机械设计自动化考研专业课.pptx

机械设计自动化考研专业课

汇报人：XXX

2024-01-22

机械设计基础

控制理论及工程

计算机应用技术

现代设计方法

机械制造工程基础

contents

目

录

机械设计基础

01

机械设计的定义与任务

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。

机械设计的基本要求

满足使用要求、保证工作可靠、结构简单、操作方便、经济性好等。

机械设计的方法

理论设计、经验设计和模型与试验设计。

机械设计概述

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按照功能可以分为轴套类、盘盖类、支架类和箱体类等。

机械零件的分类

根据零件的工作条件和性能要求，选择合适的材料，如碳钢、合金钢、铸铁、有色金属等。

机械零件的材料选择

根据载荷情况，对零件进行强度和刚度计算，以确保零件在工作过程中不会发生断裂或变形。

机械零件的强度和刚度计算

机械零件设计

机械系统设计

机械系统的组成

由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。

机械系统的方案设计

根据使用要求，选择合适的原动机和传动方式，并确定工作装置的结构形式。

机械系统的优化设计

在满足使用要求的前提下，对机械系统进行优化设计，以提高其性能和效率。

控制理论及工程

02

03

控制系统的分类

根据不同的分类标准，如线性与非线性、时不变与时变等，对控制系统进行详细阐述。

01

控制理论的发展历程

从古典控制理论到现代控制理论，以及智能控制理论的演变过程。

02

控制系统的基本概念

介绍开环和闭环控制系统，以及反馈控制原理。

控制理论概述

介绍如何通过物理系统建立控制系统的数学模型，包括微分方程、传递函数和状态方程等。

数学模型的建立

稳定性分析

动态响应分析

通过劳斯判据、赫尔维茨判据等对控制系统的稳定性进行分析。

研究控制系统在输入信号作用下的输出响应特性，包括超调和调节时间等。

03

02

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控制系统分析

控制器设计

根据控制系统的性能要求，选择合适的控制算法（如PID控制器、模糊控制器等）进行控制器设计。

控制系统校正与优化

通过引入校正装置或优化控制算法，改善控制系统的性能指标。

现代控制技术应用

介绍现代控制技术在机械设计自动化领域的应用，如鲁棒控制、预测控制等。

控制系统设计

计算机应用技术

03

CAD（计算机辅助设计）技术

计算机辅助设计

利用计算机进行二维和三维绘图、建模、分析和优化设计。

常用CAD软件

如AutoCAD、SolidWorks、CATIA等，用于机械零件、装配体和工程图的绘制。

如参数化设计、变量化设计、云端协同设计等，提高设计效率和精度。

CAD技术的发展趋势

CAM（计算机辅助制造）技术

利用计算机进行加工过程的模拟、优化和控制。

CAM软件的应用

如MasterCAM、Fusion360等，用于数控编程、加工仿真和工艺规划。

加工中心和数控机床的应用

实现高效、高精度的加工制造。

计算机辅助制造

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01

01

实现设备、产品和系统之间的互联互通，促进数据交换和价值创造。

工业互联网的概念

02

通过数字化、网络化和智能化技术，提高生产效率、降低能耗和减少浪费。

智能制造的核心理念

03

如智能工厂、数字化车间、个性化定制等，提升制造业的竞争力和创新能力。

工业互联网与智能制造的应用场景

工业互联网与智能制造

现代设计方法

04

数学建模

优化算法

多目标优化

稳健优化

利用数学模型描述机械系统的性能、约束和目标，以便进行优化分析。

处理多个相互冲突的目标，如重量、强度和成本等，以实现整体最优。

采用高效的优化算法，如梯度下降法、遗传算法等，寻找最优解。

考虑不确定性因素，如参数变异、噪声等，以提高设计的鲁棒性。

可靠性设计

通过概率统计方法评估机械系统的可靠性，预测其寿命和故障率。

增加系统冗余组件，以提高系统的可靠性和可用性。

采用故障检测和隔离技术，降低故障对系统性能的影响。

进行可靠性试验，如环境试验、寿命试验等，以验证设计的可靠性。

可靠性评估

冗余设计

容错技术

可靠性试验

培养创新意识，激发创新灵感，打破传统思维模式。

创新思维

提出新颖、有创意的设计概念，满足新的功能和市场需求。

概念设计

多学科交叉融合，实现跨领域的技术创新。

并行设计

采用多目标决策方法，对设计方案进行综合评价和选择。

设计评价

创新设计

机械制造工程基础

05

机械制造工艺学是一门研究机械制造过程及其工艺技术规律的学科，包括毛坯制造、零件加工、装配和检测等方面的内容。

机械制造工艺学概述

机械制造工艺学的基本原理包括工艺参数、工艺路线、工艺装备和工艺管理等方面的内容，这些原理是指导机械制造实践的重要基础。

机械制造工艺学的基本原理

机械制造