例：典型機(jī)械實例：機(jī)械控制式機(jī)械控制式電氣控制式電氣控制式模糊控制式模糊控制式除了控制方式以外，上述三種洗衣機(jī)的主要傳動系統(tǒng)除了控制方式以外，上述三種洗衣機(jī)的主要傳動系統(tǒng)沒有很大的差別。沒有很大的差別。全自動洗衣機(jī)；全自動洗衣機(jī)； 減速器；減速器； 工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人。1-4典型機(jī)械簡介典型機(jī)械簡介潘存云教授研制全自動洗衣機(jī)；全自動洗衣機(jī)；天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制自動洗衣機(jī)的組成：自動洗衣機(jī)的組成：上蓋上蓋控制面板控制面板進(jìn)水口進(jìn)水口排水管排水管外箱體外箱體盛水桶盛水桶支撐拉桿支撐拉桿脫水桶脫水桶電動機(jī)電動機(jī)帶傳動帶傳動減速器減速器波輪波輪天津

10、工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制洗滌：洗滌：A A制動，制動，B B放開，運(yùn)動經(jīng)電動機(jī)、帶傳動、中心齒輪、放開，運(yùn)動經(jīng)電動機(jī)、帶傳動、中心齒輪、行星輪、行星架、帶動波輪旋轉(zhuǎn)。行星輪、行星架、帶動波輪旋轉(zhuǎn)。脫水：脫水：A A放開，放開，B B制動，運(yùn)動經(jīng)電動機(jī)、帶傳動、內(nèi)齒圈（脫制動，運(yùn)動經(jīng)電動機(jī)、帶傳動、內(nèi)齒圈（脫水桶）、中心齒輪、行星架，波輪與脫水桶等速旋轉(zhuǎn)。水桶）、中心齒輪、行星架，波輪與脫水桶等速旋轉(zhuǎn)。AB洗衣機(jī)系統(tǒng)簡圖洗衣機(jī)系統(tǒng)簡圖帶傳動帶傳動脫水桶脫水桶波輪波輪自動洗衣機(jī)的工作原理：自動洗衣機(jī)的工作原理：天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 典型機(jī)械實例：典型機(jī)械實例

11、：減速器減速器 潘存云教授研制天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制 示教盒用于輸示教盒用于輸入控制命令或入控制命令或控制程序。控制程序?？刂葡到y(tǒng)用于控制控制系統(tǒng)用于控制操作機(jī)各關(guān)節(jié)內(nèi)伺操作機(jī)各關(guān)節(jié)內(nèi)伺服電機(jī)的運(yùn)動。服電機(jī)的運(yùn)動。工業(yè)機(jī)器人的組成工業(yè)機(jī)器人的組成 操作手在控制系統(tǒng)操作手在控制系統(tǒng)的指揮下，完成各的指揮下，完成各種復(fù)雜的作業(yè)。種復(fù)雜的作業(yè)。示教盒（編程器）示教盒（編程器）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 操作手操作手 天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 典型機(jī)械實例：典型機(jī)械實例：全自動洗衣機(jī)；全自動洗衣機(jī)；減速器；減速器；工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人由以上實例，可歸納得出

12、以下幾點：由以上實例，可歸納得出以下幾點： 1. 一個機(jī)械系統(tǒng)包含著機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動動力系統(tǒng)、一個機(jī)械系統(tǒng)包含著機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動動力系統(tǒng)、檢測與控制系統(tǒng)；檢測與控制系統(tǒng)；2. 現(xiàn)代機(jī)器不僅可以代替人類的體力勞動，還可以代現(xiàn)代機(jī)器不僅可以代替人類的體力勞動，還可以代替部分腦力勞動。替部分腦力勞動。3. 一臺機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)總是由一些機(jī)構(gòu)組成的，每一臺機(jī)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)總是由一些機(jī)構(gòu)組成的，每個機(jī)構(gòu)又是由若干零件組成的。有些零件是在各種個機(jī)構(gòu)又是由若干零件組成的。有些零件是在各種機(jī)器中常用的，稱之為通用零件，如機(jī)器中常用的，稱之為通用零件，如螺釘、齒輪、螺釘、齒輪、軸承軸承等；有些零件只有在特定的機(jī)

13、器中才用到，稱等；有些零件只有在特定的機(jī)器中才用到，稱之為專用零件，如洗衣機(jī)中的之為專用零件，如洗衣機(jī)中的波輪波輪、工業(yè)機(jī)器人的、工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器末端執(zhí)行器、軍械中的、軍械中的槍栓槍栓等。等。天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機(jī)械或改規(guī)劃和設(shè)計實現(xiàn)預(yù)期功能的新機(jī)械或改 進(jìn)原有機(jī)械的性能。進(jìn)原有機(jī)械的性能?；疽螅夯疽螅涸跐M足預(yù)期功能的前提下，在滿足預(yù)期功能的前提下，性能好、效性能好、效率高、成本低、安全可靠、操作方便、維修簡單和率高、成本低、安全可靠、操作方便、維修簡單和造型美觀。造型美觀。機(jī)械設(shè)計的內(nèi)容：機(jī)械設(shè)計的內(nèi)容：1.1.確定確

14、定機(jī)械的工作原理，選擇合宜的機(jī)構(gòu)；機(jī)械的工作原理，選擇合宜的機(jī)構(gòu)；2. 擬定設(shè)計方案；擬定設(shè)計方案；3. 進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷；進(jìn)行運(yùn)動分析和動力分析，計算各構(gòu)件上的載荷；4. 進(jìn)行零部件工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。進(jìn)行零部件工作能力計算、總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。1-5機(jī)械設(shè)計的基本要求和一般過程機(jī)械設(shè)計的基本要求和一般過程天津工業(yè)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 (3)仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀，并動手仔細(xì)觀察實物和模型，歡迎到實驗室參觀，并動手 組裝各種機(jī)構(gòu)。組裝各種機(jī)構(gòu)。 課程安排：課程安排：共共60學(xué)時，其中講授學(xué)時，其中講授54學(xué)時，實驗學(xué)時，實驗6學(xué)時。學(xué)時。要求：要求： (1)作業(yè)必須按時完成，繪圖準(zhǔn)確，字跡工整，作業(yè)作業(yè)必須按時完成，繪圖準(zhǔn)確，字跡工整，作業(yè) 量未達(dá)到規(guī)定者不能參加考試。量未達(dá)到規(guī)定者不能參加考試。 (2)上課認(rèn)真聽講，及時消化，不主張占用較多的課上課認(rèn)真聽講，及時消化，不主張占用較多的課 外時間。外時間。