第1章機械設(shè)計概論

1、第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1.1.機械設(shè)計教程機械設(shè)計教程（第（第2 2版）版） 劉瑩等主編劉瑩等主編 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2.2.機械設(shè)計機械設(shè)計 （修訂版）（修訂版） 譚慶昌等主編譚慶昌等主編 高等教育出版社高等教育出版社3.3.機械設(shè)計機械設(shè)計（第（第2 2版）版） 高等教育出版社高等教育出版社 清華大學(xué)精密儀器與清華大學(xué)精密儀器與 機械學(xué)系設(shè)計工程研究所主編機械學(xué)系設(shè)計工程研究所主編參考書參考書第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-11-1引言引言第第1 1章章 機械設(shè)計概論機械設(shè)計概論機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平國家現(xiàn)代化

2、建設(shè)水平的重要標志。的重要標志。 機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和促進技術(shù)改造的機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供裝備和促進技術(shù)改造的 重任。重任。 大量地設(shè)計制造和廣泛采用各種先進的機器，可大大促進國大量地設(shè)計制造和廣泛采用各種先進的機器，可大大促進國民經(jīng)濟發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。民經(jīng)濟發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。人類社會的進步源于不斷地創(chuàng)新，產(chǎn)品的創(chuàng)新首先是從設(shè)計人類社會的進步源于不斷地創(chuàng)新，產(chǎn)品的創(chuàng)新首先是從設(shè)計工作開始的。工作開始的。 設(shè)計是生產(chǎn)產(chǎn)品的第一道工序，要想生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，首先要設(shè)計是生產(chǎn)產(chǎn)品的第一道工序，要想生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，首先要有好的設(shè)計。有好

3、的設(shè)計。機械設(shè)計是機械工程的機械設(shè)計是機械工程的“靈魂靈魂”。第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-11-1引言引言1-1 1-1 機械設(shè)計概論機械設(shè)計概論 機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機器：機器：具有確定的相對運動，可進行能量轉(zhuǎn)換或做機械功具有確定的相對運動，可進行能量轉(zhuǎn)換或做機械功 的人為組合體。的人為組合體。例：汽車、機床例：汽車、機床第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論本課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程的性質(zhì)和內(nèi)容潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)潤滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)u機器的組成機器的組成原動機原動機傳動裝置傳動裝置執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)傳動裝置：傳動裝置：在原動機

4、與執(zhí)行機構(gòu)之間傳遞運動、轉(zhuǎn)換運動方式在原動機與執(zhí)行機構(gòu)之間傳遞運動、轉(zhuǎn)換運動方式的裝置。機械傳動裝置是本課程研究的主要內(nèi)容之一。的裝置。機械傳動裝置是本課程研究的主要內(nèi)容之一。 第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-11-1引言引言 機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機械零件：組成機械的最基本的制造單元。機械零件：組成機械的最基本的制造單元。 例：齒輪、彈簧例：齒輪、彈簧 通用零件、專用零件通用零件、專用零件部件：為實現(xiàn)某一功能將一些零件組合的一個整體。部件：為實現(xiàn)某一功能將一些零件組合的一個整體。 例：減速箱、軸承例：減速箱、軸承1-1 1-1 機械設(shè)計概論機械設(shè)計概論第第1

5、1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-11-1引言引言 機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機構(gòu)：機構(gòu)：具有確定的相對運動的人為組合體。具有確定的相對運動的人為組合體。 例：凸輪、連桿、齒輪機構(gòu)例：凸輪、連桿、齒輪機構(gòu)1-1 1-1 機械設(shè)計概論機械設(shè)計概論第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-11-1引言引言 機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機械設(shè)計的幾個專有術(shù)語機械：機械：機器和機構(gòu)的總稱。機器和機構(gòu)的總稱。1-1 1-1 機械設(shè)計概論機械設(shè)計概論第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-31-3本課程的性質(zhì)和內(nèi)容和特點本課程的性質(zhì)和內(nèi)容和特點1-2 1-2 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點本課程的

6、性質(zhì)、內(nèi)容和特點 研究機械裝置和通用機械零件的設(shè)計問題。是機械類專研究機械裝置和通用機械零件的設(shè)計問題。是機械類專業(yè)的一門非常重要的主干課。目的是業(yè)的一門非常重要的主干課。目的是培養(yǎng)同學(xué)們具有一定培養(yǎng)同學(xué)們具有一定機械裝置和典型機械零件的設(shè)計能力。機械裝置和典型機械零件的設(shè)計能力。各類常用通用零件的設(shè)計和計算。各類常用通用零件的設(shè)計和計算。各類機械傳動裝置或機構(gòu)的設(shè)計和計算。各類機械傳動裝置或機構(gòu)的設(shè)計和計算。一、本課程的性質(zhì)一、本課程的性質(zhì)二、本課程的內(nèi)容二、本課程的內(nèi)容第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論u本課程具體內(nèi)容本課程具體內(nèi)容總論：總論：介紹機械設(shè)計的基本概念及一般程序；機械及零

