机械系统设计第章.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 机械系统设计 哈尔滨理工大学 主讲教师：段铁群 教授 课程介绍： 一、培养目标： 1.对机械系统的认知理解； 2.对机械系统的分析能力； 3.对机械系统的设计能力。 二、课程特点 ： 综合前导课程知识，从系统的观点出发，介绍了 机械系统的功能原理和总体设计方法，各子功能部 分的组成、基本要求、工作原理、设计方法和理论 计算等，结合课程设计等实践教学环节，使学生们 掌握机电产品分析、设计和计算基本技能。 三、学时： 总计：36学时 （理论：32学时、实验：4学时） 四、学分： 2学分 五、成绩的评定： 1.成绩构成： 平时成绩占20%，期末成绩占80% 2.平时成绩： 出勤占1/3，作业占1/3，实验占1/3 3.期末成绩：闭卷笔试 三、学时： 总计：40学时 （理论：34学时、实验：6学时） 四、学分： 2学分 五、成绩的评定： 1.成绩构成： 平时成绩占30%，期末成绩占70% 2.平时成绩： 出勤占1/3，作业占1/3，实验占1/3 3.期末成绩：闭卷笔试 六、教学内容： 第一章 绪论 第二章 总体设计 第三章 传动系统设计 第四章 执行系统设计 第五章 支承系统设计 第六章 控制系统设计 第1章 绪论 1.1 机械系统的基本概念 1.2 机械系统设计的任务 1.3 机械系统设计的发展 习题与思考题 1.1 机械系统的基本概念 1.1.1 系统与机械系统 1.系统 是指具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个整体。 即由两个或两个以上要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都称为系统。 系统的含义： ①系统由相互联系的许多要素构成； ②系统要完成特定功能，就必然与环境发生关系。 要素 是构成系统的各组成部分，决定着系统的性质。有什么样的要素，就有什么样的系统。 第1章 绪 论 2.机械系统 由若干机械要素组成，彼此间有机联系，并能完成特定功能的系统。 机械系统是一个广义的概念，其含义可根据不同的研究对象加以具体化。一般来说，机器、机构等均可以称之为机械系统。 例如： 机构作为机械系统，组成要素是构件； 机器作为机械系统，组成要素是机构或装置； 生产线作为机械系统，组成要素是机器。 广义的机械系统 图1-1 第1章 绪 论 图1-1 内部系统与外部系统 第1章 绪 论 1.1.2 机械系统的特征 1.目的性 完成特定的功能； 2.整体性 各要素构成的整体，必须服从整体功能的要求，相互间需要协调和适应； 3.相关性 各要素之间形成有机联系和相互作用； 机械系统的层次结构 图1-2 4.环境适应性 系统对外部环境的变化有良好的适应性。 第1章 绪 论 图1-2 机械系统的层次结构 第1章 绪 论 1.1.3 机械系统的组成 图1-3 1.动力系统 为机械系统提供运动和动力。 2.执行系统 直接完成工作任务的部分。 3.传动系统 是动力系统与执行系统的中间环节。 4.支承系统 将机械系统各部分支承和联系起来。 5.控制系统 使动力系统、传动系统和执行系统各部分彼此协调运行，包含：控制和操纵。 根据机械系统的不同要求还可以有：润滑、冷却、密封等系统。 第1章 绪 论 图1-3 机械系统的主要组成 第1章 绪 论 1.2 机械系统设计的任务 开发新产品和改造老产品，其目的是为市场提供高质量、高性能、高效率、低能耗、低成本的机械产品，以获取最大的经济和社会效益。 据统计，产品的设计成本约占产品总成本5%~7%，却决定着产品制造成本的60％~70%；由于设计不当造成的产品质量事故约占总事故率的50% 。由此可见，机械系统设计的重要性。 第1章 绪 论 1.2.1 机械系统的基本要求 1.功能要求 产品存在的必要性是实现产品功能。 2.性能要求 保证功能实现表现出的技术特征。 3.可靠性要求 在规定的工作条件下和预期的使用时间内，能够完成系统功能的概率。 4.工作效率要求 在单位时间内完成的工作量。 5.适应性要求 对工作状态和环境的适应程度。 6.经济性要求 单位时间内生产价值与使用费用的差值；包含：生产成本和使用成本。 7.寿命要求 产品保持其功能和性能的时间。 此外，还可能包括：制造工艺性、人机工程学、造型与色彩、