《機械原理與設計教案》課件

《機械原理與設計》課件歡迎來到《機械原理與設計》課件！本課程將帶您深入了解機械設計的核心原理，并為您提供實用的設計方法和案例分析。by課程簡介課程目標掌握機械原理與設計的基本知識和技能，培養(yǎng)學生機械設計能力和創(chuàng)新意識。適用對象本課程適用于機械工程專業(yè)以及其他相關專業(yè)的學生，旨在為他們提供扎實的機械設計基礎。課程目標掌握機械原理了解機械運動的基本規(guī)律，理解各種機械傳動機構的工作原理。學習設計方法掌握機械設計的基本方法，能夠根據設計要求進行機械設計方案的制定和優(yōu)化。培養(yǎng)創(chuàng)新意識鼓勵學生在學習過程中運用創(chuàng)新思維，提出新的機械設計方案，提升其設計能力。主要內容1機械構件包括軸、軸承、齒輪、聯接、彈性元件等。2機械傳動包括鏈傳動、帶傳動、齒輪傳動、液壓傳動、氣壓傳動等。3機械設計過程包括設計需求分析、方案設計、結構設計、工藝設計、圖紙繪制等。4工程材料選擇針對不同工況選擇合適的材料，并進行材料性能分析。機械構件的基本概念機械構件機械的組成部分，如軸、軸承、齒輪、聯接、彈性元件等。零件機械構件的基本單元，經過加工和裝配成為機械構件。機構由多個零件組成的具有確定相對運動的組合，如連桿機構、齒輪機構等。機器由若干個機構組成的用于完成特定作業(yè)的復雜系統(tǒng)，如機床、汽車等。機械零件的力學分析應力分析分析零件在受力情況下產生的應力分布，確定零件的強度和剛度。應變分析分析零件在受力情況下產生的變形，確定零件的剛度和穩(wěn)定性。疲勞分析分析零件在交變載荷作用下的失效形式，保證零件的疲勞壽命。力與應力1力物體之間的相互作用，具有大小和方向。2應力物體內部抵抗外力作用而產生的內部力，單位面積上的力。3強度材料抵抗破壞的能力，是衡量材料抵抗外力作用的能力。4剛度材料抵抗變形的能力，是衡量材料抵抗外力作用而產生變形的能力。正應力和剪應力正應力作用于物體表面垂直方向的應力，如拉伸應力、壓縮應力等。剪應力作用于物體表面平行方向的應力，如剪切應力等。軸的設計1軸的材料選擇根據軸的工作條件選擇合適的材料，如碳鋼、合金鋼等。2軸的尺寸確定根據軸的受力情況和工作條件，確定軸的直徑和長度。3軸的強度校核驗證軸的強度是否滿足設計要求，防止軸發(fā)生斷裂或過度變形。軸承的選擇1軸承類型根據軸承的承載能力、轉速、工作環(huán)境等因素選擇合適的軸承類型，如滾動軸承、滑動軸承等。2軸承尺寸根據軸的尺寸和工作條件，選擇合適的軸承尺寸，確保軸承與軸配合良好。3軸承壽命選擇壽命合適的軸承，確保軸承在使用過程中能夠滿足設計要求，避免過早失效。機械聯接焊接連接利用焊接材料將兩個或多個金屬零件連接在一起，形成牢固的連接。螺紋連接利用螺紋配合將兩個或多個零件連接在一起，形成可拆卸的連接。鍵和銷連接利用鍵和銷將軸和輪轂連接在一起，形成固定連接。焊接連接焊接類型包括電弧焊、氣焊、激光焊等，根據不同的焊接材料和焊接條件選擇合適的焊接方法。焊接工藝根據焊接材料、焊接位置、焊接強度等因素制定合理的焊接工藝，確保焊接質量。螺紋連接1螺紋類型包括三角形螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋等，根據螺紋連接的用途和受力情況選擇合適的螺紋類型。2螺紋配合根據螺紋連接的強度要求和使用環(huán)境，選擇合適的螺紋配合，確保螺紋連接的可靠性。3螺紋緊固采用適當的緊固方法，保證螺紋連接的緊固程度，防止螺紋松動或失效。鍵和銷的設計1鍵的材料選擇根據鍵的受力情況和工作環(huán)境，選擇合適的鍵的材料，如碳鋼、合金鋼等。2鍵的尺寸確定根據軸的直徑和輪轂的尺寸，確定鍵的尺寸，保證鍵與軸和輪轂的配合良好。