机械设计基础第1章绪论07x

1、肖丽英肖丽英机械设计研究所机械设计研究所2007.32007.3绪论绪论以下哪些是机械？以下哪些是机械？火车 车站 飞机 立交桥 三峡大坝 三峡船闸 石头 机器机器包装机包装机机械：机器与机构的总称机械：机器与机构的总称设计：一切物质文明都是设计的产物。设计：一切物质文明都是设计的产物。从一个设计实例看机械设计的一般过程从一个设计实例看机械设计的一般过程机械设计的一般程序机械设计的一般程序试制、试验、鉴定、生产试制、试验、鉴定、生产计划阶段计划阶段( (明确任务明确任务) )原理方案设计原理方案设计技术设计技术设计技术文件的编制技术文件的编制信信息息反反馈、馈、修修改改信息反馈、修改以冲压工艺

2、所需的压力加工设备为例以冲压工艺所需的压力加工设备为例1、计划阶段：、计划阶段：根据社会需求，根据社会需求，明确任务明确任务以上、下模具之间的直线往复运动对平以上、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，板材料进行加工（拉伸，弯曲，切断，冲裁，压印等）冲裁，压印等） 明确设计任务： 力：标准吨位力：标准吨位 位移：工作行程位移：工作行程 速度：最高连续工作速度速度：最高连续工作速度 加速度：允许速度波动加速度：允许速度波动 运动精度：允许运动误差运动精度：允许运动误差 经济型：最高造价经济型：最高造价 可靠性：平均无故障工作时间可靠性：平均无故障工作时间 安全性：意外情况

3、下对人和设备进行保护安全性：意外情况下对人和设备进行保护其他要求：运输，安装，调整其他要求：运输，安装，调整原动机：原动机： 选用交流电动机，满载转速选用交流电动机，满载转速1450r/min1450r/min，工作机：工作机： 工作频率工作频率8080次次/min/min中间传动机构：中间传动机构：需要解决的问题需要解决的问题旋转运动变换为直线运动旋转运动变换为直线运动高速运动变换为低速运动高速运动变换为低速运动连续运动变换为往复运动连续运动变换为往复运动2、原理方案设计、原理方案设计机器机器的组成的组成旋转运动变换为直线运动旋转运动变换为直线运动可选择的运动变换技术方案：可选择的运动变换技

4、术方案： 1.曲柄滑块曲柄滑块 2.齿轮齿条齿轮齿条 3.凸轮机构凸轮机构 4.螺旋传动螺旋传动 2、原理方案设计、原理方案设计高速运动变换为低速运动高速运动变换为低速运动可选择的减速传动方案：可选择的减速传动方案： 1. 1. 带传动带传动 2. 2. 链传动链传动 3. 3. 齿轮传动齿轮传动 4. 4. 蜗杆传动蜗杆传动 2、原理方案设计、原理方案设计曲柄压力机传动原曲柄压力机传动原理图理图2、原理方案设计、原理方案设计3.3.技术设计技术设计 仅以连杆部件为例讨论结构设计问题仅以连杆部件为例讨论结构设计问题 3.技术设计技术设计 仅以连杆部件为例讨论结构设计问题仅以连杆部件为例讨论结构

5、设计问题 3.技术设计技术设计 仅以连杆部件为例讨论结构设计问题仅以连杆部件为例讨论结构设计问题 3.技术设计技术设计 仅以连杆部件为例讨论结构设计问题仅以连杆部件为例讨论结构设计问题 绪论 课程的内容课程的内容怎样学好本课程怎样学好本课程课程目标课程目标教材、参考书、考试要求等教材、参考书、考试要求等研究研究一般参数一般参数条件下条件下的的通用零件通用零件的设计的设计 ,讲述它们的讲述它们的基本设计理论与方法基本设计理论与方法,培养学生培养学生具有设计一般机械能力的具有设计一般机械能力的技术基础课程技术基础课程。综合运用已学知识：制图综合运用已学知识：制图 力学力学 金属学金属学（材料及工艺

6、）公差配合、生产实践知识（材料及工艺）公差配合、生产实践知识等等课程的内容课程的内容机械零件可以分为两大类通用零件通用零件：各种机械中经常用各种机械中经常用到的一般参数的零件。到的一般参数的零件。例如： 螺钉 齿轮 链轮 直轴专用零件专用零件：在特定类型的机器在特定类型的机器中才能用到的零件。中才能用到的零件。例如： 飞机螺旋桨 内燃机曲轴 1、通用零件工作能力设计：、通用零件工作能力设计：通过强度、刚度、通过强度、刚度、耐磨性的设计计算确定机械零件的尺寸耐磨性的设计计算确定机械零件的尺寸传动件：带、链、齿轮、蜗轮（第传动件：带、链、齿轮、蜗轮（第5、6、7章）章）转动件：轴、轴承、联轴器（第

