机械设计基础总复习资料大全

机械设计基础总复习资料大全汇报人：AA2024-01-12目录机械设计概述机械零件设计基础机构分析与综合传动系统设计连接与紧固设计轴系零部件设计润滑与密封技术01机械设计概述机械设计定义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。机械设计分类分为新型设计、继承设计和变型设计3类。机械设计定义与分类经济性准则提高设计经济性的最直接、最有效的方法是在保证产品功能的前提下，简化结构，减少重量和体积，降低消耗。技术性能准则技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既包含静态性能，又包含动态性能。可靠性准则可靠性是指产品在规定的使用条件下，在预期的使用寿命内，完成规定功能的能力。社会性准则社会性指产品对社会的影响。安全性准则安全性指产品在操作、运行过程中，不会出现人员伤害和财产损失的能力。机械设计基本原则绿色化：绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。并行化：并行设计是一种对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行和集成设计的系统方法。智能化：智能化设计是现代设计方法的延伸和发展，它是借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。虚拟化：虚拟设计技术是以虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段。自适应化：自适应设计是指使产品自动地适应外界环境变化的性能。0102030405机械设计发展趋势02机械零件设计基础轴类零件齿轮类零件轴承类零件联轴器类零件零件类型及功能01020304用于支撑旋转零件、传递扭矩，如主轴、传动轴等。用于传递动力和运动，改变转速和转向，如圆柱齿轮、锥齿轮等。用于支撑旋转轴，减少摩擦和磨损，如滚动轴承、滑动轴承等。用于连接两轴，传递扭矩和补偿轴向、径向和角向偏移，如弹性联轴器、刚性联轴器等。根据零件工作条件、性能要求和成本考虑，选择适当的金属材料或非金属材料。材料选择原则强度计算方法疲劳强度设计通过力学分析、实验测定或数值模拟等方法，确定零件在给定载荷下的应力、应变和安全性。针对交变载荷作用下的零件，进行疲劳强度设计和寿命估算。030201零件材料选择与强度计算遵循功能要求、工艺性、经济性和美观性等原则进行零件结构设计。结构设计原则根据零件功能和使用要求，选择合适的结构类型，如箱体、机架、轴系等。结构类型选择采用适当的连接和固定方式，如螺纹连接、键连接、过盈配合等，确保零件间的可靠连接和定位。连接与固定方式针对需要密封和润滑的部位，进行合理的设计，如采用密封件、润滑剂和密封结构等。密封与润滑设计零件结构设计方法03机构分析与综合机构是由刚性构件通过运动副连接而成的系统，包括原动件、从动件和机架等组成部分。机构组成机构的运动特性包括位置、速度和加速度等运动参数的变化规律，以及机构运动的周期性、稳定性和连续性等特性。运动特性机构组成及运动特性利用机构运动简图和速度、加速度矢量图等图形工具，对机构进行几何分析和运动分析。图解法通过建立机构的数学模型，运用数学方法求解机构的运动参数和性能指标。解析法利用计算机技术和相关软件，对机构进行建模、仿真和优化等分析工作。计算机辅助分析机构分析方法与工具根据给定的运动规律和性能要求，设计出满足要求的机构类型和结构参数。机构综合在满足给定约束条件下，寻求机构性能指标最优的设计方案，包括尺寸优化、形状优化和拓扑优化等。机构优化运用创新思维和方法，设计出具有新颖性、创造性和实用性的机构方案。创新设计机构综合与优化04传动系统设计包括齿轮传动、链传动、带传动等，具有效率高、结构紧凑、工作可靠等特点。机械传动液压传动气压传动电气传动利用液体静压力传递动力，具有无级调速、易于实现自动化、布局灵活等优点。以压缩空气为工作介质传递动力，具有动作迅速、反应快、维护简单等特点。通过电动机将电能转换为机械能，具有调速范围广、精度高、易于实现远程控制等优点。传动类型及特点

