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机械设计基础课件(合集)

机械设计概述机械零件设计基础机械传动设计基础机械结构设计基础机械制造工艺基础现代机械设计方法及应用

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。分类机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。机械设计定义与分类

技术性能准则、经济性能准则、劳动保护准则、工艺性能准则及造型美学准则。设计原则系统化、结构化、模块化、最优化及可靠性等设计方法。设计方法机械设计原则与方法

个性化满足用户的个性化需求，提供定制化的设计服务。轻量化采用新材料和新技术，降低机械产品的重量和体积，提高运输和使用效率。集成化实现多学科、多领域的交叉融合，提高设计效率和质量。智能化引入人工智能、机器学习等技术，实现设计过程的自动化和智能化。绿色化注重环保和可持续性，减少资源消耗和环境污染。机械设计发展趋势

02机械零件设计基础

轴承类零件用于支撑旋转轴和减少摩擦，如滚动轴承、滑动轴承等。轴类零件用于传递扭矩和承受弯矩，如主轴、传动轴等。齿轮类零件用于传递动力和改变转速，如圆柱齿轮、锥齿轮等。联轴器类零件用于连接两轴并传递扭矩，如刚性联轴器、弹性联轴器等。箱体类零件用于支撑和固定其他零件，如机座、箱体等。零件类型与功能

满足使用要求，保证可靠性，降低成本。设计原则设计方法设计步骤理论设计、经验设计和模型试验设计。明确设计任务，进行方案设计，绘制零件图，编写设计计算书。030201零件设计原则与方法

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、铸铁等。材料选择对零件进行受力分析，计算其应力、应变和强度等参数，确保零件在正常工作条件下不会发生破坏。强度计算考虑零件的疲劳寿命和疲劳强度等因素，对零件进行疲劳强度计算和校核。疲劳强度计算零件材料选择与强度计算

03机械传动设计基础

传动类型与特点摩擦传动利用摩擦力传递动力，如带传动、摩擦轮传动等。具有结构简单、过载保护等优点，但传动效率相对较低。啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力。具有传动效率高、结构紧凑等优点，但需要较高的制造精度和安装精度。液压传动利用液体的压力能传递动力，如液压泵、液压马达等。具有传动平稳、无级调速等优点，但需要专门的液压系统和维护。

输入转速与输出转速之比，或输入转矩与输出转矩之比。传动比定义根据传动类型、元件参数等条件，通过公式或图表计算得出。传动比计算在多级传动中，根据各级传动的特点和要求，合理分配各级的传动比，以达到整体传动的最佳性能。传动比分配传动比计算与分配

传动件选择强度校核疲劳校核热平衡校核传动件选择与校核根据传动类型、功率、转速等条件，选择合适的传动元件，如齿轮、带轮、链轮等。考虑传动元件在交变载荷作用下的疲劳破坏，进行疲劳寿命校核。对选定的传动元件进行强度校核，以确保其能承受实际工作载荷而不失效。对于高速或大功率传动，需要考虑热平衡问题，进行热平衡校核以确保传动系统的正常工作温度。

04机械结构设计基础

由杆件通过铰链连接而成，具有重量轻、刚度大、稳定性好的特点，常用于桥梁、建筑等工程领域。桁架结构框架结构箱体结构轴系结构由梁和柱刚性连接而成，具有较好的承载能力和抗震性能，广泛应用于建筑、机械等领域。由板材焊接或铸造而成，具有较大的刚度和强度，常用于机床、汽车等重型机械中。由轴、轴承、联轴器等组成，用于支撑和传递动力，是机械设备中的重要组成部分。结构类型与特点

有限元分析将连续体离散化为有限个单元体，通过求解单元体的刚度矩阵和载荷向量，得到整体结构的位移、应力和应变等响应。形状优化通过改变结构的形状和尺寸，寻求结构性能的最优解，常用于产品设计和结构优化中。拓扑优化在满足一定约束条件下，寻求材料在空间中的最佳分布形式，以实现结构性能的最优设计。多目标优化考虑多个设计目标（如重量、刚度、强度等），寻求满足所有目标的最佳设计方案。结构分析与优化方法

刚度要求结构在受力作用下应具有足够的刚度，以保证其变形在允许范围内，避免产生过大的振动和噪声。强度要求结构应具有足够的强度，以承受工作载荷和意外载荷的作用，防止发生断裂或塑性变形等破坏现象。稳定性要求结构应具有足够的稳定性，以保证其在各种工作条件下都能保持平衡状态，不发生失稳现象。例如，细长杆件受压时容易发生屈曲失稳，需要采取相应措施提高其稳定性。结构刚度、强度及稳定性要求

05机械制造工艺基础

铸造工艺01通过熔化金属并倒入模具中冷却凝固，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件。铸造工艺具有成本低、适应性强、可制造复杂形状等优点，但精度和表面质量相对较低。锻造工艺02利用压力或冲击力使金属坯料变形，以获得所需形状和尺寸的锻件。锻造工艺