绪论
绪论
?,机械设计基础, 在工程技术
中的地位和作用
?机械概述
?该课程的性质、内容、任务和
学习方法
1.,机械设计基础, 在工
程技术中的地位和作用
该课程研究机械设计中的共性问题，是机
械设计工程的技术基础，应用广泛。
机械设计的程序，实际上是对, 机械设计
基础, 所研究内容的系统应用过程。
工程上进行机械设计时，首先，将构件按
照机械的工作原理要求组成机构；其次，分析
各构件的运动情况及构件在外力作用下的平衡
问题；第三，分析构件在外力作用下的承载能
力问题，合理地选择材料、热处理，确定构件
（零件）的形状、具体结构、几何尺寸、制造
工艺；最后，绘制零件工作图，待加工。
3.本课程的性质、内容
任务和学习方法
,机械设计基础, 是一门综合性的专业基
础课
研究对象, 常用机构及通用零部件
课程内容, 第一篇 构件静力分析, 构
件承载能力计算
第二篇 常用机构原理与通用机械
零部件设计
3.本课程的性质、内容
任务和学习方法
（ 2）, 机械设计基础, 课程的任务,
? 能熟练地运用力系平衡条件求解简单力系的平衡
问题。
? 掌握零部件的受力分析和强度计算方法。
? 熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工
作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机
构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设
计方法，具备正确分析、使用和维护机械的能力，
初步具有设计简单机械传动装置的能力。
? 具有与本课程有关的解题、运算、绘图能力和应
用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。
3.本课程的性质、内容
任务和学习方法
（ 3）学习方法
?抓好基本学习环节
?学会综合运用知识
?学会知识技能的实际应用
?学会总结归纳
?学会创新
0,4 机器的组成及相关概念
（ 1）掌握名词
机器和机构、构件和零件
（ 2） 机器的组成
（ 3）机械的类型
机器
具有以下三个特征的实物组合
体称为机器 。
1.都是人为的各种实物的组合 。
2.组成机器的各种实物间具有确
定的相对运动 。
3.可代替或减轻人的劳动, 完成
有用的机械功或转换机械能 。
机构
它是具有确定相对运动的各种实
物的组合, 它只符合机器的前两个特征 。
（ 如齿轮机构 ）
机构主要用来传递和变换运动 。
机器主要用来传递和变换能量 。
从结构和运动学的角度分析, 机
器和机构之间并无区别, 都是具有确定
相对运动的各种实物的组合, 所以, 通
常将机器和机构统称为机械 。
带式输送机传动简图
零件和构件
零件 是组成机器的最小单元, 也是机器
的制造单元, 机器是由若干个不同的零件组装
而成的 。
各种机器经常用到的零件称为通用零件 。
特定的机器中用到的零件称为专用零件 。
构件 是机器的运动单元, 一般由若干个
零件刚性联接而成, 也可以是单一的零件 。 若
从运动的角度来讲, 可以认为机器是由若干个
构件组装 而成的 。
? 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
机器的组成
根据功能的不同, 一部完整的机器由以下
五部分组成,
1.原动部分,机器的动力来源 。
2.工作部分,完成工作任务的部分 。
3.传动部分,把原动机的运动和动力传递给工
作机 。
4.控制部分,使机器的原动部分, 传动部分,
工作部分按一定的顺序和规律运动, 完成给定的工作
循环 。
5.辅助部分,如机架等 。
机械的类型
根据用途不同, 机械可分为,
（ 1） 动力机械 实现机械能与其他形式能
量间的转换 。
（ 2） 加工机械 改变物料的结构形状, 性
质及状态 。
（ 3） 运输机械 改变人或物料的空间位置 。
（ 4） 信息机械 获取或处理各种信息 。。
第一章 静力学基础
?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。
1.1静力分析的基本概念
? 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。
? 力, 物体间的相互机械作用,使物体的运动状态或形状
尺寸发生改变。（ 外效应和内效应）
力的三要素及表示方法
力系与等效力系（合力和分力）
平衡与平衡力系
1.1.1力的三要素及表示方法
物体间机械作用的形式是
多种多样的，力对物体的效应
取决于力的 大小、方向和作
用点,这三者被称为力的三要
素。
力矢量 用一条有向线段表示,
线段的长度表示力的大小；线
段的方位和箭头表示力的方向；
线段的起点或终点表示力的作
用点, 力的国际单位为牛 [顿 ]
（ N） 。
A
F
1.1.2力系及其分类
?力系, 作用在物体上的一组力，称为力系。
?分类,(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。
1.2 静力学公理
公理 1 二力平衡公理
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
条直线上 。
对于变形体而言,
二力平衡公理只是必要
条件, 但不是充分条件 。
图 1.2
2 静力学公理
公理 2 加减平衡力系公理：
在已知力系上加上或者减去
任意平衡力系, 并不改变原
力系对刚体的作用 。
推论 1 力的可传性原理
作用在刚体上某点的力，
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。（如图）
1.2 静力学公理
公理 3 力的平行四边形
公理
作用在刚体上同一点
的两个力, 可以合成为一
个合力 。 合力的作用点也
在该点, 合力的大小, 方
向, 由这两个力为边构成
的平行四边形的对角线确
定 。
2 静力学公理
推论 2 三力平衡汇交原理,作用在刚体上三个
相互平衡的力, 若其中两个力的作用线汇交于
一点, 则第三个力的作用线通过汇交点 。
1.2 静力学公理
公理 4 作用与反作用公理
两物体间的作用力与反作用力总是同时存
在，且大小相等、方向相反、沿同一条直线，
分别作用在这两个物体上。
作用力与反作用力互相依存, 同时出现, 同
时消失, 分别作用在相互作用的两物体上 。
作用力与反作用力与二力平衡公理中的两个
力有着本质的区别 。
1.2 静力学公理
公理 5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将
此变形体刚化为刚体，则平衡状态将保持不变。
刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件，
而非充分条件。
