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机械设计基础第1章绪论汇报人：AA2024-01-17

目录contents机械设计概述机械设计基础知识机械设计中的材料选择机械设计中的力学基础机械设计中的摩擦、磨损与润滑机械设计中的精度与公差配合

01机械设计概述

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。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。机械设计的定义与重要性

机械设计的历史可以追溯到古代，如中国的指南车、记里鼓车等都是机械设计的杰作。随着工业革命的兴起，机械设计得到了飞速的发展，出现了许多新的设计理念和制造技术。历史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。发展机械设计的历史与发展

功能需求原则可靠性原则经济性原则创新性原则机械设计的基本原械设计必须满足预定的功能需求，这是设计的出发点和归宿。机械设计必须保证所设计的机械在规定的条件下和规定的时间内完成预定功能的能力。机械设计必须考虑制造成本和使用成本，力求以最低的成本实现所需的功能。机械设计必须追求创新，探索新的设计理念和制造技术，以提高机械的性能和降低成本。

02机械设计基础知识

明确设计目标，包括产品功能、性能、成本、可靠性等要求。设计目标设计约束设计方法考虑设计过程中的各种限制条件，如材料、制造工艺、环境等。选择合适的设计方法，如创新设计、优化设计、可靠性设计等。030201机械设计的基本要素

概念设计进行产品功能原理设计，提出多种设计方案。需求分析分析用户需求和市场趋势，明确设计任务和目标。详细设计对选定方案进行详细设计，包括结构、材料、工艺等方面。制造与试验根据设计图纸制造样机，并进行试验验证。仿真分析利用仿真技术对设计方案进行性能评估和优化。机械设计的基本流程

应力单位面积上的内力，表示材料内部抵抗变形的能力。载荷作用在机械零件或机构上的外力，包括静载荷和动载荷。机器由一个或若干个机构组成，用来完成特定功能的装置，如汽车、机床等。机械零件组成机器的不可拆基本单元，如轴、齿轮、轴承等。机构由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统，如连杆机构、凸轮机构等。机械设计中的常用术语和概念

03机械设计中的材料选择

物理性质：包括密度、熔点、热膨胀系数等，影响机械零件的热稳定性和耐磨性。化学性质：如耐腐蚀性、抗氧化性等，决定材料在特定环境下的稳定性和寿命。力学性能：如强度、硬度、韧性等，决定材料在受力时的表现和耐久性。分类：材料可分为金属、非金属和复合材料三大类。金属材料如钢、铁、铝等具有优良的力学性能和加工性能；非金属材料如塑料、橡胶等具有轻质、耐腐蚀等特点；复合材料则综合了多种材料的优点，具有更高的性能。材料的基本性质与分类

经济性原则在满足使用性能和工艺性能的前提下，尽量选择价格合理、来源广泛的材料。使用性能原则根据零件的使用要求选择材料，如强度、耐磨性、耐腐蚀性等。工艺性能原则考虑材料的加工性能，如铸造性、锻造性、焊接性等，以确保生产的可行性和经济性。环境因素原则考虑材料对环境的影响，如环保性、可回收性等，以适应绿色制造的要求。材料选择方法通过对比分析不同材料的性能、成本和环保性等因素，综合评估后选择最合适的材料。材料选择的原则与方法

具有高强度、良好的韧性和耐磨性，广泛应用于制造各种机械零件和构件。钢铁具有高弹性、耐磨性、耐油性和耐水性等特点，常用于制造密封件、减震件等。橡胶密度小、强度高、耐腐蚀性好，适用于制造轻量化零件和需要良好耐腐蚀性的场合。铝合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性，常用于制造电器元件和需要良好导电性能的零件。铜合金具有轻质、耐腐蚀、易加工等特点，适用于制造形状复杂、要求轻量化的零件和构件。塑料0201030405常用工程材料的特性与应用

04机械设计中的力学基础

静力学基本概念阐述力、力矩、力偶等基本概念，以及静力学公理和约束类型。受力分析介绍物体受力分析的方法和步骤，包括受力图、二力构件、三力平衡等。平面力系讨论平面汇交力系、平面平行力系、平面一般力系的简化与平衡问题。静力学基础知识

刚体的基本运动介绍刚体的平移、定轴转动和平面运动，以及这些运动的基本特征和描述方法。点的合成运动阐述点的绝对运动、相对运动和牵连运动之间的关系，以及速度合成定理和加速度合成定理。点的运动学研究点的运动方程、速度和加速度，以及点的运动轨迹和性质。运动学基础知识

03达朗贝尔原理阐述达朗贝尔原理及其在工程中的应用，包括静平衡和动平衡问题的分析方法。01动力学基本定律介绍牛顿三定律、