传动系统布局与参数选择布局设计根据设备总体布局和传动要求，确定各传动元件的位置和连接方式，保证传动的平稳性和可靠性。参数选择根据工作条件和设计要求，选择合适的传动类型、元件规格和参数，如齿轮模数、链轮齿数、带轮直径等。校核计算对所选参数进行校核计算，包括强度校核、疲劳校核等，确保传动系统满足使用要求。03改进设计针对传动系统存在的问题和不足，进行优化设计或改进方案，提高传动系统的性能和使用寿命。01性能评价对传动系统的运动精度、平稳性、噪音等指标进行评价，判断其性能优劣。02故障诊断根据传动系统出现的故障现象，分析故障原因，提出相应的解决措施。传动系统性能评价与改进05连接与紧固设计可拆连接如螺纹连接、键连接、销连接等，便于装拆和维修，适用于需要经常拆卸的场合。弹性连接如弹簧连接、橡胶连接等，具有一定缓冲和减振作用，适用于有振动和冲击的场合。不可拆连接如焊接、铆接、过盈连接等，连接牢固，适用于长期固定和重载场合，但拆卸困难。连接类型及特点连接件选择根据连接类型、载荷性质、工作环境等因素选择合适的连接件，如螺栓、螺钉、铆钉、键等。强度计算对连接件进行受力分析，计算其承受的最大载荷，并根据许用应力或安全系数进行强度校核。疲劳强度考虑连接件在交变载荷作用下的疲劳破坏，需进行疲劳强度计算和校核。连接件选择与强度计算利用螺纹副的自锁性实现紧固，具有结构简单、装拆方便等优点，但容易松动。螺纹紧固如锁紧垫圈、锁紧螺母等，增加摩擦力或防止螺纹副相对转动，提高紧固可靠性。锁紧装置在螺纹表面涂覆厌氧胶等粘合剂，固化后形成牢固的连接，适用于重载或振动场合。涂胶紧固利用材料受热膨胀的原理实现紧固，如热装冷缩法、热胀冷缩法等，适用于大型或特殊要求的连接。膨胀紧固紧固方法及其优缺点比较06轴系零部件设计轴系主要由轴、轴承、联轴器、离合器、制动器、密封件等零部件组成。轴系是机械传动系统中的重要组成部分，主要功能是支撑和传递动力，使机械装置得以正常运转。轴系组成及功能轴系功能轴系组成轴的类型01根据承载方式可分为转轴、心轴和传动轴；根据形状可分为光轴、阶梯轴、锥轴等。轴承类型02包括滑动轴承和滚动轴承两大类，其中滚动轴承又可分为球轴承、滚子轴承等。选用原则03在满足使用要求的前提下，优先选用标准化、系列化的零部件；根据工作条件选用合适的材料和热处理方式；考虑零部件的互换性和维修方便性。轴系零部件类型及选用原则轴系结构设计包括确定轴的直径、长度、轴承类型和位置、轴上零件的布置和固定方式等。优化方法通过减少零部件数量、减轻重量、降低摩擦阻力等方式实现轴系的优化；采用先进的设计理念和计算方法，如有限元分析、优化设计等，提高轴系的性能和寿命。注意事项在轴系结构设计中，需考虑轴的刚度、强度、稳定性以及轴承的承载能力和寿命等因素；同时，还需关注轴系的振动、噪声和温升等问题，以确保机械装置的安全可靠运行。轴系结构设计与优化方法07润滑与密封技术润滑方式根据摩擦副的运动形式和工作条件，润滑方式可分为油润滑、脂润滑和固体润滑等。润滑剂选择选择润滑剂时，需考虑摩擦副的材料、工作温度、载荷及运动速度等因素。常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂等。润滑方式及润滑剂选择密封是通过阻止或控制流体在机械零件间的泄漏来达到保压、保液和防尘等目的的。常见的密封原理有静密封和动密封两种。密封原理根据密封原理和工作条件，可选用不同的密封件。常用的密封件有O型圈、油封、机械密封和填料