机械设计课件PPT

第一章机械设计总论1.1 机械设计的基本概念定义根据使用要求，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...

第一章机械设计总论1.1 机械设计的基本概念定义根据使用要求，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类型新型设计、变型设计1.2 机械设计的重要性在整个机械产品中机械设计是极其重要的部分机械设计是机械生产的首要条件没有成功的机械设计，就不可能有先进的完美的机械产品1.3 机械设计的要求与一般过程要求满足预定使用要求，在各种环境条件下能正常工作，具有良好的工作性能、较低的能量消耗和制造成本一般过程明确基本要求→功能设计与运动设计→结构设计→样机试验与设计修改1.4 本课程的学习方法注意理论与实践相结合善于运用创造性思维方法多看、多思、多实践第二章机械设计基础知识2.1 机械零件的常见失效形式整体断裂、过大的残余变形、表面损伤、破坏正常配合2.2 机械零件的工作能力和计算准则工作能力指零件在各种工作条件下抵抗各种失效形式的能力计算准则当量原则（即等效原则）、等强度原则2.3 机械零件的主要设计要求安全系数法考虑零件的重要程度和薄弱环节、工作条件、材料和制造工艺等因素，然后取不同的安全系数，进行强度计算概率设计法根据概率论的基本原理和方法进行零件设计极限状态法将零件强度降低到极限值作为停止点工程塑料设计法利用工程塑料的高强度特性，用塑料代替金属制造某些零件2.4 机械零件的材料及选用原则材料碳钢和铸铁是工程中常用材料。有色金属及其合金在要求轻质、高速、耐腐蚀的场合得到广泛应用。非金属材料主要用于要求轻质、耐磨、绝缘、密封等场合。复合材料具有组合不同材料优点和克服其缺点的新颖性能选用原则根据使用性能选择材料，考虑制造工艺对材料性能的影响，兼顾材料的经济性，注意绿色环保2.5 机械零件的强度计算基础应力和应变的概念及分类静应力、变应力、线应力和应变、非线应力和应变静应力分析平均应力、最大应力变应力分析应力幅、平均应力、应力比2.6 机械零件的表面强度计算机械零件的表面状态表面层、次表面层、零件基体表面层的应力与变形表面层的最大应力、表面层的平均应力、表面层的应变表面强度的评定耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性2.7 机械零件的刚度计算刚度的概念指机械零件在载荷作用下产生的弹性变形量刚度计算的重要性机械零件的刚度是保证机器正常工作所必须的条件刚度的计算方法根据材料力学和弹性力学的基本原理进行计算2.8 机械零件的振动稳定性计算振动的基本概念振动是指机械系统中的某个或多个零件或参数在其平衡位置附近所作的往复运动振动对机械系统的影响产生噪声、影响机器的工作精度和性能、加剧磨损和疲劳、降低机器的使用寿命机械系统振动的抑制隔振、减振、阻尼减振第三章联接件的设计3.1 螺纹联接的设计螺纹联接的基本类型螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接螺纹联接的预紧与防松预紧可以增加联接的刚性和紧密性，防松可以防止螺纹副的松动螺栓组联接的设计螺栓组的结构设计、受力分析、螺栓组的联接强度计算3.2 键联接的设计键联接的类型和特点平键联接、半圆键联接、楔键联接、切向键联接单键联接的设计键的选择和键槽的设计、键的强度计算花键联接的设计花键的类型和应用、花键各部分尺寸的设计3.3 销联接的设计销的基本类型和特点圆柱销、圆锥销、开口销销的选择与设计根据工作要求选择合适的销，并进行结构设计第四章传动件的设计4.1 带传动的设计带传动的类型和特点平带传动、V带传动、同步带传动带传动的受力分析带传动的紧边张力、带传动的松边张力带传动的应力分析带传动的最大应力、带传动的平均应力带传动的参数选择与设计带轮的基准直径、带速、中心距、传动比、轴间距4.2 