机械设计基础 朱龙英 00绪论

1、2022-5-2912022-5-292课件及作业答案公共邮箱密码：hygxy101010电话：电话意：注意：禁止修改密码、删改附件内容禁止修改密码、删改附件内容2022-5-293学习安排学习安排结合结合PPT，以课堂讲解为主，习题课为辅，掌握，以课堂讲解为主，习题课为辅，掌握机械设计基本知识和方法，提高综合应用各门课机械设计基本知识和方法，提高综合应用各门课程知识的能力。程知识的能力。1.1.授课授课2.2.考核考核总评成绩总评成绩 = = 平时成绩平时成绩（作业、考勤、实验）（作业、考勤、实验）3030+ +阶段考试阶段考试3030+ +期末考试期末考试4040

2、提醒：缺课按次数减适当的平时成绩，超过规定比例则取消考试资格提醒：缺课按次数减适当的平时成绩，超过规定比例则取消考试资格2022-5-2943. 时间安排时间安排总课时：总课时：80 (80 (第第1-151-15周周) ) 理论课时：理论课时：7474 实验课时实验课时: 6: 6 实验安排：实验安排：(3(3、6 6、8 8周的周六全天，分三组进行）周的周六全天，分三组进行）2022-5-295课堂基本要求课堂基本要求 1、按时上课，不迟到，不早退。、按时上课，不迟到，不早退。 2、请假办理正常请假手续，有病例之类的证明、请假办理正常请假手续，有病例之类的证明 3、认真听讲，集中精力思考，

3、积极发言、认真听讲，集中精力思考，积极发言 4、不交头接耳讲话、不睡觉、不交头接耳讲话、不睡觉、不玩手机不玩手机 5、集中向前坐、集中向前坐 2022-5-296绪绪 论论机械机械机器与机构的总称举例举例：汽车、洗衣机、缝纫机、机床、飞机、轮船、手表、钟、机械部件、机械零件等等 产生产生：是人类为了提高劳动生产率而创造出来的主要工具。标志标志：使用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和现代化程度的 重要标志之一。（猿人）0.1 本课程的研究对象和内容本课程的研究对象和内容本课程的研究对象：本课程的研究对象：机械机械2022-5-297古代古代中国中国机械机械达芬奇达芬奇的发明的发明机器武

4、士机器狮水磨、记里鼓车、古代水碓、地震仪水磨、记里鼓车、古代水碓、地震仪其他？指南车、水磨、云锦机等其他？指南车、水磨、云锦机等有翼滑翔机离合器离合器2022-5-298发展发展：大量的新机器从传统的纯机械系统，演变成机电液一体化的机械设备。机器的设计、制造进入了智能化的新阶段。机器的设计制造周期越来越短，对机器的性能、质量的要求也越来越高，个性化要求越来越多，机械产品向着高速、精密、重载、智能等方面发展。 本课程的研究内容本课程的研究内容：一般参数的通用零部件的设计理论与方法2022-5-299内燃机.exe机器的组成及其特征机器的组成及其特征一、举例说明一、举例说明单缸内燃机单缸内燃机 颚

5、式破碎机颚式破碎机 2022-5-2910二、基本概念二、基本概念1 1、机器、机器(1)(1)特征：特征：都是人为的实物组合；都是人为的实物组合；组成机器的各实物之间具有确定的相对运动；组成机器的各实物之间具有确定的相对运动；能实现能量转换或完成有用的机械功。能实现能量转换或完成有用的机械功。（2 2）组成：）组成：（3 3）机器是执行机械传动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息，）机器是执行机械传动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息，以代替或减轻人的体力和脑力劳动以代替或减轻人的体力和脑力劳动（4 4）按用途分：动力机器，加工机器，运输机器）按用途分：动力机器，加工机器，运输机器 2

6、022-5-2911二、基本概念二、基本概念2 2、机构、机构（）特征：（）特征：都是人为的实物组合；都是人为的实物组合；组成机器的各实物之间具有确定的相对运动。组成机器的各实物之间具有确定的相对运动。（）类型：常用机构，液压机构，气压机构等（）类型：常用机构，液压机构，气压机构等3 3、机械、机械：机器与机构的总称：机器与机构的总称4 4、构件、构件：机器或机构中最小的运动单元：机器或机构中最小的运动单元2022-5-29125 5、零件、零件：机器或机构中最小的制造单元：机器或机构中最小的制造单元又可分为标准零件、非标准件又可分为标准零件、非标准件通用零件：齿轮、螺钉、弹簧、键、销、轴等通

