第1章机械设计概论

1、第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1.1.机械设计教程机械设计教程（第（第2 2版）版） 刘莹等主编刘莹等主编 机械工业出版社机械工业出版社2.2.机械设计机械设计 （修订版）（修订版） 谭庆昌等主编谭庆昌等主编 高等教育出版社高等教育出版社3.3.机械设计机械设计（第（第2 2版）版） 高等教育出版社高等教育出版社 清华大学精密仪器与清华大学精密仪器与 机械学系设计工程研究所主编机械学系设计工程研究所主编参考书参考书第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-11-1引言引言第第1 1章章 机械设计概论机械设计概论机械工业的生产水平是一个机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平国家现代化

2、建设水平的重要标志。的重要标志。 机械工业肩负着为国民经济各个部门提供装备和促进技术改造的机械工业肩负着为国民经济各个部门提供装备和促进技术改造的 重任。重任。 大量地设计制造和广泛采用各种先进的机器，可大大促进国大量地设计制造和广泛采用各种先进的机器，可大大促进国民经济发展的力度，加速我国的现代化建设。民经济发展的力度，加速我国的现代化建设。人类社会的进步源于不断地创新，产品的创新首先是从设计人类社会的进步源于不断地创新，产品的创新首先是从设计工作开始的。工作开始的。 设计是生产产品的第一道工序，要想生产出好的产品，首先要设计是生产产品的第一道工序，要想生产出好的产品，首先要有好的设计。有好

3、的设计。机械设计是机械工程的机械设计是机械工程的“灵魂灵魂”。第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-11-1引言引言1-1 1-1 机械设计概论机械设计概论 机械设计的几个专有术语机械设计的几个专有术语机器：机器：具有确定的相对运动，可进行能量转换或做机械功具有确定的相对运动，可进行能量转换或做机械功 的人为组合体。的人为组合体。例：汽车、机床例：汽车、机床第第1 1章机械设计概论章机械设计概论本课程的性质和内容本课程的性质和内容润滑、显示、照明等辅助系统润滑、显示、照明等辅助系统u机器的组成机器的组成原动机原动机传动装置传动装置执行机构执行机构控制系统控制系统传动装置：传动装置：在原动机

4、与执行机构之间传递运动、转换运动方式在原动机与执行机构之间传递运动、转换运动方式的装置。机械传动装置是本课程研究的主要内容之一。的装置。机械传动装置是本课程研究的主要内容之一。 第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-11-1引言引言 机械设计的几个专有术语机械设计的几个专有术语机械零件：组成机械的最基本的制造单元。机械零件：组成机械的最基本的制造单元。 例：齿轮、弹簧例：齿轮、弹簧 通用零件、专用零件通用零件、专用零件部件：为实现某一功能将一些零件组合的一个整体。部件：为实现某一功能将一些零件组合的一个整体。 例：减速箱、轴承例：减速箱、轴承1-1 1-1 机械设计概论机械设计概论第第1

5、1章机械设计概论章机械设计概论1-11-1引言引言 机械设计的几个专有术语机械设计的几个专有术语机构：机构：具有确定的相对运动的人为组合体。具有确定的相对运动的人为组合体。 例：凸轮、连杆、齿轮机构例：凸轮、连杆、齿轮机构1-1 1-1 机械设计概论机械设计概论第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-11-1引言引言 机械设计的几个专有术语机械设计的几个专有术语机械：机械：机器和机构的总称。机器和机构的总称。1-1 1-1 机械设计概论机械设计概论第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-31-3本课程的性质和内容和特点本课程的性质和内容和特点1-2 1-2 本课程的性质、内容和特点本课程的

6、性质、内容和特点 研究机械装置和通用机械零件的设计问题。是机械类专研究机械装置和通用机械零件的设计问题。是机械类专业的一门非常重要的主干课。目的是业的一门非常重要的主干课。目的是培养同学们具有一定培养同学们具有一定机械装置和典型机械零件的设计能力。机械装置和典型机械零件的设计能力。各类常用通用零件的设计和计算。各类常用通用零件的设计和计算。各类机械传动装置或机构的设计和计算。各类机械传动装置或机构的设计和计算。一、本课程的性质一、本课程的性质二、本课程的内容二、本课程的内容第第1 1章机械设计概论章机械设计概论u本课程具体内容本课程具体内容总论：总论：介绍机械设计的基本概念及一般程序；机械及零

7、件设计介绍机械设计的基本概念及一般程序；机械及零件设计 的基本要求；机械零件的强度、摩擦及润滑、常用材料的基本要求；机械零件的强度、摩擦及润滑、常用材料 和工艺性的基本知识。和工艺性的基本知识。联接：联接：介绍螺纹联接、键与花键联接等的设计。介绍螺纹联接、键与花键联接等的设计。传动：传动：介绍带传动、齿轮传动、链传动、蜗杆传动及传动介绍带传动、齿轮传动、链传动、蜗杆传动及传动 装置的设计。装置的设计。轴系零件：轴系零件：介绍轴、轴承、联轴器和离合器及轴系零件的介绍轴、轴承、联轴器和离合器及轴系零件的 结构设计结构设计。其他零件：其他零件：介绍弹簧、机架零件的设计。介绍弹簧、机架零件的设计。第第

8、1 1章机械设计概论章机械设计概论三、本课程的特点三、本课程的特点 涉及面广涉及面广 关系多关系多 与诸多先修课关系密切。与诸多先修课关系密切。 要求多要求多 设计一个机器或零件时，应同时满足强度、刚度、设计一个机器或零件时，应同时满足强度、刚度、 耐磨性、工艺、等各方面的要求。耐磨性、工艺、等各方面的要求。 门类多门类多 典型的通用零件多、类型多；各类零件，设计方法典型的通用零件多、类型多；各类零件，设计方法 各有不同。各有不同。 公式多公式多 除了定义式以外，对于大多数公式着重于公式的应除了定义式以外，对于大多数公式着重于公式的应 用，不强调公式的推导。用，不强调公式的推导。 图表多图表多

