机械原理及设计 上 作者 马履中 第一章 机械设计概论.pptVIP

机械原理与设计 制作 杨德勇 电 子 教 案 机械工业出版社 主编 马履中 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： （下册） 第一章 机械设计概论 第一节 机械设计基本方法 第二节 现代设计方法简介 第三节 标准化、通用化、系列化 第一节 机械设计基本方法 一、机械设计的基本要求 （一）设计机器应满足的基本要求 功能性要求——机器应具有预定的使用功能。 可靠性要求——机器可靠性的高低是用可靠度R来衡量的 经济性要求——1）设计制造经济性：机器的成本低；2）使用经济性 ：高生产率、高效率、较少地消耗能源、原材料和辅助材料，以及低的管理和维护费用。 劳动保护要求——使机器的操作者方便和安全；改善操作者及机器的环境。 其它专用要求——对不同的机器，有一些为该机器所特有的要求。 （二） 设计机械零件的基本要求 强度、刚度及寿命要求： 1）强度：强度是衡量零件抵抗破坏的能力。零件强度不足，将导致过大的塑性变形甚至断裂破坏，使机器停止工作。 2）刚度：刚度是衡量零件抵抗弹性变形的能力。分整体变形刚度和表面接触刚度两种。 3）寿命：寿命是指零件正常工作的期限。 结构工艺性要求： 指在既定的生产条件下，能够方便而经济地生产出来，并便于装配成机器。 可靠性要求 机器的可靠度主要是由其组成零件的可靠度来保证的。 经济性要求 质量小的要求 二、机械设计方法和一般步骤 （一） 机械设计方法 1. 理论设计——根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计。有以下两大类： 设计计算：多用于能通过简单的力学模型进行设计的零件； 校核计算：多用于结构复杂，应力分布较复杂，但又能用现有的应力分析方法或变形分析方法进行计算的场合。 2. 经验设计——根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的办法所进行的设计。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件是很有效的设计方法。 3. 模型实验设计——对于尺寸巨大而结构复杂的重要零件，尤其是一些重型整体机械零件，为提高设计质量，可采用模型实验设计的方法。此方法费时、昂贵，只用于特别重要的设计中。 机械的常规设计方法可概括地划分以下三种： （二） 机械设计的一般步骤 动向预测 方案设计 技术设计 试生产 施工设计 信息反馈、修改 第二节　现代设计方法简介 现代设计方法是以研究产品设计为对象的科学，以电子计算机为手段运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化。 —、有限元分析方法（The Finite Element Analysis Method） 有限元是一种以计算机为手段，通过离散化将研究对象变换成一个与原结构近似的数学模型，再经过一系列规范化的步骤以求解应力位移、应变等参数的数值计算方法。 著名的商品化有限元程序有NASTRAN，ADFAN / ADINAT，ANSYS，COSMOS／MSAP等。这些程序的分析范围和功能存在差异，在使用时应根据分析范围不同来选择合理的程序。