機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第十一章

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第十一章匯報(bào)人：AA2024-01-17第十一章概述機(jī)械零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)聯(lián)接設(shè)計(jì)傳動(dòng)設(shè)計(jì)軸系零部件設(shè)計(jì)其他常用零部件設(shè)計(jì)案例分析與實(shí)踐應(yīng)用01第十一章概述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的重要課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理和方法。第十一章作為該課程的核心章節(jié)，主要探討機(jī)械設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素和實(shí)際應(yīng)用。背景通過(guò)本章學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原理和方法，了解機(jī)械設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素和實(shí)際應(yīng)用，具備進(jìn)行簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)和分析的能力。目的章節(jié)背景及目的介紹機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)流程等。機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念和原理機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械零件的剛度計(jì)算機(jī)械零件的耐磨性設(shè)計(jì)闡述機(jī)械零件在靜載荷和動(dòng)載荷作用下的強(qiáng)度計(jì)算方法，包括拉伸、壓縮、彎曲、剪切等強(qiáng)度計(jì)算。介紹機(jī)械零件在受力作用下的變形和剛度計(jì)算方法，包括梁的彎曲剛度、軸的扭轉(zhuǎn)剛度等。闡述機(jī)械零件耐磨性的基本概念、影響因素和設(shè)計(jì)方法，包括摩擦、磨損和潤(rùn)滑等方面的內(nèi)容。主要內(nèi)容掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念和原理，理解機(jī)械設(shè)計(jì)的重要性和意義。了解機(jī)械零件的剛度計(jì)算方法，能夠分析簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的變形和剛度問(wèn)題。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算方法，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的靜載荷和動(dòng)載荷下的強(qiáng)度校核。熟悉機(jī)械零件的耐磨性設(shè)計(jì)方法，能夠針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行合理的耐磨性設(shè)計(jì)。02機(jī)械零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)零件機(jī)械中不可拆分的單個(gè)制件，它是機(jī)械制造過(guò)程中的基本單元。零件設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)器或部件的整體設(shè)計(jì)要求和零件的使用條件，確定零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小以及選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、熱處理方法、表面處理方法、加工方法等，并通過(guò)分析計(jì)算，確定出滿足使用要求的零件。零件設(shè)計(jì)的基本概念0102明確設(shè)計(jì)任務(wù)了解零件在機(jī)器中的位置和作用，分析零件的工作條件及失效形式，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求。選擇材料根據(jù)零件的工作條件和設(shè)計(jì)要求，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。確定零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸根據(jù)零件的使用要求和制造工藝性，確定零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。分析計(jì)算對(duì)零件進(jìn)行必要的力學(xué)分析、熱分析、磨損分析等，確定零件的強(qiáng)度和剛度等性能指標(biāo)。繪制零件圖根據(jù)分析結(jié)果和設(shè)計(jì)要求，繪制出零件的詳細(xì)圖紙。030405零件設(shè)計(jì)的基本步驟滿足使用要求考慮制造工藝性考慮經(jīng)濟(jì)性注意標(biāo)準(zhǔn)化和通用化零件設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)的零件必須滿足機(jī)器或部件的整體設(shè)計(jì)要求和使用條件，保證機(jī)器的正常運(yùn)行和安全性。在滿足使用要求和制造工藝性的前提下，應(yīng)盡量降低零件的制造成本和提高生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)的零件應(yīng)具有良好的制造工藝性，便于加工、裝配和維修。設(shè)計(jì)的零件應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，以便于采購(gòu)、庫(kù)存管理和維修更換。03聯(lián)接設(shè)計(jì)聯(lián)接是指將兩個(gè)或多個(gè)零部件連接在一起，以實(shí)現(xiàn)傳遞運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力或固定位置等功能的結(jié)合方式。聯(lián)接定義聯(lián)接是機(jī)械設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，它關(guān)系到整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和可靠性。