機械設計基礎第1章

匯報人：AA機械設計基礎第1章2024-01-17目錄機械設計概述機械設計基礎知識機械零件設計機械傳動設計軸系零部件設計連接與緊固設計01機械設計概述Chapter機械設計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，是決定機械性能的最主要因素。定義重要性機械設計的定義與重要性機械設計的歷史可以追溯到古代，如中國的指南車、記里鼓車等都是機械設計的杰作。隨著工業(yè)革命的興起，機械設計得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的設計理論和方法。歷史現(xiàn)代機械設計已經(jīng)發(fā)展成為一個綜合性的學科，涉及力學、材料學、制造工藝學、控制理論等多個領域。同時，隨著計算機技術的發(fā)展，機械設計也實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化的發(fā)展。發(fā)展機械設計的歷史與發(fā)展機械設計需要考慮經(jīng)濟性，即在滿足功能需求和可靠性的前提下，盡可能地降低成本和提高效益。機械設計必須保證機器的可靠性，即機器在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。機械設計必須滿足機器的功能需求，包括工作性能、經(jīng)濟性能等。機械設計需要具有創(chuàng)新性，通過采用新的技術、新的材料和新的工藝來提高機器的性能和質(zhì)量?？煽啃栽瓌t功能需求原則創(chuàng)新性原則經(jīng)濟性原則機械設計的基本原則02機械設計基礎知識Chapter研究物體在力系作用下的平衡條件，以及如何建立各種力系的平衡方程。靜力學運動學動力學研究物體運動的幾何性質(zhì)，包括點的運動學、剛體的簡單運動以及點的合成運動。研究物體機械運動與作用力之間的關系，包括動量定理、動量矩定理以及動能定理。030201工程力學基礎

材料力學基礎材料的力學性能研究材料在不同環(huán)境條件下所表現(xiàn)的力學行為，包括拉伸、壓縮、彎曲、剪切等性能。材料的疲勞與斷裂探討材料在交變應力作用下的疲勞破壞機理以及斷裂韌性等概念。復合材料的力學性能研究由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的復合材料的力學性能。介紹機械制造工藝的基本概念、分類以及發(fā)展趨勢。機械制造工藝概述探討毛坯的制造方法、選擇原則以及毛坯對零件加工質(zhì)量的影響。毛坯制造與選擇詳細介紹車削、銑削、磨削等零件加工方法的原理、特點及應用范圍。零件的加工方法闡述機械加工工藝規(guī)程的制定步驟、內(nèi)容以及工藝路線的確定原則。機械加工工藝規(guī)程的制定機械制造工藝基礎03機械零件設計Chapter零件設計是機械設計的基礎，它涉及將整體機械系統(tǒng)的功能需求轉(zhuǎn)化為具體零件的形狀、尺寸、材料等設計要素的過程。零件設計定義零件設計需遵循功能性、可靠性、經(jīng)濟性、工藝性、安全性等基本原則，確保設計的零件滿足使用要求并具有優(yōu)良的性能。設計原則零件設計通常包括明確設計任務、進行方案構思、繪制設計草圖、建立三維模型、進行詳細設計、編寫技術文檔等步驟。設計步驟零件設計的基本概念強度設計01強度是指零件在承受載荷時抵抗破壞的能力。強度設計需根據(jù)零件的受力情況，選擇合適的材料并確定其截面形狀和尺寸，以確保零件在使用過程中不發(fā)生斷裂或塑性變形。剛度設計02剛度是指零件在受力時抵抗變形的能力。剛度設計需考慮零件的受力情況、支撐條件以及材料的彈性模量等因素，通過優(yōu)化零件的結(jié)構形狀和尺寸，提高其抵抗變形的能力。強度與剛度的關系03強度和剛度是零件設計的兩個重要指標，它們之間存在密切的聯(lián)系。在滿足強度要求的前提下，應盡量提高零件的剛度，以確保其在使用過程中的穩(wěn)定性和可靠性。零件的強度與剛度設計耐磨性定義耐磨性是指零件在摩擦過程中抵抗磨損的能力。耐磨性設計需根據(jù)零件的使用環(huán)境和摩擦條件，選擇合適的材料和表面處理方式，以提高其抵抗磨損的能力。影響因素影響零件耐磨性的因素包括材料性能、表面粗糙度、潤滑條件、載荷和速度等。