7、用零件：齿轮、螺钉、弹簧、键、销、轴等专用零件：曲轴、连杆、活塞等专用零件：曲轴、连杆、活塞等关系关系： 零件零件 构件构件 机构、部件机构、部件 机器机器组成组成组成组成组成组成机械机械6 6 部件部件：协同工作且完成共同任务的零件组合：协同工作且完成共同任务的零件组合通用部件：油泵、轴承，联轴器、减速器等通用部件：油泵、轴承，联轴器、减速器等专用部件：汽车转向器专用部件：汽车转向器2022-5-29132022-5-29140.2 机械设计的基本要求及一般程序机械设计的基本要求及一般程序一一、机械设计的基本要求机械设计的基本要求1 1、功能要求功能要求预定功能的要求是设计的基本出发点，包括

8、设计机器的功用和性能指标（运动性能，动力性能，技术指标，外形结构要求） 必需正确选择机器的工作原理、机构类型和机械传动方案2 2、可靠性要求可靠性要求安全可靠与强度、寿命的要求:机器正常工作的必要条件3 3、经济性要求经济性要求综合性能指标：与设计、制造、使用都有关 合理工艺、结构与选材，尽量三化（零件标准化，部件通用化，产品系列化），提高设计质量，降低制造成本4 4、社会要求社会要求操作简单，易于维护，劳动强度低，环保2022-5-2915市场调研、可行性研究原理方案设计技 术设 计试制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图、零件图、技术文件样机评价改进考核工艺性收集用户意见产品销

9、售二二、机械设计的一般程序机械设计的一般程序2022-5-29160.3 机械的常用材料及选择机械的常用材料及选择一一、机械零件的常用材料机械零件的常用材料1 1、黑色金属黑色金属2 2、有色金属有色金属钛、镁、铝、铜等合金，轴承合金（巴氏合金）钛、镁、铝、铜等合金，轴承合金（巴氏合金）铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁铸钢铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。 强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差碳钢与合金钢应用最广泛b) 铜合金黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。a) 铝合金重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化 性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相

10、近2022-5-2917二二、材料的选择原则材料的选择原则三三、钢常用的热处理方法钢常用的热处理方法 其他处理方法：表面强化（冷处理）、表面熔覆、化学镀等 四把火（退火、正火、淬火、回火），化学热处理，调质处理 3、非金属材料、非金属材料 塑料轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体 陶瓷电热性好，硬度高 橡胶弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件4、复合材料、复合材料1、使用要求2、工艺要求3、经济性要求2022-5-29180.4 机械零件的主要失效形式及计算准则机械零件的主要失效形式及计算准则 一、机械零件的失效形式一、机械零件的失效形式 失效零件丧失正常

11、工作能力或达不到设计要求的性能失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、 噪声失效、精度失效、可靠性失效二、机械零件的计算准则二、机械零件的计算准则 工作能力零件不发生失效时的安全工作限度 计算准则以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则2022-5-29191、强度准则、强度准则 limlim tSSlimlim()()()()BBSSYY脆性材料塑性材料疲劳极限2、刚度准则、刚度准则 零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力 yyy可以是挠度、偏转角或扭转角 2022-5-29203、寿命准则、寿命准则 涉及到腐蚀、磨损和疲劳三个方面

12、的问题。pvpvpp4、振动和噪声准则、振动和噪声准则 0.85 ,1.15ppffff或5、热平衡准则、热平衡准则 tt2022-5-2921：可靠度表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率 tRN个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf个失效，剩下Nt个仍继续工作，则 NNNNNNNRfftt1不可靠度（失效概率）： 1,1tttftFRRNNFn个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2 、 Rn，则系统的可靠度为Rf=R1R2Rn6、可靠性准则、可靠性准则 系统、机器或零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 2022-5-2922三、机械

13、零件设计的一般步骤三、机械零件设计的一般步骤 1）根据零件的使用要求，选择零件类型、结构形式和材料； 2）根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷； 3）根据零件的工作条件，选择零件的材料及热处理方法； 4）按可能的失效形式，确定零件的计算准则，并确定零件的基本尺寸，并加于标准化和圆整； 5）按工艺及标准化要求，进行零件的结构设计； 6）校核计算；7）绘制零件的工作图，并编写计算说明书。 2022-5-29230.5 机械设计方法及其新进展机械设计方法及其新进展 1、设计理论设计理论的不断完善与发展2、设计手段和方法设计手段和方法的不断更新优化设计、可靠性设计、有限元法、变型产品设计3、机械设计的综合程度综合程度越来越高，与其它学科交叉学科交叉越来越广泛和深入机电液一体化4、机械设计的实验研究技术有了很大的发展和提高，实验与理论相互促进 2022-5-2924一、课程的内容一、课程的内容学习常用机构和通用零部件的工作原理，运动特点、结构特点、基本的设计理论和计算方法。二、课程的性质二、课程的性质性质：专业技术基础课作用：承上启下特点