机械制图机械制图机械基础主讲：理解机械的概念理解机械的概念认识机械中的力学认识机械中的力学认识机械的组成认识机械的组成初步了解现代机械设计初步了解现代机械设计学习本课程的基本方法与目的学习本课程的基本方法与目的 第一章第一章 初识机械初识机械1.1 理解机械的概念理解机械的概念观察下面两个图，说明它们之间的区别观察下面两个图，说明它们之间的区别？ 图图1 手表的内部结手表的内部结构构图图2 手机的内部结构手机的内部结构机械是各种机器和结构的统称。机械是各种机器和结构的统称。机械由一定数量的零（部）件组合而成。机械由一定数量的零（部）件组合而成。机械通常包括原动机、工作机构和传动机机械通常包括原动机、工作机构和传动机构。构。n原动机：原动机：是机器的动力来源，常用的有电动是机器的动力来源，常用的有电动机、内燃机、气动缸、液压缸等，以电动机机、内燃机、气动缸、液压缸等，以电动机的使用最为普遍。的使用最为普遍。n传动机构：传动机构：将原动机的运动和动力传递给执将原动机的运动和动力传递给执行装置，并实现运动速度和运动形式的转换。行装置，并实现运动速度和运动形式的转换。常用的有连杆机构、凸轮机构、齿轮传动机常用的有连杆机构、凸轮机构、齿轮传动机构等。构等。n工作机构：工作机构：是直接完成机器功能的部分。是直接完成机器功能的部分。认识机械认识机械例：内燃机的结构。例：内燃机的结构。功能：功能： 内燃机的功能是将燃气的内燃机的功能是将燃气的热能转换为机械能。热能转换为机械能。构成构成：主系统由气缸、活塞、连：主系统由气缸、活塞、连杆和曲轴组成。杆和曲轴组成。工作过程：工作过程：当气缸中的油气混合物被火花塞点燃当气缸中的油气混合物被火花塞点燃后，爆炸膨胀的气体推动活塞向下移后，爆炸膨胀的气体推动活塞向下移动，推动与活塞相连的连杆，使曲轴动，推动与活塞相连的连杆，使曲轴转动，从而将热能转变为机械能。转动，从而将热能转变为机械能。此时，曲轴将带动同一轴上的小齿轮此时，曲轴将带动同一轴上的小齿轮转动，通过啮合带动大齿轮转动，大转动，通过啮合带动大齿轮转动，大齿轮再带动同轴的凸轮同步旋转，凸齿轮再带动同轴的凸轮同步旋转，凸轮的转动将通过阀杆带动进气阀门上轮的转动将通过阀杆带动进气阀门上下直线移动，控制内燃机的吸气过程。下直线移动，控制内燃机的吸气过程。气缸上部有一个进气阀和一个排气阀，气缸上部有一个进气阀和一个排气阀，在内燃机的一个工作循环中，这两个在内燃机的一个工作循环中，这两个阀门应各开启、闭合一佼，从而完成阀门应各开启、闭合一佼，从而完成内燃机的进气和排气任务。内燃机的进气和排气任务。 图图3 内燃机的内部结构内燃机的内部结构机器与机构都是由若干构件组成的，构机器与机构都是由若干构件组成的，构件工作时，都要承受载荷作用为确保构件工作时，都要承受载荷作用为确保构件能正常工作，必须对构件的承载能力件能正常工作，必须对构件的承载能力进行分析。进行分析。构件主要承受的有拉（压）、剪切挤压、构件主要承受的有拉（压）、剪切挤压、扭转、弯曲或它们的组合。扭转、弯曲或它们的组合。1.2 认识机械中的力学认识机械中的力学例：工作中的起重设例：工作中的起重设备备直接起吊重物的的拉直接起吊重物的的拉线主要承受了拉力。线主要承受了拉力。起重臂主要受压和弯起重臂主要受压和弯矩。矩。图图4 起重设备起重设备例：齿轮的传动机构例：齿轮的传动机构齿轮面上主要承受压力；安装齿轮的轴主要承受弯曲变形和扭转变形 图图5 齿轮的传动机构齿轮的传动机构例：机床加工机械零例：机床加工机械零件件钻头承受了压缩变形，弯曲变形，扭转变形等；而工件则主要受到压力的作用 图图6 机床加工机械零件机床加工机械零件通过以上实例，我们认识到机械零件在工作通过以上实例，我们认识到机械零件在工作过程中的受力情况是非常复杂的，受力的类过程中的受力情况是非常复杂的，受力的类型也各不相同。图型也各不相同。