机械设计基础第1章

汇报人：AA机械设计基础第1章2024-01-17目录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轴系零部件设计连接与紧固设计01机械设计概述Chapter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。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素。定义重要性机械设计的定义与重要性机械设计的历史可以追溯到古代，如中国的指南车、记里鼓车等都是机械设计的杰作。随着工业革命的兴起，机械设计得到了飞速的发展，出现了许多新的设计理论和方法。历史现代机械设计已经发展成为一个综合性的学科，涉及力学、材料学、制造工艺学、控制理论等多个领域。同时，随着计算机技术的发展，机械设计也实现了数字化、智能化的发展。发展机械设计的历史与发展机械设计需要考虑经济性，即在满足功能需求和可靠性的前提下，尽可能地降低成本和提高效益。机械设计必须保证机器的可靠性，即机器在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。机械设计必须满足机器的功能需求，包括工作性能、经济性能等。机械设计需要具有创新性，通过采用新的技术、新的材料和新的工艺来提高机器的性能和质量。可靠性原则功能需求原则创新性原则经济性原则机械设计的基本原则02机械设计基础知识Chapter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。静力学运动学动力学研究物体运动的几何性质，包括点的运动学、刚体的简单运动以及点的合成运动。研究物体机械运动与作用力之间的关系，包括动量定理、动量矩定理以及动能定理。030201工程力学基础

材料力学基础材料的力学性能研究材料在不同环境条件下所表现的力学行为，包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等性能。材料的疲劳与断裂探讨材料在交变应力作用下的疲劳破坏机理以及断裂韧性等概念。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。介绍机械制造工艺的基本概念、分类以及发展趋势。机械制造工艺概述探讨毛坯的制造方法、选择原则以及毛坯对零件加工质量的影响。毛坯制造与选择详细介绍车削、铣削、磨削等零件加工方法的原理、特点及应用范围。零件的加工方法阐述机械加工工艺规程的制定步骤、内容以及工艺路线的确定原则。机械加工工艺规程的制定机械制造工艺基础03机械零件设计Chapter零件设计是机械设计的基础，它涉及将整体机械系统的功能需求转化为具体零件的形状、尺寸、材料等设计要素的过程。零件设计定义零件设计需遵循功能性、可靠性、经济性、工艺性、安全性等基本原则，确保设计的零件满足使用要求并具有优良的性能。设计原则零件设计通常包括明确设计任务、进行方案构思、绘制设计草图、建立三维模型、进行详细设计、编写技术文档等步骤。设计步骤零件设计的基本概念强度设计01强度是指零件在承受载荷时抵抗破坏的能力。强度设计需根据零件的受力情况，选择合适的材料并确定其截面形状和尺寸，以确保零件在使用过程中不发生断裂或塑性变形。刚度设计02刚度是指零件在受力时抵抗变形的能力。刚度设计需考虑零件的受力情况、支撑条件以及材料的弹性模量等因素，通过优化零件的结构形状和尺寸，提高其抵抗变形的能力。强度与刚度的关系03强度和刚度是零件设计的两个重要指标，它们之间存在密切的联系。在满足强度要求的前提下，应尽量提高零件的刚度，以确保其在使用过程中的稳定性和可靠性。零件的强度与刚度设计耐磨性定义耐磨性是指零件在摩擦过程中抵抗磨损的能力。耐磨性设计需根据零件的使用环境和摩擦条件，选择合适的材料和表面处理方式，以提高其抵抗磨损的能力。影响因素影响零件耐磨性的因素包括材料性能、表面粗糙度、润滑条件、载荷和速度等。在设计过程中，需综合考虑这些因素，通过优化设计和选择合适的制造工艺，提高零件的耐磨性。零件的耐磨性设计04机械传动设计Chapter将动力从动力源传递到工作机的过程。传动根据工作原理不同，传动可分为摩擦传动和啮合传动两大类。传动类型主动件与从动件的转速之比或角速度之比。传动比传动设计的基本概念齿轮传动的特点传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长等。齿轮传动的设计步骤选择齿轮类型、确定齿轮模数、齿数、压力角等参数，进行齿轮强度校核，设计齿轮结构等。齿轮传动的类型根据齿轮啮合方式的不同，齿轮传动可分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动和交错轴齿轮传动三种类型。齿轮传动设计带传动的特点结构简单、制造容易、维护方便、过载保护等。带传动的类型根据带的工作原理不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动两种类型。带传动的设计步骤选择带的类型、确定带的截面尺寸、长度和中心距等参数，进行带的强度校核，设计带轮结构等。带传动设计03链传动的设计步骤选择链的类型、确定链的节距、排数、链长和中心距等参数，进行链的强度校核，设计链轮结构等。01链传动的类型根据链的结构不同，链传动可分为滚子链传动、齿形链传动等类型。02链传动的特点与带传动相比，链传动具有准确的平均传动比、传递功率大、效率高、作用在轴上的径向力小等优点。链传动设计05轴系零部件设计Chapter根据承载方式，轴可分为转轴、心轴和传动轴；其功能包括支撑旋转零件、传递运动和动力。轴的分类与功能常用材料包括碳钢、合金钢等，需进行调质、淬火等热处理以提高机械性能。轴的材料与热处理需考虑轴上零件的装拆、定位、固定及轴的加工和装配工艺性。轴的结构设计轴的设计包括滚动轴承和滑动轴承，滚动轴承具有摩擦系数小、启动灵活等特点，滑动轴承则具有承载能力强、运转平稳等优点。轴承的类型与特点根据工作条件、载荷性质及大小、转速高低等因素选择合适的轴承类型。轴承的选用原则考虑轴承的轴向固定、调整及游隙等问题，确保轴承组合的稳定性和可靠性。轴承的组合设计轴承的选用与设计离合器的类型与特点包括牙嵌离合器、摩擦离合器等，牙嵌离合器通过牙爪嵌合实现接合，摩擦离合器则通过摩擦片间的摩擦力传递扭矩。联轴器与离合器的选用原则根据工作条件、传递扭矩大小、转速高低等因素选择合适的联轴器或离合器类型。联轴器的类型与特点包括刚性联轴器、弹性联轴器等，刚性联轴器结构简单、成本低，弹性联轴器则具有缓冲减振作用。联轴器与离合器的选用与设计06连接与紧固设计Chapter螺纹连接类型包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接等。螺纹连接预紧预紧力对连接的可靠性、紧密性和防松能力有重要影响。螺纹连接的防松采用摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副关系防松等方法。螺纹连接设计123平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接等。键连接类型根据轴径选择键的剖面尺寸，键长略短于轮毂长度。键的选择校核键连接的挤压强度和剪切强度。键连接的强度校核键连接设计销连接类型圆柱销、圆锥销和开口销等。销的选择和强