机械设计基础概论

机械设计基础概论汇报人：AA2024-01-14CATALOGUE目录机械设计概述机械设计基础知识机械设计中的常用机构机械设计中的传动设计机械设计中的轴系设计机械设计中的连接设计机械设计中的润滑与密封设计01机械设计概述定义机械设计是依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。重要性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。从某种程度上来说，机械设计的质量决定了机械产品的质量和性能。机械设计的定义与重要性历史机械设计的历史可以追溯到古代，如中国的指南车、记里鼓车等都是古代机械设计的杰作。随着工业革命的兴起，机械设计经历了从经验设计到科学设计的转变。发展现代机械设计已经发展成为一个综合性的学科，涵盖了力学、材料学、热力学、控制学等多个领域的知识。随着计算机技术的发展，机械设计也逐渐实现了数字化和智能化。机械设计的历史与发展功能原则机械设计必须满足预定的功能要求，这是设计的核心。设计师需要根据使用要求，确定机械应具备的功能，并选择适当的机构来实现这些功能。经济性原则机械设计必须考虑产品的经济性，即在满足功能和可靠性要求的前提下，尽量降低制造成本和使用成本。设计师需要合理选择材料和工艺，优化设计方案，提高生产效率。安全性原则机械设计必须保证产品的安全性，即在使用过程中不会对人员和环境造成伤害或危害。设计师需要充分考虑安全因素，采取必要的安全措施，如设置防护装置、限制操作范围等。可靠性原则机械设计必须保证产品的可靠性，即在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。设计师需要充分考虑材料、工艺、环境等因素对可靠性的影响。机械设计的基本原则02机械设计基础知识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的运动轨迹、速度和加速度等运动参数，以及物体之间的相对运动关系。研究物体在力系作用下的运动规律，包括质点和刚体的运动方程、动量定理、动量矩定理等。030201工程力学基础研究材料在不同条件下的力学性能，包括强度、刚度、稳定性等方面的性能指标。材料的力学性能分析材料在受力过程中的破坏机理和失效模式，以及如何提高材料的抗破坏能力。材料的破坏与失效研究材料在交变应力作用下的疲劳行为和断裂特性，以及疲劳裂纹的扩展规律和断裂韧性的评估方法。材料的疲劳与断裂材料力学基础机械制造工艺概述毛坯制造与加工方法切削加工与机床特种加工与新技术机械制造工艺基础介绍机械制造工艺的基本概念、分类和特点，以及工艺过程的设计和规划方法。研究切削加工的基本原理、切削用量和切削力的计算方法，以及各类机床的结构、性能和使用范围。分析毛坯的制造方法和加工工艺，包括铸造、锻造、焊接等工艺过程及其特点。介绍特种加工方法如电火花加工、激光加工等，以及机械制造领域的新技术和新工艺。03机械设计中的常用机构由四个铰链连接的杆件组成，包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构等。铰链四杆机构由连杆和滑块组成，常用于将旋转运动转换为直线运动或将直线运动转换为旋转运动。滑块机构由导杆和滑块组成，导杆上装有导套，导套在导杆上滑动，实现机构的运动。导杆机构平面连杆机构

凸轮机构盘形凸轮机构由盘形凸轮和从动件组成，通过凸轮的轮廓形状控制从动件的运动规律。移动凸轮机构由移动凸轮和从动件组成，移动凸轮在固定导轨上移动，驱动从动件实现预期运动。圆柱凸轮机构由圆柱凸轮和从动件组成，圆柱凸轮的轮廓形状控制从动件的运动规律。圆锥齿轮机构由两个或多个圆锥齿轮组成，用于传递相交轴或交错轴之间的动力和运动。圆柱齿轮机构由两个或多个圆柱齿轮组成，通过齿轮的啮合实现动力的传递和运动的变换。蜗轮蜗杆机构由蜗轮和蜗杆组成，常用于传递垂直轴之间的动力和运动，具有较大的传动比和自锁性能。齿轮机构04机械设计中的传动设计带的类型与特点根据工作原理和结构特点，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带传动依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力，如平带传动和V带传动；啮合型带传动则通过带齿与轮齿的啮合来传递运动和动力，如同步带传动。带传动的优缺点带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、过载保护等优点；但也存在传动比不准确、带寿命短、需要张紧等缺点。