机械设计原理书本.pptx

机械设计原理书本

目录

contents

机械设计概述

机械设计基础知识

机械零件设计

机械传动设计

机械制造工艺设计

机械设计创新方法与实践

机械设计概述

CATALOGUE

01

定义

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

分类

机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。

机械设计的定义与分类

主要依赖于工匠的经验和技艺，缺乏系统的理论支持。

古代机械设计

近代机械设计

现代机械设计

随着工业革命的兴起，机械设计开始与制造相结合，逐渐形成了一套较为完整的理论体系。

随着计算机技术的发展，机械设计进入了数字化、智能化时代，设计手段和方法不断更新和完善。

03

02

01

机械设计的发展历程

机械设计涉及到多个领域的知识，如力学、材料学、热力学等，是一个综合性很强的学科。通过机械设计的学习和实践，可以培养工程师的创新思维和实践能力。

机械设计是机械制造的第一步，是决定机械性能的最主要因素。

优秀的机械设计可以提高机械的使用效率、降低能耗、减少故障率，从而为企业创造更多的经济效益。

机械设计的重要性

机械设计基础知识

CATALOGUE

02

03

动力学

研究物体在力系作用下的运动规律，包括牛顿运动定律、动量定理、动量矩定理等。

01

静力学

研究物体在力系作用下的平衡条件，以及如何建立各种力系的平衡方程。

02

运动学

研究物体的运动轨迹、速度和加速度等运动参数，以及物体之间的相对运动关系。

力学基础知识

材料的力学性能

研究材料在不同条件下的力学性能，包括弹性、塑性、韧性、硬度等。

材料的疲劳与断裂

研究材料在交变应力作用下的疲劳破坏和断裂行为，以及如何提高材料的疲劳强度和断裂韧性。

复合材料的力学性能

研究由两种或两种以上不同性质的材料组成的复合材料的力学性能，包括增强体、基体和界面等。

材料力学基础知识

铸造工艺

将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的工艺方法。包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。

焊接工艺

通过加热或加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。包括电弧焊、气焊、激光焊等。

切削加工工艺

利用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。包括车削、铣削、刨削等。

锻造工艺

利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。包括自由锻、模锻等。

制造工艺基础知识

机械零件设计

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03

传动零件

轴系零件

连接零件

其他辅助零件

如齿轮、带轮、链轮等，用于传递动力和运动。

如螺栓、键、销等，用于连接和固定各部件。

如轴、轴承、联轴器等，用于支撑和定位旋转部件。

如密封件、润滑件、紧固件等，用于保证机器的正常运行和维护。

零件应满足机器的使用要求，如传递的功率、速度、精度等。

满足使用要求

零件应具有足够的强度和刚度，以保证在规定的使用条件下能正常工作。

可靠性

零件的结构应便于加工和装配，尽量减少加工难度和成本。

工艺性

在满足使用要求的前提下，尽量降低零件的制造成本。

经济性

零件设计的基本原则

齿轮设计

01

根据传递的功率、速度和齿轮的模数等参数进行设计，包括齿形、齿数、模数、压力角等的选择和计算。实例包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等的设计。

轴的设计

02

根据承受的载荷和转速等条件进行设计，包括轴的结构、材料、强度计算、刚度校核等方面的内容。实例包括转轴、心轴、传动轴等的设计。

轴承的选择与设计

03

根据承受的载荷、转速和使用环境等条件进行选择和设计，包括滚动轴承和滑动轴承的类型选择、尺寸确定、寿命计算等。实例包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承等的设计。

典型零件的设计方法与实例

机械传动设计

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04

摩擦传动

利用摩擦力传递动力，如带传动、摩擦轮传动等。具有结构简单、过载保护等优点，但传动效率相对较低。

啮合传动

利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力。具有传动效率高、结构紧凑等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。

流体传动

利用液体或气体传递动力，如液压传动、气压传动等。具有无极调速、远距离传输等优点，但需要相应的液压泵、气缸等辅助元件。

传动方式的分类与特点

根据工作条件和使用要求，选择合适的传动类型和参数，确保传动的可靠性、稳定性和经济性。

满足使用要求

在满足使用要求的前提下，尽量减小传动的体积和重量，降低制造成本和维护费用。

优化设计

确保传动系统在运行过程中安全可靠，防止意外事故发生。

安全可靠

传动设计的基本原则

根据齿轮的模数、齿数、压力角等参数进