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机械设计基础概论
汇报人：AA
2024-01-14
CATALOGUE
目录
机械设计概述
机械设计基础知识
机械设计中的常用机构
机械设计中的传动设计
机械设计中的轴系设计
机械设计中的连接设计
机械设计中的润滑与密封设计
01
机械设计概述
定义
机械设计是依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。
重要性
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素。从某种程度上来说，机械设计的质量决定了机械产品的质量和性能。
历史
机械设计的历史可以追溯到古代，如中国的指南车、记里鼓车等都是古代机械设计的杰作。随着工业革命的兴起，机械设计经历了从经验设计到科学设计的转变。
发展
现代机械设计已经发展成为一个综合性的学科，涵盖了力学、材料学、热力学、控制学等多个领域的知识。随着计算机技术的发展，机械设计也逐渐实现了数字化和智能化。
功能原则
机械设计必须满足预定的功能要求，这是设计的核心。设计师需要根据使用要求，确定机械应具备的功能，并选择适当的机构来实现这些功能。
经济性原则
机械设计必须考虑产品的经济性，即在满足功能和可靠性要求的前提下，尽量降低制造成本和使用成本。设计师需要合理选择材料和工艺，优化设计方案，提高生产效率。
安全性原则
机械设计必须保证产品的安全性，即在使用过程中不会对人员和环境造成伤害或危害。设计师需要充分考虑安全因素，采取必要的安全措施，如设置防护装置、限制操作范围等。
可靠性原则
机械设计必须保证产品的可靠性，即在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。设计师需要充分考虑材料、工艺、环境等因素对可靠性的影响。
02
机械设计基础知识
研究物体在力系作用下的平衡条件，以及如何建立各种力系的平衡方程。
静力学
运动学
动力学
研究物体的运动轨迹、速度和加速度等运动参数，以及物体之间的相对运动关系。
研究物体在力系作用下的运动规律，包括质点和刚体的运动方程、动量定理、动量矩定理等。
03
02
01
研究材料在不同条件下的力学性能，包括强度、刚度、稳定性等方面的性能指标。
材料的力学性能
分析材料在受力过程中的破坏机理和失效模式，以及如何提高材料的抗破坏能力。
材料的破坏与失效
研究材料在交变应力作用下的疲劳行为和断裂特性，以及疲劳裂纹的扩展规律和断裂韧性的评估方法。
材料的疲劳与断裂
机械制造工艺概述
毛坯制造与加工方法
切削加工与机床
特种加工与新技术
介绍机械制造工艺的基本概念、分类和特点，以及工艺过程的设计和规划方法。
研究切削加工的基本原理、切削用量和切削力的计算方法，以及各类机床的结构、性能和使用范围。
分析毛坯的制造方法和加工工艺，包括铸造、锻造、焊接等工艺过程及其特点。
介绍特种加工方法如电火花加工、激光加工等，以及机械制造领域的新技术和新工艺。
03
机械设计中的常用机构
由四个铰链连接的杆件组成，包括曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构等。
铰链四杆机构
由连杆和滑块组成，常用于将旋转运动转换为直线运动或将直线运动转换为旋转运动。
滑块机构
由导杆和滑块组成，导杆上装有导套，导套在导杆上滑动，实现机构的运动。
导杆机构
圆锥齿轮机构
由两个或多个圆锥齿轮组成，用于传递相交轴或交错轴之间的动力和运动。
圆柱齿轮机构
由两个或多个圆柱齿轮组成，通过齿轮的啮合实现动力的传递和运动的变换。
蜗轮蜗杆机构
由蜗轮和蜗杆组成，常用于传递垂直轴之间的动力和运动，具有较大的传动比和自锁性能。
04
机械设计中的传动设计
带的类型与特点
根据工作原理和结构特点，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动。摩擦型带传动依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动和动力，如平带传动和V带传动；啮合型带传动则通过带齿与轮齿的啮合来传递运动和动力，如同步带传动。
带传动的优缺点
带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、过载保护等优点；但也存在传动比不准确、带寿命短、需要张紧等缺点。
带传动的设计计算
设计带传动时，需根据传递的功率、转速等参数选择合适的带型、带轮材料和结构，并进行带的强度计算和寿命校核。
链传动的类型与特点
01
链传动按照用途可分为传动链、输送链和起重链等。链传动具有与带传动相似的优点，如结构简单、传动平稳等；同时，链传动还具有能承受较大冲击载荷、传递功率范围大等优点。
链传动的优缺点
02
链传动的优点包括传递功率大、效率高、适用于恶劣环境等；缺点则包括瞬时传动比不恒定、运转时存在冲击和噪声等。
链传动的设计计算
03
设计链传动时，需根据传递的功率、转速等参数选择合适的链型和链轮材料，并进行链的强度计算和寿命校核。同时，还需考虑链传动的布置
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