聯(lián)接的重要性聯(lián)接的基本概念如焊接、鉚接等，連接強(qiáng)度高，但拆卸困難。剛性聯(lián)接如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接等，具有一定彈性，適用于有振動(dòng)、沖擊的場(chǎng)合。撓性聯(lián)接利用液體靜壓力將零部件緊密貼合，適用于高精度、高剛度的聯(lián)接。液體靜壓聯(lián)接聯(lián)接的類(lèi)型及特點(diǎn)確定聯(lián)接類(lèi)型分析聯(lián)接受力選擇材料和熱處理設(shè)計(jì)聯(lián)接結(jié)構(gòu)聯(lián)接的設(shè)計(jì)方法01020304根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的聯(lián)接類(lèi)型。對(duì)聯(lián)接進(jìn)行受力分析，確定其承載能力和疲勞壽命。根據(jù)聯(lián)接的受力情況和工作環(huán)境，選擇合適的材料和熱處理方式。根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)合理的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，確保其可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。04傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)是指將動(dòng)力源產(chǎn)生的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)通過(guò)一定的裝置傳遞到工作機(jī)構(gòu)，以完成預(yù)期的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞過(guò)程。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的有效傳遞，滿足工作機(jī)構(gòu)對(duì)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的特定需求，如速度、扭矩、運(yùn)動(dòng)形式等。傳動(dòng)的基本概念傳動(dòng)的作用傳動(dòng)定義

傳動(dòng)的類(lèi)型及特點(diǎn)機(jī)械傳動(dòng)通過(guò)齒輪、帶輪、鏈輪等機(jī)械元件實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞，具有傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等特點(diǎn)。液壓傳動(dòng)利用液體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)級(jí)調(diào)速、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，但效率相對(duì)較低。氣壓傳動(dòng)以壓縮空氣為工作介質(zhì)來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速、易于維護(hù)等特點(diǎn)，但傳動(dòng)效率較低。設(shè)計(jì)原則在滿足工作要求的前提下，盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本、提高傳動(dòng)效率和使用壽命。同時(shí)，要考慮傳動(dòng)的可靠性、安全性以及維護(hù)方便性等因素。設(shè)計(jì)步驟明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，選擇合適的傳動(dòng)類(lèi)型，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定傳動(dòng)參數(shù)和性能指標(biāo)，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等校核計(jì)算。設(shè)計(jì)方法根據(jù)具體的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，可采用解析法、圖解法或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方法進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)。其中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可大大提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性。傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法05軸系零部件設(shè)計(jì)由軸、軸承、軸承座、聯(lián)軸器、離合器等零部件組成的系統(tǒng)，用于傳遞動(dòng)力和扭矩。軸系軸系中的各個(gè)組成部分，包括軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器等。軸系零部件用于支撐旋轉(zhuǎn)零件并傳遞動(dòng)力和扭矩的圓柱形或圓錐形零件。軸用于支撐軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，減少摩擦和磨損的零件。軸承軸系零部件的基本概念根據(jù)承載方式可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸；根據(jù)形狀可分為光軸、階梯軸、錐軸等。軸的類(lèi)型根據(jù)摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承；根據(jù)承載方向可分為徑向軸承和推力軸承。軸承的類(lèi)型根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器；根據(jù)連接方式可分為鍵連接聯(lián)軸器和無(wú)鍵連接聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的類(lèi)型根據(jù)工作原理可分為摩擦離合器、牙嵌離合器和電磁離合器等。離合器的類(lèi)型軸系零部件的類(lèi)型及特點(diǎn)根據(jù)軸的承載能力和剛度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括選擇材料、確定截面形狀和尺寸、進(jìn)行強(qiáng)度校核等。