机械设计基础第十一章

机械设计基础第十一章汇报人：AA2024-01-17第十一章概述机械零件设计基础联接设计传动设计轴系零部件设计其他常用零部件设计案例分析与实践应用01第十一章概述机械设计基础是机械工程专业的重要课程，旨在培养学生掌握机械设计的基本原理和方法。第十一章作为该课程的核心章节，主要探讨机械设计中的关键要素和实际应用。背景通过本章学习，学生应能掌握机械设计的基本原理和方法，了解机械设计中的关键要素和实际应用，具备进行简单机械设计和分析的能力。目的章节背景及目的介绍机械设计的基本概念、设计原则、设计流程等。机械设计的基本概念和原理机械零件的强度计算机械零件的刚度计算机械零件的耐磨性设计阐述机械零件在静载荷和动载荷作用下的强度计算方法，包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等强度计算。介绍机械零件在受力作用下的变形和刚度计算方法，包括梁的弯曲刚度、轴的扭转刚度等。阐述机械零件耐磨性的基本概念、影响因素和设计方法，包括摩擦、磨损和润滑等方面的内容。主要内容掌握机械设计的基本概念和原理，理解机械设计的重要性和意义。了解机械零件的刚度计算方法，能够分析简单结构的变形和刚度问题。学习目标掌握机械零件的强度计算方法，能够进行简单的静载荷和动载荷下的强度校核。熟悉机械零件的耐磨性设计方法，能够针对具体应用场景进行合理的耐磨性设计。02机械零件设计基础零件机械中不可拆分的单个制件，它是机械制造过程中的基本单元。零件设计根据机器或部件的整体设计要求和零件的使用条件，确定零件的结构形状、尺寸大小以及选择适当的材料、热处理方法、表面处理方法、加工方法等，并通过分析计算，确定出满足使用要求的零件。零件设计的基本概念0102明确设计任务了解零件在机器中的位置和作用，分析零件的工作条件及失效形式，明确设计任务和设计要求。选择材料根据零件的工作条件和设计要求，选择适当的材料。确定零件的结构形状和尺寸根据零件的使用要求和制造工艺性，确定零件的结构形状和尺寸。分析计算对零件进行必要的力学分析、热分析、磨损分析等，确定零件的强度和刚度等性能指标。绘制零件图根据分析结果和设计要求，绘制出零件的详细图纸。030405零件设计的基本步骤满足使用要求考虑制造工艺性考虑经济性注意标准化和通用化零件设计的注意事项设计的零件必须满足机器或部件的整体设计要求和使用条件，保证机器的正常运行和安全性。在满足使用要求和制造工艺性的前提下，应尽量降低零件的制造成本和提高生产效率。设计的零件应具有良好的制造工艺性，便于加工、装配和维修。设计的零件应尽量采用标准件和通用件，以便于采购、库存管理和维修更换。03联接设计联接是指将两个或多个零部件连接在一起，以实现传递运动、动力或固定位置等功能的结合方式。联接定义联接是机械设计中不可或缺的一部分，它关系到整个机械系统的性能、稳定性和可靠性。联接的重要性联接的基本概念如焊接、铆接等，连接强度高，但拆卸困难。刚性联接如螺纹联接、键联接等，具有一定弹性，适用于有振动、冲击的场合。挠性联接利用液体静压力将零部件紧密贴合，适用于高精度、高刚度的联接。液体静压联接联接的类型及特点确定联接类型分析联接受力选择材料和热处理设计联接结构联接的设计方法01020304根据实际需求选择合适的联接类型。对联接进行受力分析，确定其承载能力和疲劳寿命。根据联接的受力情况和工作环境，选择合适的材料和热处理方式。根据实际需求设计合理的联接结构，确保其可靠性、稳定性和经济性。04传动设计传动是指将动力源产生的动力和运动通过一定的装置传递到工作机构，以完成预期的运动和动力传递过程。实现动力和运动的有效传递，满足工作机构对动力和运动的特定需求，如速度、扭矩、运动形式等。传动的基本概念传动的作用传动定义