7、件設(shè)計介紹機械設(shè)計的基本概念及一般程序；機械及零件設(shè)計 的基本要求；機械零件的強度、摩擦及潤滑、常用材料的基本要求；機械零件的強度、摩擦及潤滑、常用材料 和工藝性的基本知識。和工藝性的基本知識。聯(lián)接：聯(lián)接：介紹螺紋聯(lián)接、鍵與花鍵聯(lián)接等的設(shè)計。介紹螺紋聯(lián)接、鍵與花鍵聯(lián)接等的設(shè)計。傳動：傳動：介紹帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動、蝸桿傳動及傳動介紹帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動、蝸桿傳動及傳動 裝置的設(shè)計。裝置的設(shè)計。軸系零件：軸系零件：介紹軸、軸承、聯(lián)軸器和離合器及軸系零件的介紹軸、軸承、聯(lián)軸器和離合器及軸系零件的 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計。其他零件：其他零件：介紹彈簧、機架零件的設(shè)計。介紹彈簧、機架零件的設(shè)計。第第

8、1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論三、本課程的特點三、本課程的特點 涉及面廣涉及面廣 關(guān)系多關(guān)系多 與諸多先修課關(guān)系密切。與諸多先修課關(guān)系密切。 要求多要求多 設(shè)計一個機器或零件時，應(yīng)同時滿足強度、剛度、設(shè)計一個機器或零件時，應(yīng)同時滿足強度、剛度、 耐磨性、工藝、等各方面的要求。耐磨性、工藝、等各方面的要求。 門類多門類多 典型的通用零件多、類型多；各類零件，設(shè)計方法典型的通用零件多、類型多；各類零件，設(shè)計方法 各有不同。各有不同。 公式多公式多 除了定義式以外，對于大多數(shù)公式著重于公式的應(yīng)除了定義式以外，對于大多數(shù)公式著重于公式的應(yīng) 用，不強調(diào)公式的推導(dǎo)。用，不強調(diào)公式的推導(dǎo)。 圖表多圖表多

9、 要求能看懂、會用，了解適用的范圍和變化趨勢。要求能看懂、會用，了解適用的范圍和變化趨勢。本課程的特點本課程的特點 第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論三、本課程的特點三、本課程的特點本課程的特點本課程的特點 實踐性強實踐性強不僅要掌握機械設(shè)計理論，還要多聯(lián)系生產(chǎn)實不僅要掌握機械設(shè)計理論，還要多聯(lián)系生產(chǎn)實 際，提高工程意識。際，提高工程意識。設(shè)計工作繁雜設(shè)計工作繁雜設(shè)計參數(shù)、圖表等繁多，但工作必須詳盡，設(shè)計參數(shù)、圖表等繁多，但工作必須詳盡， 細小的疏忽也會導(dǎo)致嚴重事故細小的疏忽也會導(dǎo)致嚴重事故。 設(shè)計問題無統(tǒng)一答案設(shè)計問題無統(tǒng)一答案更多地談?wù)撜l設(shè)計得更好，要注意發(fā)更多地談?wù)撜l設(shè)計得更好，要注

10、意發(fā) 展求異思維。展求異思維。第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論四、幾個注意的問題四、幾個注意的問題著重學(xué)習(xí)機構(gòu)和零件的設(shè)計方法以及設(shè)計參數(shù)的著重學(xué)習(xí)機構(gòu)和零件的設(shè)計方法以及設(shè)計參數(shù)的合理選擇。合理選擇。 除了理論分析和計算以外，更應(yīng)除了理論分析和計算以外，更應(yīng)重視零件結(jié)構(gòu)重視零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計。的設(shè)計。 設(shè)計絕非只是計算。設(shè)計絕非只是計算。 性能要求與性能要求與經(jīng)濟性經(jīng)濟性 永遠是一對矛盾，應(yīng)學(xué)會合理地解決這一對矛盾。永遠是一對矛盾，應(yīng)學(xué)會合理地解決這一對矛盾。 經(jīng)驗設(shè)計經(jīng)驗設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計 二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。注意的問題注意的問題 第第1 1

11、章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-3 1-3 機械設(shè)計的基本原則和設(shè)計程序機械設(shè)計的基本原則和設(shè)計程序一、機械設(shè)計的一般要求一、機械設(shè)計的一般要求滿足設(shè)計條件，具有預(yù)定的功能（滿足使用要求）滿足設(shè)計條件，具有預(yù)定的功能（滿足使用要求）滿足強度、穩(wěn)定性及使用壽命等方面的工作要求；工作可靠。滿足強度、穩(wěn)定性及使用壽命等方面的工作要求；工作可靠。滿足性價比高等經(jīng)濟性要求滿足性價比高等經(jīng)濟性要求滿足外觀美、安全、環(huán)保等其它方面的要求滿足外觀美、安全、環(huán)保等其它方面的要求第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論二、設(shè)計方法二、設(shè)計方法外推式設(shè)計：外推式設(shè)計：雖也有部分經(jīng)驗可以借鑒，但外推部分處于雖也有部分經(jīng)