在設計過程中，需綜合考慮這些因素，通過優(yōu)化設計和選擇合適的制造工藝，提高零件的耐磨性。零件的耐磨性設計04機械傳動設計Chapter將動力從動力源傳遞到工作機的過程。傳動根據(jù)工作原理不同，傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類。傳動類型主動件與從動件的轉(zhuǎn)速之比或角速度之比。傳動比傳動設計的基本概念齒輪傳動的特點傳動效率高、結(jié)構緊湊、工作可靠、壽命長等。齒輪傳動的設計步驟選擇齒輪類型、確定齒輪模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)，進行齒輪強度校核，設計齒輪結(jié)構等。齒輪傳動的類型根據(jù)齒輪嚙合方式的不同，齒輪傳動可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三種類型。齒輪傳動設計帶傳動的特點結(jié)構簡單、制造容易、維護方便、過載保護等。帶傳動的類型根據(jù)帶的工作原理不同，帶傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動兩種類型。帶傳動的設計步驟選擇帶的類型、確定帶的截面尺寸、長度和中心距等參數(shù)，進行帶的強度校核，設計帶輪結(jié)構等。帶傳動設計03鏈傳動的設計步驟選擇鏈的類型、確定鏈的節(jié)距、排數(shù)、鏈長和中心距等參數(shù)，進行鏈的強度校核，設計鏈輪結(jié)構等。01鏈傳動的類型根據(jù)鏈的結(jié)構不同，鏈傳動可分為滾子鏈傳動、齒形鏈傳動等類型。02鏈傳動的特點與帶傳動相比，鏈傳動具有準確的平均傳動比、傳遞功率大、效率高、作用在軸上的徑向力小等優(yōu)點。鏈傳動設計05軸系零部件設計Chapter根據(jù)承載方式，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸；其功能包括支撐旋轉(zhuǎn)零件、傳遞運動和動力。軸的分類與功能常用材料包括碳鋼、合金鋼等，需進行調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理以提高機械性能。軸的材料與熱處理需考慮軸上零件的裝拆、定位、固定及軸的加工和裝配工藝性。軸的結(jié)構設計軸的設計包括滾動軸承和滑動軸承，滾動軸承具有摩擦系數(shù)小、啟動靈活等特點，滑動軸承則具有承載能力強、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等優(yōu)點。軸承的類型與特點根據(jù)工作條件、載荷性質(zhì)及大小、轉(zhuǎn)速高低等因素選擇合適的軸承類型。軸承的選用原則考慮軸承的軸向固定、調(diào)整及游隙等問題，確保軸承組合的穩(wěn)定性和可靠性。軸承的組合設計軸承的選用與設計離合器的類型與特點包括牙嵌離合器、摩擦離合器等，牙嵌離合器通過牙爪嵌合實現(xiàn)接合，摩擦離合器則通過摩擦片間的摩擦力傳遞扭矩。聯(lián)軸器與離合器的選用原則根據(jù)工作條件、傳遞扭矩大小、轉(zhuǎn)速高低等因素選擇合適的聯(lián)軸器或離合器類型。聯(lián)軸器的類型與特點包括剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器等，剛性聯(lián)軸器結(jié)構簡單、成本低，彈性聯(lián)軸器則具有緩沖減振作用。聯(lián)軸器與離合器的選用與設計06連接與緊固設計Chapter螺紋連接類型包括螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接等。螺紋連接預緊預緊力對連接的可靠性、緊密性和防松能力有重要影響。螺紋連接的防松采用摩擦防松、機械防松和破壞螺紋副關系防松等方法。螺紋連接設計123平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接等。鍵連接類型根據(jù)軸徑選擇鍵的剖面尺寸，鍵長略短于輪轂長度。鍵的選擇校核鍵連接的擠壓強度和剪切強度。鍵連接的強度校核鍵連接設計銷連接類型圓柱銷、圓錐銷和開口銷等。銷的選擇和強