链传动的设计链传动的类型和特点滚子链传动、齿形链传动链传动的运动特性链传动的平均转速、链传动的平均速度、链传动的平均传动比链传动的受力分析链传动的最大轴向力、链传动的最大法向力链轮的设计与制造链轮的材料、齿槽的设计、链轮的精度与加工4.3 齿轮传动的设计齿轮传动的类型和特点直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动齿轮传动的参数选择模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数、螺旋角齿轮传动的受力分析齿轮的圆周力、齿轮的径向力、齿轮的轴向力齿轮传动的强度计算齿面接触强度计算、齿根弯曲强度计算4.4 蜗杆传动的设计蜗杆传动的类型和特点普通圆柱蜗杆传动、圆弧圆柱蜗杆传动蜗杆传动的参数选择蜗杆的头数、蜗杆的分度圆直径、模数、螺旋升角蜗杆传动的受力分析蜗杆的轴向力、蜗轮的圆周力、蜗杆的径向力蜗杆传动的强度计算蜗杆的强度计算、蜗轮的强度计算第五章轴的设计5.1 轴的功用和类型轴的功用支承转动零件、传递运动和载荷轴的类型心轴、传动轴、转轴5.2 轴的材料与选择轴的材料碳钢、合金钢、铸钢、铸铁、非金属材料选择原则根据工作条件和强度要求进行选择5.3 轴的结构设计确定各段轴的直径和长度根据转矩和转速确定各段轴的直径，根据安装和定位要求确定各段轴的长度确定各段轴的基本结构根据功能要求确定各段轴的基本结构，如联轴器段、齿轮段、轴承段等确定联轴器的类型和尺寸根据传递扭矩的大小和工作要求选择合适的联轴器类型和尺寸确定轴承的类型和尺寸根据载荷大小、转速和精度要求选择合适的轴承类型和尺寸确定支承方式和定位元件根据工作要求选择合适的支承方式和定位元件，如滚动轴承、滑动轴承、轴套等5.4 轴的强度计算载荷分析根据工作要求确定载荷的大小和方向，并按照实际工作状态进行载荷分析应力分析根据材料力学原理进行应力分析，计算最大应力和安全系数强度校核根据计算结果进行强度校核，确保轴具有足够的承载能力5.5 轴的刚度计算刚度分析根据变形规律和允许变形量进行刚度分析刚度校核根据计算结果进行刚度校核，确保轴具有足够的刚度第六章轴承的设计6.1 轴承的分类与选择轴承的分类滚动轴承和滑动轴承滚动轴承的特点与应用滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，具有摩擦阻力小、效率高、启动性能好、维护方便等优点，广泛应用于各种机械中滑动轴承的特点与应用滑动轴承由轴瓦和轴承座组成，具有承载能力大、抗震性好、无噪声等优点，常用于重载、高精度、高转速的场合轴承类型的选择根据工作条件（载荷、转速、工作环境等）、经济性及维护要求选择合适的轴承类型6.2 滚动轴承的设计滚动轴承的基本参数内径、外径、宽度、滚动体直径和数目、接触角等滚动轴承的寿命计算基本额定寿命、基本额定动载荷、基本额定静载荷滚动轴承的刚度计算滚动轴承的刚度由内圈、外圈和滚动体的刚度组成，计算时需考虑载荷分布和弹性变形量6.3 滑动轴承的设计滑动轴承的基本参数轴径、轴承座孔径、偏心距等滑动轴承的材料与润滑根据工作条件选择合适的轴承材料和润滑剂，以保证良好的摩擦性能和寿命滑动轴承的承载能力计算最大静承载能力、最大动承载能力滑动轴承的刚度计算滑动轴承的刚度取决于轴瓦和轴承座的材料、结构及润滑情况，计算时需考虑变形量和阻尼第七章机械系统动力学7.1 机械系统动力学的基本概念机械系统动力学研究机械系统的动态特性包括系统的动力学模型、运动方程的建立和求解等7.2 机械系统的动力学模型根据系统的实际组成和工作原理将系统抽象为一系列的元件（如质量块、阻尼器、弹性元件等），并建立元件间的相互作用关系，从而构建系统的动力学模型