12、驗可以借鑒，但外推部分處于 未知領(lǐng)域，必須慎重對待。未知領(lǐng)域，必須慎重對待。1-3 1-3 機械設(shè)計的基本原則和設(shè)計程序機械設(shè)計的基本原則和設(shè)計程序內(nèi)插式設(shè)計：內(nèi)插式設(shè)計：在兩個現(xiàn)有設(shè)計方案中借助已有的設(shè)計經(jīng)驗和在兩個現(xiàn)有設(shè)計方案中借助已有的設(shè)計經(jīng)驗和 設(shè)計方法內(nèi)插所需設(shè)計內(nèi)容。這時一般機器常用設(shè)計方法內(nèi)插所需設(shè)計內(nèi)容。這時一般機器常用 的設(shè)計方法。比如，類比設(shè)計、相似設(shè)計。的設(shè)計方法。比如，類比設(shè)計、相似設(shè)計。開發(fā)性設(shè)計：開發(fā)性設(shè)計：應(yīng)用新原理、新技術(shù)設(shè)計新型技術(shù)裝備的工應(yīng)用新原理、新技術(shù)設(shè)計新型技術(shù)裝備的工 作稱為開發(fā)性設(shè)計。功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計是作稱為開發(fā)性設(shè)計。功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計是 開發(fā)

13、性設(shè)計的核心。開發(fā)性設(shè)計的核心。第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論明確設(shè)計要求明確設(shè)計要求提出設(shè)計方案提出設(shè)計方案總體設(shè)計總體設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計完成施工圖繪制完成施工圖繪制試制、鑒定試制、鑒定產(chǎn)品定型產(chǎn)品定型三、機械設(shè)計的一般過程三、機械設(shè)計的一般過程1-3 1-3 機械設(shè)計的基本原則和設(shè)計程序機械設(shè)計的基本原則和設(shè)計程序建立設(shè)計條件建立設(shè)計條件進行失效原因分析并建立強度等設(shè)計條件進行失效原因分析并建立強度等設(shè)計條件由工作條件等選材料由工作條件等選材料進行受力分析及力大小計算分析進行受力分析及力大小計算分析得出設(shè)計公式得出設(shè)計公式結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論四、

14、技術(shù)經(jīng)濟評價四、技術(shù)經(jīng)濟評價 技術(shù)評價技術(shù)評價滿分和各技術(shù)性能指標評定的總分各技術(shù)性能指標評定的技術(shù)價值maxPPxHHHHy7 . 01實際制造費用理想的制造費用經(jīng)濟價值經(jīng)濟評價：經(jīng)濟評價：結(jié)論結(jié)論工程上工程上x=0.8，y=0.7即可。即可。第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-41-4 設(shè)計人員的素質(zhì)設(shè)計人員的素質(zhì) 責(zé)任心、創(chuàng)新和不斷學(xué)習(xí)、不怕困難。責(zé)任心、創(chuàng)新和不斷學(xué)習(xí)、不怕困難。知識結(jié)構(gòu)：知識結(jié)構(gòu)： 機械原理：機械原理：方案設(shè)計、運動和受力分析（機構(gòu)學(xué)）方案設(shè)計、運動和受力分析（機構(gòu)學(xué)） 機械設(shè)計：機械設(shè)計：選擇零部件、結(jié)構(gòu)設(shè)計（機械零件選擇零部件、結(jié)構(gòu)設(shè)計（機械零件 ） 工程材

15、料：工程材料：合理選擇材料和熱處理方法合理選擇材料和熱處理方法 制造基礎(chǔ)：制造基礎(chǔ)：合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，滿足工藝要求合理設(shè)計結(jié)構(gòu)，滿足工藝要求 互換性原理：互換性原理：零、部件的精度設(shè)計零、部件的精度設(shè)計 機械制圖：機械制圖：設(shè)計方案的表達設(shè)計方案的表達 機械系統(tǒng)設(shè)計機械系統(tǒng)設(shè)計： （專業(yè)機械的設(shè)計）（專業(yè)機械的設(shè)計）第第1 1章機械設(shè)計概論章機械設(shè)計概論1-5 1-5 機械設(shè)計的新方法與新知識機械設(shè)計的新方法與新知識 基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論 摩擦學(xué)、斷裂力學(xué)、彈性流體潤滑理論摩擦學(xué)、斷裂力學(xué)、彈性流體潤滑理論 設(shè)計方法設(shè)計方法 設(shè)計方法學(xué)（優(yōu)化、可靠性、創(chuàng)新設(shè)計）設(shè)計方法學(xué)（優(yōu)化、可靠性、創(chuàng)新設(shè)計） 系統(tǒng)設(shè)計、動態(tài)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計、動態(tài)設(shè)計 價值工程、造型設(shè)計、人機工程學(xué)等價值工程、造型設(shè)計、人機工程學(xué)等 計算機的引入計算機的引入 計算機