图4 4中的钢丝绳主要承受拉力，中的钢丝绳主要承受拉力，图图4 4中的起重臂则主要承受弯矩，而图中的起重臂则主要承受弯矩，而图5 5中的中的齿轮轴主要承受扭矩。至于图齿轮轴主要承受扭矩。至于图6 6中的机床系统中的机床系统则受力情况非常复杂，力的性质、大小和方则受力情况非常复杂，力的性质、大小和方向都在不断变化。向都在不断变化。在机械产品中，当零件受力过大并且超出其在机械产品中，当零件受力过大并且超出其本身的承受能力时，零件将发生断裂等破坏，本身的承受能力时，零件将发生断裂等破坏，轻者将导致其无法继续工作，重者将引发严轻者将导致其无法继续工作，重者将引发严重的事故。因此，对机械产品进行受力分析、重的事故。因此，对机械产品进行受力分析、发现潜在的设计隐患是机械设计中的重要技发现潜在的设计隐患是机械设计中的重要技术环节。术环节。机械是机械是“机器机器”和和“机构机构”的总称。的总称。机器不论其结构是简单还是复杂，都是由若机器不论其结构是简单还是复杂，都是由若干零件和部件组成干零件和部件组成 。例：内燃机的零件例：内燃机的零件图图7 内燃机的装配模型内燃机的装配模型1.3 认识机械的组成认识机械的组成例：双曲柄机构火车机车车轮中为保证联动使用的双曲柄机构。图图8 火车机车车轮火车机车车轮常见机构与零件：常见机构与零件：例：棘轮机构以棘轮棘爪机构作为以棘轮棘爪机构作为核心的手拉葫芦，用核心的手拉葫芦，用于吊起重物。棘轮棘于吊起重物。棘轮棘爪机构可以将主动件爪机构可以将主动件的连续运动变换成从的连续运动变换成从动件的间歇运动动件的间歇运动 。图图9 手拉葫芦手拉葫芦例：常见的各种凸轮零件。凸轮机构主要用于实现运动变换，将主动件的转动和移动转换为从动件的往复移动或摆动。 图图10 常见的凸轮零件常见的凸轮零件例：常见的齿轮零件例：常见的齿轮零件齿轮机构是一种重要齿轮机构是一种重要的传动机构，用于实的传动机构，用于实现运动和速度的变换。现运动和速度的变换。图图11 常见的齿轮零件常见的齿轮零件例：带传动例：带传动带传动在机械传动中带传动在机械传动中是常见的，一般原动是常见的，一般原动机到工作机首先就为机到工作机首先就为带传动。带传动。图图12 带传动带传动常见的机械传动常见的机械传动例：齿轮传动例：齿轮传动这是斜齿轮传动这是斜齿轮传动图图13 斜齿轮传动斜齿轮传动例：齿轮传动例：齿轮传动蜗杆蜗轮传动也是齿蜗杆蜗轮传动也是齿轮传动的一种。轮传动的一种。图图14 蜗杆蜗轮传动蜗杆蜗轮传动例：齿轮传动例：齿轮传动齿条齿轮传动也是齿齿条齿轮传动也是齿轮传动的一种轮传动的一种图图15 齿条齿轮传动齿条齿轮传动传统的机械设计主要依靠试验，通过传统的机械设计主要依靠试验，通过归纳总结的方法获得设计参数和经验归纳总结的方法获得设计参数和经验公式，然后创建出机械的模型。公式，然后创建出机械的模型。 现代机械设计中，使用的设计手段更现代机械设计中，使用的设计手段更加丰富，产品的更新周期更短，主要加丰富，产品的更新周期更短，主要特点：特点：重视产品的创新性重视产品的创新性先进设计手段的采用先进设计手段的采用1.4 初步了解现代机械设计初步了解现代机械设计认识机械设计过程认识机械设计过程学习本课程的基本方法学习本课程的基本方法努力领会课本上所讲述知识的内涵。努力领会课本上所讲述知识的内涵。随时观察周围的事物，把书本上的知识与随时观察周围的事物，把书本上的知识与实践相结合，将理论和实践融会贯通。实践相结合，将理论和实践融会贯通。利用课余时间学习一些现代设计方法，比利用课余时间学习一些现代设计方法，比如如CADCAD软件的使用，然后根据身边的事物软件的使用，然后根据身边的事物从事简单的设计工作，并在设计中勇于加从事简单的设计工作，并在设计中勇于加入自己的创新思想。入自己的创新思想。本课程理论与实际联系比较密切，重视生本课程理论与实际联系比较密切，重视生产实习、实验和参观。产实习、实验和参观。1.5 学习本课程的目的学习本课程的目的