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机械设计基础答辩复习题库
汇报人：AA
2024-01-17
目录
CONTENTS
机械设计概述
机械零件设计
机械传动设计
机械制造工艺与装备
机械设计中的材料选择
机械设计中的力学问题
机械设计中的创新方法
01
机械设计概述
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，它涉及到研究、构思、分析和优化机械系统的过程，旨在满足特定功能、性能、经济和环境要求。
通过合理设计机械结构，确保产品能够实现预期功能。
优化设计方案，提高产品的运行效率、稳定性和可靠性。
通过合理选材、减少加工难度等方式降低制造成本。
优秀的设计方案可以提高产品质量，增强市场竞争力。
实现产品功能
降低成本
增强竞争力
提高性能
经济性原则
01
02
03
04
05
设计应满足产品的预期功能要求，确保产品在规定条件下正常工作。
设计应确保产品的可靠性，使其在规定的寿命周期内能够稳定运行。
设计应确保产品的安全性，防止因设计缺陷导致的意外事故。
设计应考虑制造成本和使用成本，力求以最低的成本实现产品功能。
设计应考虑环保要求，减少对环境的污染和资源的浪费。
可靠性原则
功能原则
环保性原则
安全性原则
集成化设计
实现机械、电子、控制等多学科的集成化设计，提高产品整体性能。
个性化设计
满足用户个性化需求，提供定制化的设计方案。
轻量化设计
通过结构优化和材料选择减轻产品重量，提高运行效率。
智能化设计
利用人工智能、大数据等技术提高设计自动化程度和设计质量。
绿色设计
注重环保和可持续发展，减少资源消耗和环境污染。
02
机械零件设计
01
02
03
04
传动零件
轴系零件
连接零件
密封零件
如齿轮、带轮等，用于传递动力和扭矩。
如轴承、轴等，用于支撑旋转部件并传递动力。
如密封圈、密封垫等，用于防止泄漏和保持压力。
如螺栓、键等，用于连接和固定各部件。
设计零件的结构形状
根据零件的功能和使用要求，设计合理的结构形状。
选择材料和热处理方法
根据零件的性能要求和使用条件，选择合适的材料和热处理方法。
明确设计要求和条件
了解零件的使用环境、工作条件、性能要求等。
确定零件的尺寸和公差
根据设计要求和相关标准，确定零件的尺寸和公差。
绘制零件图和装配图
按照机械制图规范，绘制零件图和装配图。
结构优化
材料优化
工艺优化
可靠性优化
选择更优质的材料或改进材料的性能，提高零件的耐磨性、耐腐蚀性等。
通过改变零件的结构形状或尺寸，提高零件的强度和刚度，减小应力集中等。
通过可靠性分析和试验，提高零件的可靠性和寿命。
改进加工工艺或热处理工艺，提高零件的加工精度和表面质量。
03
机械传动设计
齿轮传动
带传动
链传动
效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长，但制造和安装精度要求较高，价格较贵。
结构简单、成本低廉、维护方便，但传动效率低、易打滑。
与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、低速、重载等恶劣条件下工作。
1
2
3
4
确定传动方案
计算传动比和分配各级传动比
选择电动机
设计各级传动零件
根据工作机的性能、使用条件、工作环境等因素，选择合适的传动类型和布置形式。
根据工作机的功率和转速要求，选择合适的电动机类型和规格。
根据总传动比要求，合理分配各级传动的传动比，以满足工作机的性能要求。
根据各级传动的传动比和功率要求，设计相应的齿轮、带轮、链轮等传动零件。
01
02
03
04
优化设计变量
建立优化目标函数
确定约束条件
选择优化算法
选择对传动性能影响较大的设计变量进行优化，如齿轮模数、齿数、压力角等。
根据设计要求，建立相应的优化目标函数，如体积最小、重量最轻、效率最高等。
根据设计要求和实际情况，确定相应的约束条件，如强度条件、刚度条件、稳定性条件等。
根据优化问题的性质和规模，选择合适的优化算法进行求解，如遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等。
04
机械制造工艺与装备
机械制造工艺定义
研究机械产品制造过程中的加工方法、工艺过程、工艺装备及加工质量等问题的技术科学。
机械制造工艺的重要性
保证产品质量、提高生产效率、降低成本、增强企业竞争力。
机械制造工艺的发展趋势
数字化、智能化、绿色化、柔性化。
根据产品要求、生产批量、加工精度和成本等因素综合考虑。
工艺选择原则
根据加工方法、加工精度、生产效率和成本等因素综合考虑。
装备选择原则
工艺是指导装备使用的依据，装备是实现工艺的保证。在选择工艺和装备时，应相互协调，确保产品质量和生产效率。
工艺与装备的关系
05
机械设计中的材料选择
力学性能
物理性能
化学性能
加工性能
包括强度、塑性、硬度、韧性等，是材料在受力时表现出的特性。
如
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