传动的类型及特点机械传动通过齿轮、带轮、链轮等机械元件实现动力和运动的传递，具有传递效率高、结构紧凑、工作可靠等特点。液压传动利用液体的压力能来传递动力和运动，具有传动平稳、无级调速、易于实现自动化等优点，但效率相对较低。气压传动以压缩空气为工作介质来传递动力和运动，具有结构简单、动作迅速、易于维护等特点，但传动效率较低。设计原则在满足工作要求的前提下，尽量简化结构、降低成本、提高传动效率和使用寿命。同时，要考虑传动的可靠性、安全性以及维护方便性等因素。设计步骤明确设计任务和要求，选择合适的传动类型，进行传动装置的结构设计，确定传动参数和性能指标，进行强度、刚度等校核计算。设计方法根据具体的设计任务和要求，可采用解析法、图解法或计算机辅助设计等方法进行传动设计。其中，计算机辅助设计可大大提高设计效率和准确性。传动的设计方法05轴系零部件设计由轴、轴承、轴承座、联轴器、离合器等零部件组成的系统，用于传递动力和扭矩。轴系轴系中的各个组成部分，包括轴、轴承、联轴器、离合器等。轴系零部件用于支撑旋转零件并传递动力和扭矩的圆柱形或圆锥形零件。轴用于支撑轴的旋转运动，减少摩擦和磨损的零件。轴承轴系零部件的基本概念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。轴的类型根据摩擦性质可分为滑动轴承和滚动轴承；根据承载方向可分为径向轴承和推力轴承。轴承的类型根据结构可分为刚性联轴器和挠性联轴器；根据连接方式可分为键连接联轴器和无键连接联轴器。联轴器的类型根据工作原理可分为摩擦离合器、牙嵌离合器和电磁离合器等。离合器的类型轴系零部件的类型及特点根据轴的承载能力和刚度要求进行设计，包括选择材料、确定截面形状和尺寸、进行强度校核等。轴的设计方法根据离合器的传递扭矩和分离要求进行设计，包括选择离合器类型、确定离合器尺寸、进行热平衡校核等。离合器的设计方法根据轴承的工作条件和要求进行设计，包括选择轴承类型、确定轴承尺寸、选择润滑方式等。轴承的设计方法根据联轴器的传递扭矩和转速要求进行设计，包括选择联轴器类型、确定联轴器尺寸、进行平衡校核等。联轴器的设计方法轴系零部件的设计方法06其他常用零部件设计常用零部件定义在机械设备中，除核心部件外，起到连接、支撑、密封、保护等作用的部件。常用零部件的重要性确保机械设备的正常运行，提高整体性能及稳定性。常用零部件的基本概念如螺栓、螺母等，用于连接两个或多个部件，具有标准化、互换性好的特点。紧固件支撑旋转轴或轴的线性运动，减少摩擦和磨损，分为滚动轴承和滑动轴承。轴承防止流体或气体泄漏，如O型圈、密封垫等，具有耐磨损、耐腐蚀等特点。密封件如齿轮、链条等，用于传递动力和扭矩，实现变速和变向。传动件常用零部件的类型及特点设计步骤确定设计参数及要求，选择合适的材料和制造工艺，进行详细设计计算，校核和优化设计结果。设计注意事项考虑零部件的互换性和标准化，降低制造成本和维护难度；关注零部件的疲劳寿命和可靠性，确保设备长期稳定运行。设计原则满足功能需求，保证强度、刚度和稳定性，考虑制造工艺和经济性。常用零部件的设计方法07案例分析与实践应用案例一某型号挖掘机设计案例二某型号工业机器人设计背景挖掘机是一种广泛应用于土方工程、矿山开采等领域的重型机械设备，其设计需要考虑多种因素，如工作环境、负载能力、稳定性等。背景工业机器人是现代制造业中不可或缺的一部分，其设计需要综合考虑机械、电气、控制等多个方面的因素。设计要求挖掘机需要具备高效、稳定、安全的特点，同时满足特定的挖掘深度和负载要求。设计要求工业机器人需要具备高精度、高速度、高稳定性的特点，同时能够适应不同的工作环境和任务需求。案例介绍与背景分析设计思路首先进行需求分析，明确挖掘机的设计目标和工作条件；然后进行总体设计，确定挖掘机的整体结构和布局；接着进行详细设计，包括传动系统、工作装置、控制系统等的设计；最后进行仿真分析和优化。结果展示经过设计、仿真和优化，最终得到了满足设计要求的挖掘机模型。该模型在工作效率、稳定性和安全性等方面均表现出色，得到了用户的好评。案例分析过程及结果展示首先进行需求分析，明确工业机器人的设计目标和应用场景；然后进行总体设计，确定工业机器人的整体结构和运动方式；接着进行详细设计，包括机械结构、电气系统、控制系统等的设计；最后进行仿真分析和优化。设计思路经过设计、仿真和优化，最终得到了满足设计要求的工业机器人模型。该模型在精度、速度和稳定性等方面均达到了预期目标，成功应用于实际生产中。结果展示案例分析过程及结果展示实践应用挖掘机设计案例已成功应用于土方工程、矿山开采等领域，提高了工作效率和安全性。工业机器人设计案例已