主讲教师：姚春玲
烟 台 南 山 学 院
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绪 论
第二章 摩擦、磨损及润滑概述
第三章 平面结构的分析
第一章 机械设计概述
第四章 平面连杆机构
第五章 凸轮机构
第六章 间歇运动机构
第七章 螺纹连接和螺旋传动
第八章 带传动
第十五章 其它常用零、部件
第十三章 轴和轴毂传动
第十四章 轴承
第十二章 齿轮系
第十一章 蜗杆传动
第十章 齿轮传动
第九章 链传动
绪 论
基本概念
机械设计的内容、
性质和任务
学习方法
一、基本概念,
1、机器,
?
?
?
?
?
执行机械运动的装置，变换或传递能量,
物料或信息,是机器和机构的总称。
仪器 —— 传递或变换信息
如：测量仪、照相机、录像机
器械 —— 传递或变换物料
如：各种机床、缝纫机、搅拌机 分类
概念,
普通车床
数控车床
美国西科斯基公司生产的
“黑鹰”直升机
主旋翼
尾
旋
翼
“神舟五号” 发射时的情景。 发射塔, 运
载火箭 都是庞大的 机器 。
世 界 最 小 的 微 型 机 械 人
World's smallest robot
美国山迪亚国
家实验室的科
学家，成功研
制了相信是世
界最小的微型
机械人，这微
型机械人体积
只有四分之一
立方寸，体重
小於一盎司。
索杰纳火星车,
它是美国国家航空
航天局于格林威治
时间 1997年 7月 4日
17时 07分发射的火
星探路者号宇宙飞
船成功地在火星表
面着陆，该飞船携
带了索杰纳火星车，
这也是一种机器。
典型机器的分析,
内燃机
内燃机
组成
6
5
4 3
8
7
1
2
9 10
1,汽缸体 2,活塞 3,进气阀
4,排气阀 5,连杆 6,曲轴
7,凸轮 8,顶杆 9,10齿轮
工作原理,
1.活塞下行, 进气阀开启, 混合气体
进入汽缸；
2.活塞上行, 气阀关闭, 混合气体被压缩,
在顶部点 火燃烧；
3.高压燃烧气体推动活塞下行, 两气阀关闭；
4.活塞上行, 排气阀开启, 废气体被排出汽缸 。
循环运动的结果，使曲轴
输出连续的旋转运动
设计：潘存云
进气 压缩 爆炸 排气
内燃机的工作过程,
1.曲柄滑块机构,活塞的往复运动通过
连杆转变为曲轴的连续转动
内燃机各部分的作用,
2.凸轮机构,凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀
3.齿轮机构,两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成
协调动作
各部分协调动作的结果,化学能 机械能
机器的共有特征,
① 人造的实物组合体；
② 各部分有 确定的相对运动 ；
③ 代替或减轻人类劳动 完成有用功 或 实现能量
的转换
机器的分类,
1.原动机－ 实现能量转换 （如内燃机、蒸汽机、电动
机 ）种类有限
2.工作机－ 完成有用功 （如机床等） 种类繁多
机构的共有特征,
① 人造的实物组合体；
② 各部分有确定的相对运动；
③ 用来传递力或实现运动的转换。
机构的分类,通用机构 和 专用机构 。
通用机构 ---用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。
专用机构 ---只能用于特定场合，如钟表的机构。
机械
机器
机构
原动机
工作机
通用机构
专用机构
机构与机器的区别,机构只是一个构件系
统．而机器除构件系统之外还包含电气、液压
等其他装置；机构只用丁传递运动和力．机器
除传送运动和力之外，还应当具有变换或传递
能量、物料、信息的功能
一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包
含一种机构。
具有确定的相对运动的构件的组合
如：连杆机构、齿轮机构、轮系等
3、构件,组成机械的各个相对运动的实物
构件 机构 运动单元 机器
4、零件
通用零件：普遍使用的零件 齿轮、螺钉
2、机构,
?
?
?
?
?
