机械设计基础B(3)机械设计第一章绪论第一章绪论机械的定义机械的用途机械设计概述课程内容和考核方式第一章绪论机械以下哪些属
于机械？火车车站飞机立交桥太阳系三峡大坝三峡船闸石头流星中华世纪坛枪炮子弹动物什么是机械
？什么是机械？什么是机械？第一章绪论机械的定义机械是人造的技术装置，其中的一部分可以相对于另一部分实现确定形式的相对运动，
同时伴有机械能的传递和空间位置的改变。第一章绪论机械的用途移动物体第一章绪论机械的用途转换能量形式第一章绪论机械的
用途成形加工第一章绪论机械的用途获取信息第一章绪论机械的用途帕斯卡设计的加法器(1623-1662)处理信息第一章
绪论机械的用途莱布尼兹设计的乘法器(1646-1716)第一章绪论机械的用途(1792-1871)巴贝奇设计的差分机第一
章绪论机械的用途巴贝奇设计的解析机第一章绪论机械的用途巴贝奇的儿子完成的部分计算机部件第一章绪论机械的历史和未来
机械是人类观察自然和模仿自然，以及创新发展的产物。 机械的发展趋势是：机电光结合、机械与信息技术的结合、机械与生物活动的集合、微
型机械、超大形机械、超精密机械等。第一章绪论系统设计是一种有目的的创造过程，即：针对技术装置的定义，构建技术装置，并利用这个
技术系统操控各种效应，来实现给定的功能。 其中，机械设计是通过选择机械结构、结构组合及其详细结构参数，实现给定的机械功能。是系统设
计的重要组成部分。第一章绪论设计是对功能问题求解的过程，是面向任务的工作！第一章绪论设计问题求解的特点1.目的性——面
向功能与需求2.综合性——不能孤立地对待机械涉及问题3.多解性——功能强调的不同第一章绪论设计的流程：不同的需求特征决定产品
的适用范围。：特征功能、成本要求、环境要求、安全要求：能够同时满足所有功能要求，无功能矛盾的技术方案。：原理方案的具体设计实现。：
能够同时满足所有功能要求和原始需求。需求功能要求原理方案设计制造样机或产品模糊性（人的需求的特点）；多重性（基本需求与拓展需求、不
同需求的组合）；暗含的需求（安全、成本）需求决策参数化的需求解释；可分解性（最低层功能要求）；多功能性；功能要求如何把需求描述为功
能要求？功能要求解析例1某赛车队老板为了提高车队成绩，希望对赛车进行改进。技术系统:某汽车公司的赛车不同型号的赛车功能指标：获
胜赛车的平均时速获胜赛车的平均时速赛车比赛时平均速度的实际极限时间1965年以后，赛车的比赛平均速度没有变化，进入了成熟阶段功能要
求解析例1造纸机长125米，宽10米，纸卷宽度8,920mm卷纸速度1,300m/min.需求–提高生产效率.如何将需求
转化为功能要求？需要怎么做？甲说：提升卷纸速度乙说：增加纸卷宽度。把需求描述成功能也不是一件容易事！！卷纸速度纸卷宽度TimeTi
me世界上主要型号造纸机的卷纸速度世界上主要型号造纸机的卷纸速度为了提高设备效率，技术改进的功能要求（技术指标）应该选取“提高卷纸
速度”这个大方向系统的功能性决定了技术矛盾的产生(谁与谁形成“矛盾对”);技术约束是技术矛盾的根源(超常参数可以视为“潜在矛盾”)
；原理性方案中，需要体现功能之间产生的技术矛盾的解决方法。功能矛盾分析原理性方案如何提出满足功能要求的原理性方案？需求功能指标1指
标2指标3指标n如何依据技术指标产生原理方案？如何提高方案筛选效率？方案1方案2方案3方案4方案5方案6需求功能指标1指标2指标3
指标n方案来自于特征功能方案方案方案方案方案方案需求功能指标1指标2指标3指标n方案来自于与特征功能相关的明显的“矛盾对或者潜在矛
盾”方案方案方案方案方案方案平开上旋窗需求功能指标1指标2指标3指标n矛盾对矛盾对方案1方案2方案的筛选以综合的矛盾解决成本为依据
需求功能指标1指标2指标3指标n技术矛盾解决方法：降低功能指标；放弃次要功能；隔绝矛盾（时空）。矛盾对方案x需求功能要求通过反复
迭代，理解产品的特点。原理方案设计制造本课程对同学的基本要求样机或产品设计与制造的关系技术约束是技术矛盾的根源设计与制造的关系设计
与制造的关系制造业、材料学等相关技术的水平，可以决定矛盾是否存在。设计过程中需要工程师的综合知识。第一章绪论设计的优劣对国家
经济发展至关重要1.设计决定产品质量2.设计决定产品的市场竞争力3.设计使科学技术转化为现实的生产力4.设计是构成产品价值的重要
成分系统设计——小结所有的方案取舍的依据都暗含着功能要求；所有的设计困难都可以用技术矛盾来描述，可以找到发生冲突的功能“矛盾对”指
标的判断需要大量的设计经验；设计过程需要大量的反复迭代；被优化设计的系统，功能指标要求只有在设计完成后才明确。用户不会错，所有的问
题都是设计的问题！以冲压工艺所需的压力加工设备为例进行分析需求：以上、下模具之间的直线往复运动对平板材料进行加工，（拉伸，弯曲，
切断，冲裁，压印等）包含的功能：力——标准吨位位移——工作行程速度——最高连续工作速度加速度——允许速度波动运动精
