机械设计濮良贵版本02机械设计总论.ppt

第二章 机械设计总论 §2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的设计准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件的材料及其选用 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介 §2-1 机器的组成 人们为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。 一台完整的机器的组成大致可包括： 原动机部分 传动部分 执行部分 辅助系统，例如：润滑、显示、照明等 控　制　系　统 传感器 传感器 传感器 简单的机器只由原动机部分、传动部分和执行部分这三部分组成，随着机器功能越来越复杂，对机器的精确度要求也越来越高，辅助系统、控制系统就应运而生。 机器的组成（本节将以汽车为例讲述机器的组成） 1·动力部分： 原动机提供动力（蒸汽机、电动机、内燃机等） 2·执行部分：完成预定的功能（车轮、悬挂系统及底盘、车身） 3·传动部分：转换运动形式、运动及动力参数（离合器、变速箱、传动轴、差速器等） 4·控制部分：控制运行状态（方向盘及转向系统、排挡杆及其它各种操作手柄及刹车、油门、离合器踏板） 5·辅助系统：反馈运行状态并发出信号（润滑、照明、显示、信号等） 1 2 3 4 F ν 6 5 1－电动机 2－V带传动 3－一级直齿圆柱齿轮减速器 4－联轴器 5－卷筒 6－运输带 §2-2 设计机器的一般程序 机器的先进性取决于设计者的设计的先进水平，机械设计经过上百年的发展形成了自己较为固定的程序，本节以农用车为例结合框图来阐述设计机器的一般程序。 设计的各个阶段是相互联系、相互影响、相互制约的，在设计中不可避免的会出现反反复复，在设计中要注意运用先进的设计方法、设计手段来进行设计，如采用优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计等来提高设计质量，加快设计速度，缩短开发周期，使产品尽快地进入市场、占领市场，获得最大的经济效益和社会效益。 设计说明书、工艺文件、标准件、自制件、外协件明细表、使用说明书等 样机试制、检测、验收、改进原型的设计 市场调研、比较分析并拟定设计任务书如:开发的吨位、市场的占有率、社会效益、经济效益、性能的先进性等 计划阶段 (提出问题) 技术设计阶段 (解决问题) 技术文件编制阶段 方案设计阶段 (分析问题) 试制鉴定阶段 (验证问题) 对机器进行功能分析，组合出设计方案以供选择，评价决策、选择最终方案。如：四轮、三轮；柴油机、汽油机；有无驾驶室；传动方案（皮带、链、传动轴）等 机器运动学设计：原动机参数--各运动构件的运动参数机器动力学计算：由运动参数计算零件所受载荷的大小零件工作能力设计：由载荷进行零件的初步设计 部件装配草图及总装配草图设计：绘图（总装图、部件图、零件图 主要零件的校核 初步计算及设计 产品设计定型 批量生产阶段 从小批到中批再到大批，注重售后服务，不断反馈信息，不断改进、不断提高 （一）使用功能要求 机器应具有预定的使用功能 如起动、转弯半径、吨位、速度、制动等 （二）经济性要求：如设计、制造、使用成本，采用标准化、系列化、通用化的零部件（底盘、车桥等） （三）劳动保护和环境保护要求 安全装置（气囊、安全带）、噪声；环境保护（尾气、噪声） （以汽车为例） （六）其它专用要求：特殊要求（防弹、越野等） §2-3 对机器的主要要求 （四）寿命与可靠性的要求 在规定的使用条件及使用期限内不出故障 （五）人机工程与造型：操作习惯、外型美观，符合美学原则 机械设计中的“三化” 1·标准化：对零件的尺寸、结构要素、材料特性、检验方法、设计方法、制图要求等制定出统一的共同遵守的标准（如：螺纹联接件，滚动轴承等用途最广的零件进行大量的、集中制造，用户根据要求选用） 2·系列化：对同一产品，为了适应不同的使用条件，在同一基本结构或基本尺寸的条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品，称为不同的系列（如：滚动轴承的直径系列、宽度系列，工程机械的系列化） 3·通用化：不同的产品间，零部件要能相互通用（如：汽车与农用车之间零部件的通用） §2-4 机械零件的主要失效形式 失效：机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。同一种零件发生失效的形式可能有多种，不同的工作条件，失效形式不同。 工作能力：零件不发生失效时的安全工作限度称为工作能力。 机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及