专用零件：只在一定类型的机器中使用的
零件 内燃机活塞
1,设计的基本理论
▲ 机械设计的要求和设计的一般过程 ……
2,常用机构及其传动设计
▲ 常用 机构包括：连杆机构, 凸轮机构, 齿轮机构,
带传动, 链传动, 间隙运动机构等
3,通用零部件设计
▲ 主要指用于连接和支承的常用零部件
4, 机械系统设计
▲ 指机械系统总体方案设计
二、机械设计的内容、性质和任务
二、本课程的性质
▲ 性质：专业技术基础课 作用,承前启后
先修课程：高等数学、普通物理、工程制图、理论力学
同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如机械设计、机
床夹具设计、机床、机械制造工艺学等专业课程打下基础,
三、本课程的特点及学习方法
1）实践性强
本课程是一门技术基础课，其研究对象是在生产实际中
广泛应用的机械，所要解决的问题大多数是工程中的实
际问题,
2）综合性强
3） 独立性强
各章内容彼此独立，前后联系不甚密切。因此，要
经常复习前面已学过的内容，以免出现猴子扮苞米
的现象。
4) 四多：内容多、概念多、符号多、公式多。
不要求死记硬背，关键在于理解，重点在于应用。
会用自然能记住。
如何学习本课程？
▲ 着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构分析与综合的基本方法。
▲ 注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。并用所学知识观
察日常生活与生产遇到的各种机械
▲ 注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工程实际问题的能力。
▲ 注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同一实际问题，往
往有多种方法和结果，要通过分析,
▲ 注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后的工作中要与
各种武器装备打交道，稍有不慎，即可能造成损失。
典型机械实例,
机械控制式 电气控制式 模糊控制式
除了控制方式以外，上述三种洗衣机的主要传动系统
没有很大的差别。
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３．工业机器人
§ 1－ 4 典型机械简介
潘存云教授研制
潘存云教授研制
自动洗衣机的组成,
上盖
控制面板 进水口
排水管
外箱体
盛水桶
支撑拉杆
脱水桶
电动机
带传动
减速器
波轮
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
潘存云教授研制
洗涤,
A制动,B放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、
行星轮、行星架、波轮
脱水,
A放开,B制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水
桶）、中心齿轮、行星架、波轮与脱水桶等速旋转。
A
B
洗衣机系统简图
带传动
脱水桶
波轮
自动洗衣机的工作原理,
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２,减速器 ３．工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
潘存云教授研制
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
第 一 章 机械设计概述
机械设计的基本要求
机械设计的内容和步骤
机械零件的失效形式
及设计计算准则
§ 1— 1 机械设计的基本要求
1,实现预定功能
2,满足可靠要求
3,满足经济要求
4,操作方便，工作安全
5,造型美观，减少污染
一、阶段
（ 1）产品规划
（ 2）方案设计
（ 3）技术设计
（ 4）制造及试验
二、步骤
（ 1）确定载荷
（ 2）判断失效形式，计算准则
（ 3）参数、材料的选择，零件尺寸
（ 4）结构设计
（ 5）绘制零件图，写说明书
§ 1— 2 机械设计的内容和步骤
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绪 论
第二章 摩擦、磨损及润滑概述
第三章 平面结构的分析
第一章 机械设计概述
第四章 平面连杆机构
第五章 凸轮机构
第六章 间歇运动机构
第七章 螺纹连接和螺旋传动
第八章 带传动
第十五章 其它常用零、部件
第十三章 轴和轴毂传动
第十四章 轴承
第十二章 齿轮系
第十一章 蜗杆传动
第十章 齿轮传动
第九章 链传动
绪 论
基本概念
机械设计的内容、
性质和任务
学习方法
一、基本概念,
1、机器,
?
?
?
?
?
执行机械运动的装置，变换或传递能量,
物料或信息,是机器和机构的总称。
仪器 —— 传递或变换信息
如：测量仪、照相机、录像机
器械 —— 传递或变换物料
如：各种机床、缝纫机、搅拌机 分类
概念,
普通车床
数控车床
美国西科斯基公司生产的
“黑鹰”直升机
主旋翼
尾
旋
翼
“神舟五号” 发射时的情景。 发射塔, 运
载火箭 都是庞大的 机器 。
世 界 最 小 的 微 型 机 械 人
World's smallest robot
美国山迪亚国
家实验室的科
学家，成功研
制了相信是世
界最小的微型
机械人，这微
型机械人体积
只有四分之一
立方寸，体重
小於一盎司。
索杰纳火星车,
它是美国国家航空
航天局于格林威治
时间 1997年 7月 4日
17时 07分发射的火
星探路者号宇宙飞
船成功地在火星表
面着陆，该飞船携
带了索杰纳火星车，
这也是一种机器。
典型机器的分析,
内燃机
内燃机
组成
6
5
4 3
8
7
1
2
9 10
1,汽缸体 2,活塞 3,进气阀
4,排气阀 5,连杆 6,曲轴
7,凸轮 8,顶杆 9,10齿轮
工作原理,
1.活塞下行, 进气阀开启, 混合气体
进入汽缸；
2.活塞上行, 气阀关闭, 混合气体被压缩,
在顶部点 火燃烧；
3.高压燃烧气体推动活塞下行, 两气阀关闭；
4.活塞上行, 排气阀开启, 废气体被排出汽缸 。
循环运动的结果，使曲轴
输出连续的旋转运动
设计：潘存云
进气 压缩 爆炸 排气
内燃机的工作过程,
1.曲柄滑块机构,活塞的往复运动通过
连杆转变为曲轴的连续转动
内燃机各部分的作用,
2.凸轮机构,凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀
3.齿轮机构,两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成
协调动作
各部分协调动作的结果,化学能 机械能
机器的共有特征,
① 人造的实物组合体；
② 各部分有 确定的相对运动 ；
③ 代替或减轻人类劳动 完成有用功 或 实现能量
的转换
机器的分类,
1.原动机－ 实现能量转换 （如内燃机、蒸汽机、电动
机 ）种类有限
2.工作机－ 完成有用功 （如机床等） 种类繁多
机构的共有特征,
① 人造的实物组合体；
② 各部分有确定的相对运动；
③ 用来传递力或实现运动的转换。
机构的分类,通用机构 和 专用机构 。
通用机构 ---用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。
专用机构 ---只能用于特定场合，如钟表的机构。
机械
机器
机构
原动机
工作机
通用机构
专用机构
机构与机器的区别,机构只是一个构件系
统．而机器除构件系统之外还包含电气、液压
等其他装置；机构只用丁传递运动和力．机器
除传送运动和力之外，还应当具有变换或传递
能量、物料、信息的功能
一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包
含一种机构。
具有确定的相对运动的构件的组合
如：连杆机构、齿轮机构、轮系等
3、构件,组成机械的各个相对运动的实物
构件 机构 运动单元 机器
4、零件
通用零件：普遍使用的零件 齿轮、螺钉
2、机构,
?