度——允许运动误差经济性——最高造价，运行费用可靠性——平均无故障工作时间安全性——意外情况下对人和设备进行保护其他要求—
—运输，安装，调整方案设计：功能指标工作机：工作频率80次/min工作压力：20吨；冲压行程精度：0.1mm原动机：选用交流电
动机，满载转速1450r/min，中间传动机构： ①旋转运动变换为直线运动 ②高速运动变换为低速运动 ③连续运动变换为往复运动设备
体积：越小越好；成本：越小越好……主要技术矛盾分析传动能力与设备成本之间的矛盾；行程精度与设备成本之间的矛盾。……将连续旋转运动变
换为直线往复运动可选择的运动变换技术方案：1.曲柄滑块2.齿轮齿条3.凸轮挺杆4.螺旋传动5.流体传动高速运动变换为低速
运动可选择的减速传动方案：1.带传动2.链传动3.齿轮传动4.蜗杆传动曲柄压力机传动原理图结构设计:仅
以连杆部件为例讨论结构设计问题结构设计:仅以连杆部件为例讨论结构设计问题结构设计:仅以连杆部件为例讨论结构设计问题结构设
计:仅以连杆部件为例讨论结构设计问题结构设计:仅以连杆部件为例讨论结构设计问题本课程的内容本课程研究机械设计的一般理论
、准则与方法，重点讨论在普通工作条件下工作的一般参数的通用零部件的设计问题。本课程的内容重点分析的通用零部件分为三类： 1.传动
包括带传动、齿轮传动、蜗杆传动、螺旋传动 2.支承包括滚动轴承、轴、联轴器3.连接包括螺纹连接和轴毂连接其中，粗体字符
为重点内容!训练同学的能力一.工作能力设计二.机械结构设计※三.机械精度设计※※四.面向任务的系统设计能力※表示扩展能力教学
环节及评分方法本课程评分方法：完成所有习题作业方可参加考试作业及实验10＋10＝20分综合训练30分(另外有最多15分的加分机会
)期末考试50分综合训练加分条件是：做出符合设计要求的样机（或者设计具有创意）；设计资料(图纸，设计说明)齐全；申请并完成答辩。
加分数量依据整体工作效果评定。全班参加答辩的同学人数不超过6人。免考条件（待定）考前累积成绩超过55分；考前累积成绩班级排名前X名
；申请免考并同意通过面试确定最终成绩。:X值由教务处最终核定；:面试在考试周进行，面试最高分40分，与考前累积成绩相加
得到最后成绩。综合训练训练目的1.强化应用机械设计的知识多为应用性知识，在应用中能更容易理解和掌握这些知识，综合训练不同于一般
习题，它是真实的（有应用背景），完整的，综合性的应用练习，完成这样的训练需要从实际出发，切实考虑机械在生产和使用中的实际问题。2.
增加整机概念本课程的基本体系是以典型零部件的设计问题为线索的，如果只掌握单个零部件的设计方法，仍不能进行实际的设计，通过综合训
练作业，贯穿整个教学过程，使大家在学习过程中的每一步都能在整机设计问题中应用所学知识。综合训练训练目的设计题目设计内容要求1.调
研2.原理方案设计3.运动及动力设计4.参数及结构设计（画装配图）5.设计说明书（整理）综合训练训练目的设计题目设计内容要
求设计进度0.选题（1）1.调研（1~2）2.原理方案设计（2~3）3.运动及动力设计（3）（阶段检查）4.参数及结构
设计（4~13）（第8周中期集中汇报）5.设计说明书（4~13）综合训练题目1兔子下肢被动运动训练器的改进（要求在上半学期完成制
做）综合训练题目2样品表面色泽检测平台设计与制作综合训练题目3、4、5流体冲刷和腐蚀实验台的设计制作微生物快速富集离心器的设计制
作运动员腿部训练器的减阻设计（技术改造）相关资料请在网络学堂下载！综合训练分组方式同学申报题目，每个题目大组不超过6个人。大组共同
完成调研和方案讨论。资源共享；方案讨论后，进行分小组，小组为2人一组，每个大组中有一个小组由老师指定，其它小组同学自愿组合，每个
题目下最多三小组；原理性方案和后续工作以小组为单位进行。小组成员可以独立完成工作，申请独立评审。：请课代表将综合训练选题名单电子
版给我信箱：名单中请注明每位同学的联系方式！综合训练答疑时间待定。请前来答疑的同学提前预约主要参考书参考书参考书参考书参考书第一章
绪论如何学好机械设计课1.注意学习解决问题的方法2.重视实践环节3.树立工程观点4.注意知识积累：善于观察和归纳；5.体验设计
过程的成就感本周作业：1.综合训练调研报告,以组为单位完成；2.图示为偏心夹具，用于夹持加工零件，要求夹紧力F=10.8kN。压板2用铸铁制造，许用应力为：弯曲[σ]b=80MPa；挤压[σ]p=120MPa；剪切[τ]=40MPa。杆1用Q275钢制造，许用应力为：拉伸[σ]’=100MPa；挤压[σ]p’=150MPa；剪切[τ]’=60MPa。试确定杆1的尺寸d、D、g及压板2的厚度h。1.通过二级选课系统选择实验课时间。选课系统开放时间是：查信箱。2.作业以手写形式完成，由各班课代表在每周上课前整理提交。 |
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