3鍵的強度校核驗證鍵的強度是否滿足設計要求，防止鍵發(fā)生斷裂或過度變形。4銷的設計與鍵的設計類似，需要根據工作條件進行選擇和校核。彈性元件彈簧利用材料的彈性變形來儲存能量或緩沖沖擊力的機械零件，如螺旋彈簧、板彈簧等。橡膠彈性元件利用橡膠材料的彈性變形來緩沖沖擊力或隔振的元件，如橡膠墊、橡膠減震器等。鏈傳動鏈輪鏈傳動中用于傳遞動力的輪子，帶有齒，與鏈條嚙合。鏈條鏈傳動中用于連接鏈輪并傳遞動力的金屬鏈條，由多個鏈節(jié)組成。帶傳動帶輪帶傳動中用于傳遞動力的輪子，表面光滑或帶有槽，與帶接觸。傳動帶帶傳動中用于連接帶輪并傳遞動力的橡膠帶，具有良好的柔性和摩擦性能。帶傳動特點結構簡單，傳動平穩(wěn)，噪音低，但傳動效率較低。齒輪傳動1齒輪齒輪傳動中用于傳遞動力的輪子，具有齒，與其他齒輪嚙合。2齒輪機構由多個齒輪組成的傳動機構，用于改變轉速、方向或傳遞動力。3齒輪傳動特點傳動效率高，傳動比準確，但結構復雜，制造精度要求高。齒輪的強度設計1齒輪材料選擇根據齒輪的受力情況和工作環(huán)境，選擇合適的齒輪材料，如碳鋼、合金鋼等。2齒輪尺寸確定根據齒輪的傳動比、轉速、功率等因素，確定齒輪的模數、齒數等尺寸。3齒輪強度校核驗證齒輪的強度是否滿足設計要求，防止齒輪發(fā)生斷裂或過度變形。齒輪箱的設計1齒輪箱類型根據齒輪箱的用途和工作條件，選擇合適的齒輪箱類型，如平行軸齒輪箱、交叉軸齒輪箱等。2齒輪箱結構設計根據齒輪箱的傳動比、功率、轉速等因素，設計齒輪箱的結構，確保齒輪箱的強度和剛度。3齒輪箱潤滑設計根據齒輪箱的工作環(huán)境和工作條件，設計齒輪箱的潤滑系統(tǒng)，確保齒輪箱的潤滑良好。液壓傳動液壓泵將機械能轉換為液壓能的裝置，用于提供液壓動力。液壓缸利用液壓能轉換為機械能的裝置，用于執(zhí)行直線運動。液壓閥用于控制液壓油流動的裝置，實現液壓系統(tǒng)的控制和調節(jié)。氣壓傳動氣壓壓縮機將大氣中的空氣壓縮為高壓氣體的裝置，為氣壓系統(tǒng)提供動力源。氣動執(zhí)行機構利用壓縮空氣實現機械運動的裝置，如氣缸、氣動馬達等。氣動控制閥用于控制壓縮空氣流動的裝置，實現氣壓系統(tǒng)的控制和調節(jié)。工程材料的選擇材料性能根據機械零件的工作條件，選擇具有合適的強度、剛度、耐腐蝕性、耐磨損性等性能的材料。材料成本選擇經濟合理的材料，降低機械制造成本。材料加工性能選擇易于加工的材料，提高機械加工效率。機械制造工藝1鑄造將液態(tài)金屬澆入模具中，冷卻凝固后獲得零件的加工方法。2鍛造利用錘擊或壓力使金屬材料塑性變形，獲得零件的加工方法。3切削加工利用刀具對金屬材料進行切削，獲得零件的加工方法。4焊接利用焊接材料將兩個或多個金屬零件連接在一起，形成牢固的連接。機械設計過程設計需求分析根據使用要求和環(huán)境條件，確定機械設計目標和技術指標。方案設計提出多種設計方案，并進行比較分析，選擇最佳方案。結構設計根據設計方案，確定機械零件的尺寸、形狀、材料和加工工藝。工藝設計制定機械零件的加工工藝流程，保證加工質量。圖紙繪制繪制機械零件的圖紙，作為制造和裝配的依據。設計開發(fā)工具CAD軟件用于輔助機械設計和繪圖的軟件，如AutoCAD、SolidWorks等。CAE軟件用于對機械設計進行仿真分析的軟件，如ANSYS、Abaqus等。CAM軟件用于輔助機械加工的軟件，如Mastercam、UG等。創(chuàng)新思維培養(yǎng)發(fā)散思維從一個中心點出發(fā)，向多個方向進行聯想，產生新的想法。收斂思維從多個想法中篩選出最佳方案，并進行優(yōu)化和完善。試驗驗證通過實際試驗驗證設計方案的可行性，并進行調整優(yōu)化。