带传动的设计计算设计带传动时，需根据传递的功率、转速等参数选择合适的带型、带轮材料和结构，并进行带的强度计算和寿命校核。带传动设计链传动的类型与特点01链传动按照用途可分为传动链、输送链和起重链等。链传动具有与带传动相似的优点，如结构简单、传动平稳等；同时，链传动还具有能承受较大冲击载荷、传递功率范围大等优点。链传动的优缺点02链传动的优点包括传递功率大、效率高、适用于恶劣环境等；缺点则包括瞬时传动比不恒定、运转时存在冲击和噪声等。链传动的设计计算03设计链传动时，需根据传递的功率、转速等参数选择合适的链型和链轮材料，并进行链的强度计算和寿命校核。同时，还需考虑链传动的布置和张紧方式等因素。链传动设计齿轮传动的类型与特点齿轮传动按照齿形可分为渐开线齿轮、圆弧齿轮等；按照齿轮轴线位置可分为平行轴齿轮、相交轴齿轮和交错轴齿轮等。齿轮传动具有传动比准确、结构紧凑、效率高、寿命长等优点。齿轮传动的优缺点齿轮传动的优点包括传动效率高、结构紧凑、工作可靠等；缺点则包括制造和安装精度要求较高、成本较高等。齿轮传动的设计计算设计齿轮传动时，需根据传递的功率、转速等参数选择合适的齿轮类型和材料，并进行齿轮的强度计算和寿命校核。同时，还需考虑齿轮传动的润滑和冷却等问题。齿轮传动设计05机械设计中的轴系设计轴的材料与热处理轴的材料应具有足够的强度和刚度，常用材料有碳钢、合金钢等，同时需通过热处理提高材料的力学性能。轴的结构设计轴的结构设计需考虑装配、定位和密封等因素，合理的结构设计能提高轴的承载能力和使用寿命。轴的类型与特点根据承载方式，轴可分为转轴、心轴和传动轴，不同类型的轴具有不同的结构和设计特点。轴的设计轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类，不同类型的轴承具有不同的承载能力和适用场合。轴承的类型与特点选用轴承时需考虑载荷、转速、精度和工作环境等因素，选择合适的轴承类型和规格。轴承的选用原则通过对轴承的寿命、静载荷和动载荷等参数进行计算，确保选用的轴承满足设计要求。轴承的校核计算轴承的选用与校核联轴器用于连接两轴并传递扭矩，常见类型有刚性联轴器、弹性联轴器和液力联轴器等，不同类型的联轴器具有不同的传递效率和适用场合。联轴器的类型与特点离合器用于连接或断开两轴间的动力传递，常见类型有牙嵌离合器、摩擦离合器和电磁离合器等，不同类型的离合器具有不同的操作方式和适用场合。离合器的类型与特点根据传递扭矩、转速、工作环境和操作方式等因素，选择合适的联轴器或离合器类型和规格。联轴器与离合器的选用原则联轴器与离合器的选用06机械设计中的连接设计123根据键的形状和用途，键连接可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接等。键连接类型选择键连接时，需考虑传递扭矩的大小、轴的直径、键的强度等因素，以确定合适的键的类型和尺寸。键的选择键连接具有结构简单、装拆方便、对中性好的优点，但同时也存在应力集中、轴和轮毂上需开设键槽而削弱强度的缺点。键连接的优缺点键连接设计03销连接的优缺点销连接具有结构简单、定位准确、装拆方便的优点，但同时也存在易松动、需经常维护的缺点。01销连接类型根据销的形状和用途，销连接可分为圆柱销连接、圆锥销连接、开口销连接和安全销连接等。02销的选择选择销连接时，需考虑传递载荷的大小、连接的可靠性、装拆的方便性等因素，以确定合适的销的类型和尺寸。销连接设计过盈连接原理过盈连接是利用两个被连接件本身的过盈配合来实现的连接，其原理是通过使包容件（孔）和被包容件（轴）产生过盈量，达到紧密配合的目的。过盈量选择过盈量的大小直接影响连接的强度和紧密性。过盈量过小，则连接不紧密，容易松动；过盈量过大，则会导致包容件的变形和应力集中，甚至造成破坏。因此，选择合适的过盈量是过盈连接设计的关键。过盈连接的优缺点过盈连接具有承载能力强、定心精度高、结构简单等优点。但是，过盈连接对配合面的加工精度要求较高，且装拆较困难。过盈连接设计07机械设计中的润滑与密封设计根据机械设备的不同部位和工作环境，选择适合的润滑方式，如油润滑、脂润滑、固体润滑等。润滑方式根据机械设备的工作条件、摩擦副的材料和性能要求，选用合适的润滑剂，如润滑油、润滑脂、固体润滑剂等。润滑剂选择润滑方式与润滑剂的选择根据机械设备的结构特点和使用要求，选择适当的密封方式，如静密封、动密封、组合密封等。根据机械设备的工作环境、介质特性和密封性能要求，选用合适的密封材料，如橡胶、塑料、金属等。密封方式与密封材料的选择密