7、转动件：轴、轴承、联轴器（第2、3、9章）章）联接件：螺钉、键、花键、过盈连接（第联接件：螺钉、键、花键、过盈连接（第11章）章）其它零部件：弹簧、机座、减速箱其它零部件：弹簧、机座、减速箱课程内容课程内容课程内容课程内容工作能力设计的方法工作能力设计的方法受力分析受力分析失效形式失效形式设计准则设计准则设计计算设计计算失效失效机械零件工作能力设计机械零件工作能力设计机械机械零件零件的主的主要失要失效形效形式式整体断裂：整体断裂：拉，压，弯，扭拉，压，弯，扭破坏正常工作条件引起的失效：破坏正常工作条件引起的失效：打滑，共振，胶合打滑，共振，胶合过大的残余应力：过大的残余应力：加工，热处理加工，

8、热处理零件表面的破坏：零件表面的破坏：磨损，热处理磨损，热处理零部件不能满足工作要求称为失效。零部件不能满足工作要求称为失效。机械零件工作能力设计的依据：零件的失效形式机械零件工作能力设计的依据：零件的失效形式机械零件的计算准则机械零件的计算准则 设计准则设计准则 计算公式计算公式 失效形式失效形式 典型零部件典型零部件 强度准则 lim/S 断裂、疲劳破坏、残余变形 轴、 齿轮、 带轮等 刚度准则 yy 弹性变形 轴、蜗杆等 寿命准则 满足额定寿命 腐蚀、 磨损、疲劳 滚动轴承等 振动稳定性 0.85f fp或 1.15ffp 共振产生的工作失常 滚动轴承、 齿轮、 滑动轴承 可靠性准则 R

9、=N/N0 eFsdebF 例题：铆钉联接，两例题：铆钉联接，两块钢板材料均为块钢板材料均为Q215Q215， F=500000N，求：各部分尺寸。求：各部分尺寸。 MPapMPaMPa400180200 解：分析失效方式及计算公式1 钉剪切2 板挤压3 板拉断4 板边剪切sdeFdesFsdbFdbsFpdsFpsdFpdFdF)2( 24)2(2)(3)(242142sdeFdesFsdbFdbsFpdsFpsdFpdFdF)2( 24)2(2)(3)(242142sdeFdesFsdbFdbsFpdsFpsdFpdFdF)2( 24)2(2)(3)(242142sdeFdesFsdbFd

10、bsFpdsFpsdFpdFdF)2( 24)2(2)(3)(242142 由由1 1： d=18.8 d=18.8 取取d d为为1818 由由2 2： S=6.6 S=6.6 取取S S为为7 7由由3 3： b=54.7 b=54.7 取取b b为为5555 由由4 4：e= 29.3 e= 29.3 取取e e为为3030 等强原则等强原则 机械零件工作能力设计机械零件工作能力设计非标准件进行最小化设计非标准件进行最小化设计对标准零件是合理的选用对标准零件是合理的选用机械零件的标准化机械零件的标准化机械零件标准机械零件标准“三化三化”-标准化、系列化、通用化标准化、系列化、通用化零件参

11、数标准零件参数标准材料标准材料标准机械零件工作能力设计机械零件工作能力设计机械零件工作能力设计机械零件工作能力设计对机械元素的直觉判断对机械元素的直觉判断你知道你知道M10 的螺栓可以承受多大的力？的螺栓可以承受多大的力？2、机械零部件结构设计、机械零部件结构设计：结构设计是核心结构设计是核心设计计算是结构设计的依据、而计算以机械结构为对设计计算是结构设计的依据、而计算以机械结构为对象象机械零件的结构设计机械零件的结构设计机械零件的结构设计机械零件的结构设计Z2Z1如何学好这门课如何学好这门课注意工作能力设计与结构设计的关系注意工作能力设计与结构设计的关系工作能力设计注意设计的方法，力学模型的

12、建立工作能力设计注意设计的方法，力学模型的建立理论联系实际，在解决工程问题中体会课程的理理论联系实际，在解决工程问题中体会课程的理论、方法论、方法重视实验环节，加深对工程实用性的认识重视实验环节，加深对工程实用性的认识培养创造性培养创造性F培养学生掌握通用零件的设计原理、方培养学生掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律；法和机械设计的一般规律；F树立正确的设计思想，了解国家当前的树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；有关技术经济政策；F具有使用标准、规范、手册、图册及查具有使用标准、规范、手册、图册及查阅资料的能力；阅资料的能力；F掌握典型零件的实验方法，获得实验技掌握

13、典型零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；能的基本训练；F了解机械设计的新发展。了解机械设计的新发展。课程目标课程目标教材教材参考书参考书课件、答疑安排课件、答疑安排成绩评定成绩评定机械设计吴宗泽主编 高教出版社 CAI学习软件机械设计课程设计手册 吴宗泽、罗圣吴宗泽、罗圣国主编国主编 高教出版社高教出版社 教材参考书参考书机械设计学习指南机械设计学习指南吴宗泽主编吴宗泽主编 机械工业出机械工业出版社版社机械系统创新设计机械系统创新设计杨家军编杨家军编 华中理工出版华中理工出版社社Machine Elements in Mechanical Design(Second Edition) Robert L.MottMachine Design for Mobile and Industrial Applications Gary W.Krutz课件 、答疑安排1、随时可以利用电子邮件联系 2、课件、网络资源在网络学堂3、每周答疑时间：地点：9003大楼3308办公地点：精仪