?
?
?
?
专用零件：只在一定类型的机器中使用的
零件 内燃机活塞
1,设计的基本理论
▲ 机械设计的要求和设计的一般过程 ……
2,常用机构及其传动设计
▲ 常用 机构包括：连杆机构, 凸轮机构, 齿轮机构,
带传动, 链传动, 间隙运动机构等
3,通用零部件设计
▲ 主要指用于连接和支承的常用零部件
4, 机械系统设计
▲ 指机械系统总体方案设计
二、机械设计的内容、性质和任务
二、本课程的性质
▲ 性质：专业技术基础课 作用,承前启后
先修课程：高等数学、普通物理、工程制图、理论力学
同时，通过本课程的学习，可为今后学习诸如机械设计、机
床夹具设计、机床、机械制造工艺学等专业课程打下基础,
三、本课程的特点及学习方法
1）实践性强
本课程是一门技术基础课，其研究对象是在生产实际中
广泛应用的机械，所要解决的问题大多数是工程中的实
际问题,
2）综合性强
3） 独立性强
各章内容彼此独立，前后联系不甚密切。因此，要
经常复习前面已学过的内容，以免出现猴子扮苞米
的现象。
4) 四多：内容多、概念多、符号多、公式多。
不要求死记硬背，关键在于理解，重点在于应用。
会用自然能记住。
如何学习本课程？
▲ 着重搞清楚基本概念，理解基本原理，掌握机构分析与综合的基本方法。
▲ 注意把一般原理和方法与具体运用密切联系起来。并用所学知识观
察日常生活与生产遇到的各种机械
▲ 注意培养运用所学基本理论与方法去分析和解决工程实际问题的能力。
▲ 注意培养综合分析、全面考虑问题的能力。解决同一实际问题，往
往有多种方法和结果，要通过分析,
▲ 注意培养科学严谨、一丝不苟的工作作风。在今后的工作中要与
各种武器装备打交道，稍有不慎，即可能造成损失。
典型机械实例,
机械控制式 电气控制式 模糊控制式
除了控制方式以外，上述三种洗衣机的主要传动系统
没有很大的差别。
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３．工业机器人
§ 1－ 4 典型机械简介
潘存云教授研制
潘存云教授研制
自动洗衣机的组成,
上盖
控制面板 进水口
排水管
外箱体
盛水桶
支撑拉杆
脱水桶
电动机
带传动
减速器
波轮
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
潘存云教授研制
洗涤,
A制动,B放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、
行星轮、行星架、波轮
脱水,
A放开,B制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水
桶）、中心齿轮、行星架、波轮与脱水桶等速旋转。
A
B
洗衣机系统简图
带传动
脱水桶
波轮
自动洗衣机的工作原理,
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２,减速器 ３．工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
潘存云教授研制
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
安徽工程科技学院专用 作者,潘存云教授
典型机械实例,
１．全自动洗衣机 ２．减速器 ３,工业机器人
潘存云教授研制
第 一 章 机械设计概述
机械设计的基本要求
机械设计的内容和步骤
机械零件的失效形式
及设计计算准则
§ 1— 1 机械设计的基本要求
1,实现预定功能
2,满足可靠要求
3,满足经济要求
4,操作方便，工作安全
5,造型美观，减少污染
一、阶段
（ 1）产品规划
（ 2）方案设计
（ 3）技术设计
（ 4）制造及试验
二、步骤
（ 1）确定载荷
（ 2）判断失效形式，计算准则
（ 3）参数、材料的选择，零件尺寸
（ 4）结构设计
（ 5）绘制零件图，写说明书
§ 1— 2 机械设计的内容和步骤
