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机械设计基础概述

汇报人：AA

2024-01-12

机械设计基本概念

机械零件设计基础

机构设计原理及应用

传动系统设计基础

连接与紧固技术

润滑与密封技术

contents

目

录

机械设计基本概念

01

机械设计定义

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

机械设计分类

根据不同的设计对象和目标，机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。

机械设计需要遵循技术性能准则、经济性能准则、社会性能准则和创新准则等。这些准则涉及到产品的功能、质量、成本、安全性、环保性等方面。

机械设计原则

机械设计方法包括系统化设计法、结构模块化设计法、基于产品特征知识的设计方法等。这些方法各有特点，适用于不同的设计场景和需求。

机械设计方法

集成化

随着制造业的发展，机械设计将更加注重与其他领域的集成和融合，如与电子、控制、软件等领域的集成，实现机电一体化和智能化。

智能化

随着人工智能和机器学习技术的发展，机械设计将越来越智能化，能够实现自动化设计、优化设计和智能决策。

绿色化

环保和可持续发展已经成为当今社会的主题，机械设计将更加注重环保和节能，推动绿色制造和循环经济。

个性化

消费者对于产品的个性化需求越来越高，机械设计将更加注重产品的个性化和定制化，满足消费者的多样化需求。

机械零件设计基础

02

设计流程

明确设计任务和要求、进行方案设计和比较、确定设计方案并进行详细设计、校核和优化设计、绘制工程图和编写技术文件。

设计规范

遵循国家标准和行业规范，保证设计的合理性、安全性和经济性；考虑零件的制造工艺性、装配工艺性和维修方便性；注重零件的标准化、系列化和通用化。

材料选择

根据零件的工作条件和性能要求，选择合适的材料，如碳钢、合金钢、铸铁、有色金属等。同时考虑材料的可加工性、耐腐蚀性和经济性等因素。

强度计算

对零件进行受力分析，确定危险截面和应力集中部位；选择合适的强度理论进行强度校核，如最大拉应力理论、最大剪应力理论等；考虑零件的疲劳强度和使用寿命等因素，进行合理的设计和优化。

机构设计原理及应用

03

机构是由刚性构件通过运动副连接而成的系统，包括固定构件、运动构件和机架等部分。

机构组成

根据运动特性和结构特点，机构可分为连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、带传动机构、链传动机构等。

机构分类

运动学基本概念

位置分析

速度分析

加速度分析

01

02

03

04

研究机构运动时，不涉及力和质量等物理量的影响，仅从几何角度描述机构的运动规律。

确定机构中各构件在某一时刻的相对位置关系。

研究机构中各点的速度以及构件之间的相对速度。

研究机构中各点的加速度以及构件之间的相对加速度。

研究机构运动时，需要考虑力和质量等物理量的影响，分析机构的受力情况和运动状态。

动力学基本概念

静力学分析

运动学与动力学的关系

动力学建模与仿真

研究机构在静力平衡状态下的受力情况，求解约束反力和驱动力等。

运动学分析是动力学分析的基础，动力学分析需要考虑运动学中的位移、速度和加速度等因素。

通过建立机构的动力学模型，利用计算机仿真技术预测机构的动态性能，为机构设计提供理论依据。

传动系统设计基础

04

根据设备整体布局和传动需求，合理规划传动系统的空间位置和各部件之间的连接方式。

根据传动功率、转速、工作条件等要求，选择合适的传动类型、元件规格和材料，以及相应的润滑和冷却方式。

参数选择

布局设计

评估传动系统在工作过程中动力传递的损失程度，通常以输出功率与输入功率之比来衡量。提高传动效率有助于降低能源消耗和减少设备发热。

传动效率

综合考虑传动系统的传动效率、工作稳定性、噪音、振动等因素，对传动系统进行全面评价。优化设计和选用高品质元件是提高传动系统性能的关键。

性能评估

连接与紧固技术

05

如焊接、铆接、胶接等，连接牢固但不可重复拆卸。

不可拆连接

可拆连接

过盈连接

如螺纹连接、键连接、销连接等，可重复拆卸且不影响使用性能。

利用材料弹性变形实现紧固，如压入配合、热胀冷缩配合等。

03

02

01

采用螺栓、螺母等紧固件实现连接，适用于各种场合，具有可靠性高、装拆方便等优点。

螺纹连接紧固

通过键与键槽的配合实现轴与轴上零件的连接，传递扭矩，适用于对中性好的场合。

键连接紧固

利用销钉穿过被连接件的孔实现紧固，适用于定位精确、承受剪切力的场合。

销连接紧固

润滑与密封技术

06

VS

根据摩擦副的运动形式和工作条件，润滑方式可分为油润滑、脂润滑和固体润滑等。

润滑剂选择

选择润滑剂时，需考虑摩擦副的材料、工作温度、载荷、速度等因素。常用的润滑剂有矿物油、合成油、动植物油、润滑脂等。

润滑方式

根据