9、 要求能看懂、会用，了解适用的范围和变化趋势。要求能看懂、会用，了解适用的范围和变化趋势。本课程的特点本课程的特点 第第1 1章机械设计概论章机械设计概论三、本课程的特点三、本课程的特点本课程的特点本课程的特点 实践性强实践性强不仅要掌握机械设计理论，还要多联系生产实不仅要掌握机械设计理论，还要多联系生产实 际，提高工程意识。际，提高工程意识。设计工作繁杂设计工作繁杂设计参数、图表等繁多，但工作必须详尽，设计参数、图表等繁多，但工作必须详尽， 细小的疏忽也会导致严重事故细小的疏忽也会导致严重事故。 设计问题无统一答案设计问题无统一答案更多地谈论谁设计得更好，要注意发更多地谈论谁设计得更好，要注

10、意发 展求异思维。展求异思维。第第1 1章机械设计概论章机械设计概论四、几个注意的问题四、几个注意的问题着重学习机构和零件的设计方法以及设计参数的着重学习机构和零件的设计方法以及设计参数的合理选择。合理选择。 除了理论分析和计算以外，更应除了理论分析和计算以外，更应重视零件结构重视零件结构的设计。的设计。 设计绝非只是计算。设计绝非只是计算。 性能要求与性能要求与经济性经济性 永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。 经验设计经验设计与现代设计与现代设计 二者均重要，前者是后者的基础。二者均重要，前者是后者的基础。注意的问题注意的问题 第第1 1

11、章机械设计概论章机械设计概论1-3 1-3 机械设计的基本原则和设计程序机械设计的基本原则和设计程序一、机械设计的一般要求一、机械设计的一般要求满足设计条件，具有预定的功能（满足使用要求）满足设计条件，具有预定的功能（满足使用要求）满足强度、稳定性及使用寿命等方面的工作要求；工作可靠。满足强度、稳定性及使用寿命等方面的工作要求；工作可靠。满足性价比高等经济性要求满足性价比高等经济性要求满足外观美、安全、环保等其它方面的要求满足外观美、安全、环保等其它方面的要求第第1 1章机械设计概论章机械设计概论二、设计方法二、设计方法外推式设计：外推式设计：虽也有部分经验可以借鉴，但外推部分处于虽也有部分经

12、验可以借鉴，但外推部分处于 未知领域，必须慎重对待。未知领域，必须慎重对待。1-3 1-3 机械设计的基本原则和设计程序机械设计的基本原则和设计程序内插式设计：内插式设计：在两个现有设计方案中借助已有的设计经验和在两个现有设计方案中借助已有的设计经验和 设计方法内插所需设计内容。这时一般机器常用设计方法内插所需设计内容。这时一般机器常用 的设计方法。比如，类比设计、相似设计。的设计方法。比如，类比设计、相似设计。开发性设计：开发性设计：应用新原理、新技术设计新型技术装备的工应用新原理、新技术设计新型技术装备的工 作称为开发性设计。功能设计和结构设计是作称为开发性设计。功能设计和结构设计是 开发

13、性设计的核心。开发性设计的核心。第第1 1章机械设计概论章机械设计概论明确设计要求明确设计要求提出设计方案提出设计方案总体设计总体设计结构设计结构设计完成施工图绘制完成施工图绘制试制、鉴定试制、鉴定产品定型产品定型三、机械设计的一般过程三、机械设计的一般过程1-3 1-3 机械设计的基本原则和设计程序机械设计的基本原则和设计程序建立设计条件建立设计条件进行失效原因分析并建立强度等设计条件进行失效原因分析并建立强度等设计条件由工作条件等选材料由工作条件等选材料进行受力分析及力大小计算分析进行受力分析及力大小计算分析得出设计公式得出设计公式结构设计结构设计第第1 1章机械设计概论章机械设计概论四、

14、技术经济评价四、技术经济评价 技术评价技术评价满分和各技术性能指标评定的总分各技术性能指标评定的技术价值maxPPxHHHHy7 . 01实际制造费用理想的制造费用经济价值经济评价：经济评价：结论结论工程上工程上x=0.8，y=0.7即可。即可。第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-41-4 设计人员的素质设计人员的素质 责任心、创新和不断学习、不怕困难。责任心、创新和不断学习、不怕困难。知识结构：知识结构： 机械原理：机械原理：方案设计、运动和受力分析（机构学）方案设计、运动和受力分析（机构学） 机械设计：机械设计：选择零部件、结构设计（机械零件选择零部件、结构设计（机械零件 ） 工程材

15、料：工程材料：合理选择材料和热处理方法合理选择材料和热处理方法 制造基础：制造基础：合理设计结构，满足工艺要求合理设计结构，满足工艺要求 互换性原理：互换性原理：零、部件的精度设计零、部件的精度设计 机械制图：机械制图：设计方案的表达设计方案的表达 机械系统设计机械系统设计： （专业机械的设计）（专业机械的设计）第第1 1章机械设计概论章机械设计概论1-5 1-5 机械设计的新方法与新知识机械设计的新方法与新知识 基础理论基础理论 摩擦学、断裂力学、弹性流体润滑理论摩擦学、断裂力学、弹性流体润滑理论 设计方法设计方法 设计方法学（优化、可靠性、创新设计）设计方法学（优化、可靠性、创新设计） 系统设计、动态设计系统设计、动态设计 价值工程、造型设计、人机工程学等价值工程、造型设计、人机工程学等 计算机的引入计算机的引入 计算机