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机械设计基础PPT课件

机械设计概述机械零件材料选择与处理传动装置设计要点剖析连接件和紧固件设计技巧分享机构运动简图绘制技巧讲解创新思维在机械设计中应用探讨contents目录

01机械设计概述

定义机械设计是指根据使用要求对专用机械的工作原理、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。目的机械设计的目的是在满足预定功能的前提下，优化机械系统的性能、提高效率和降低成本。机械设计定义与目的

从手工设计到计算机辅助设计，再到现代优化设计方法的应用，机械设计经历了漫长的发展历程。未来机械设计将更加注重创新性、智能化、环保性和人性化，同时新材料、新工艺和新技术的应用也将不断推动机械设计的发展。机械设计发展历程及趋势发展趋势发展历程

机械设计应遵循功能性、可靠性、经济性、美观性和环保性等基本原则。基本原则在满足功能需求的前提下，机械设计应尽可能简化结构、提高强度、刚度和耐磨性，同时考虑制造工艺性和维修方便性。基本要求机械设计基本原则与要求

设计流程机械设计流程包括需求分析、方案设计、详细设计、工艺规划和试验验证等阶段。设计方法常用的机械设计方法包括理论设计、经验设计、模型试验设计和优化设计等。其中，优化设计是现代机械设计中的重要方法，它可以通过数学规划等方法寻求最优设计方案。机械设计流程与方法

02机械零件材料选择与处理

具有高强度、良好的塑性和韧性，能够承受较大的载荷和冲击。但易受到腐蚀和高温环境的影响。金属材料非金属材料复合材料如塑料、橡胶、陶瓷等，具有优良的绝缘性、耐腐蚀性和耐磨性。但强度和刚度相对较低。由两种或两种以上不同性质的材料组成，具有优异的综合性能，如高强度、高刚度、耐高温等。030201常用机械零件材料及其性能特点

根据零件的工作条件、受力情况、耐磨性、耐腐蚀性等要求来选择合适的材料。使用性能原则考虑材料的加工难易程度、热处理性能、焊接性能等因素，以确保零件的制造工艺性。工艺性能原则在满足使用性能和工艺性能的前提下，尽可能选用成本低、来源广泛的材料。经济性原则材料选择原则与方法论述

能够消除材料的内应力，降低硬度，提高塑性和韧性。退火处理使材料获得细密的珠光体组织，提高强度和硬度，改善切削加工性能。正火处理使材料获得马氏体组织，大幅度提高强度和硬度，但会降低塑性和韧性。淬火处理消除淬火产生的内应力，稳定组织，调整材料的强度和硬度。回火处理热处理工艺对材料性能影响分析

表面强化技术表面涂层技术表面改性技术效果评估表面处理技术应用及效果评估如喷丸、滚压等，能够提高零件表面的硬度和耐磨性，延长使用寿命。如激光表面合金化、离子注入等，能够改变零件表面的化学成分和组织结构，获得优异的性能。如电镀、喷涂等，能够在零件表面形成一层保护膜，提高耐腐蚀性和美观度。通过对处理前后的零件进行性能测试和对比分析，评估表面处理技术的效果和适用性。

03传动装置设计要点剖析

优点包括传动比准确、效率高、结构紧凑等；缺点主要有制造和安装精度要求高、成本较高等。齿轮传动优点是具有自锁性、传动比大、结构紧凑等；缺点是效率较低、发热量大、需良好的润滑和冷却等。蜗杆传动优点包括适用于远距离传动、能在恶劣环境下工作等；缺点主要有瞬时传动比不准确、易磨损等。链传动传动类型选择及优缺点比较

齿轮传动设计计算与校核方法设计计算包括确定传动比、选择齿轮材料、计算齿轮主要参数和尺寸、进行强度校核等步骤。校核方法主要包括齿面接触疲劳强度校核和齿根弯曲疲劳强度校核两种方法，以确保齿轮传动的可靠性和耐久性。

VS适用于减速比较大、需要自锁或结构要求紧凑的场合，如卷扬机、起重机械等。链传动适用于传递功率较大、工作环境恶劣或两轴中心距较远的场合，如农业机械、矿山机械等。蜗杆传动蜗杆传动和链传动应用场合分析

轴承类型选择根据载荷大小和方向、转速、调心性能等要求选择合适的轴承类型，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承等。寿命预测方法基于轴承的受力分析和材料疲劳特性，采用相应的寿命计算公式进行寿命预测，为轴承的选用和维护提供依据。轴承类型选择及寿命预测方法

04连接件和紧固件设计技巧分享

包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接等，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。螺纹连接类型采用摩擦防松、机械防松和永久防松等方法，防止螺纹连接在振动或冲击载荷下自行松脱。防松措施螺纹连接类型和防松措施介绍

结构简单、装拆方便、对中性好；缺点：承载能力较低、易磨损、对轴和键槽的削弱较大。承载能力高、定心精度高、导向性好；缺点：加工成本高、对设备要求高。键连接优点花键连接优点键连接和花键连接优缺点比较

销连接应用场景主要用于定位、传递扭矩或作为安全装置中的过载剪断元件，适用于轻载或无载的连接。铆接应用