軸的設(shè)計(jì)方法根據(jù)離合器的傳遞扭矩和分離要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括選擇離合器類(lèi)型、確定離合器尺寸、進(jìn)行熱平衡校核等。離合器的設(shè)計(jì)方法根據(jù)軸承的工作條件和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括選擇軸承類(lèi)型、確定軸承尺寸、選擇潤(rùn)滑方式等。軸承的設(shè)計(jì)方法根據(jù)聯(lián)軸器的傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括選擇聯(lián)軸器類(lèi)型、確定聯(lián)軸器尺寸、進(jìn)行平衡校核等。聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)方法軸系零部件的設(shè)計(jì)方法06其他常用零部件設(shè)計(jì)常用零部件定義在機(jī)械設(shè)備中，除核心部件外，起到連接、支撐、密封、保護(hù)等作用的部件。常用零部件的重要性確保機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，提高整體性能及穩(wěn)定性。常用零部件的基本概念如螺栓、螺母等，用于連接兩個(gè)或多個(gè)部件，具有標(biāo)準(zhǔn)化、互換性好的特點(diǎn)。緊固件支撐旋轉(zhuǎn)軸或軸的線性運(yùn)動(dòng)，減少摩擦和磨損，分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。軸承防止流體或氣體泄漏，如O型圈、密封墊等，具有耐磨損、耐腐蝕等特點(diǎn)。密封件如齒輪、鏈條等，用于傳遞動(dòng)力和扭矩，實(shí)現(xiàn)變速和變向。傳動(dòng)件常用零部件的類(lèi)型及特點(diǎn)設(shè)計(jì)步驟確定設(shè)計(jì)參數(shù)及要求，選擇合適的材料和制造工藝，進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，校核和優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)考慮零部件的互換性和標(biāo)準(zhǔn)化，降低制造成本和維護(hù)難度；關(guān)注零部件的疲勞壽命和可靠性，確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計(jì)原則滿足功能需求，保證強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，考慮制造工藝和經(jīng)濟(jì)性。常用零部件的設(shè)計(jì)方法07案例分析與實(shí)踐應(yīng)用案例一某型號(hào)挖掘機(jī)設(shè)計(jì)案例二某型號(hào)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)背景挖掘機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于土方工程、礦山開(kāi)采等領(lǐng)域的重型機(jī)械設(shè)備，其設(shè)計(jì)需要考慮多種因素，如工作環(huán)境、負(fù)載能力、穩(wěn)定性等。背景工業(yè)機(jī)器人是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一部分，其設(shè)計(jì)需要綜合考慮機(jī)械、電氣、控制等多個(gè)方面的因素。設(shè)計(jì)要求挖掘機(jī)需要具備高效、穩(wěn)定、安全的特點(diǎn)，同時(shí)滿足特定的挖掘深度和負(fù)載要求。設(shè)計(jì)要求工業(yè)機(jī)器人需要具備高精度、高速度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，同時(shí)能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境和任務(wù)需求。案例介紹與背景分析設(shè)計(jì)思路首先進(jìn)行需求分析，明確挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和工作條件；然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，確定挖掘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)和布局；接著進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、控制系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)；最后進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化。結(jié)果展示經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化，最終得到了滿足設(shè)計(jì)要求的挖掘機(jī)模型。該模型在工作效率、穩(wěn)定性和安全性等方面均表現(xiàn)出色，得到了用戶的好評(píng)。案例分析過(guò)程及結(jié)果展示首先進(jìn)行需求分析，明確工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)目標(biāo)和應(yīng)用場(chǎng)景；然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，確定工業(yè)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式；接著進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)；最后進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化。設(shè)計(jì)思路經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化，最終得到了滿足設(shè)計(jì)要求的工業(yè)機(jī)器人模型。該模型在精度、速度和穩(wěn)定性等方面均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。結(jié)果展示案例分析過(guò)程及結(jié)果展示實(shí)踐應(yīng)用挖掘機(jī)設(shè)計(jì)案例已成功應(yīng)用于土方工程、礦山開(kāi)采等領(lǐng)域，提高了工作效率和安全性。工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)案例已