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演讲人：20机械设计基础笔记知识

目录CONTENT机械设计概述机械零件设计基础机械传动系统设计轴系零部件设计连接与紧固技术机械设计实践案例分析

01机械设计概述

机械设计定义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。机械设计目的设计出满足预期功能、性能、可靠性、经济性等要求的机械产品，为机械制造提供详细的图纸和技术文件。机械设计定义与目的

古代机械设计古代人类在生产实践中逐步形成了机械设计的萌芽，如简单的工具、机械装置等。机械设计发展历程近代机械设计从18世纪工业革命开始，机械设计逐渐发展成为一门独立的学科，出现了许多著名的机械设计师和重要的机械设计理论。现代机械设计随着科学技术的不断发展，现代机械设计逐渐向智能化、精细化、绿色化等方向发展，设计方法和手段也不断更新。

功能性原则机械设计应满足预期的功能要求，实现预期的运动和动力传递。机械设计基本原则01可靠性原则机械设计应保证机械产品在使用寿命内的可靠性，尽量减少故障和维修次数。02经济性原则机械设计应考虑制造成本和使用成本，尽量采用经济合理的方案。03美观性原则机械设计应注重外观造型和色彩搭配，符合人们的审美需求。04

02机械零件设计基础

功能性经济性可靠性可制造性零件需要实现特定的功能，如传递运动、承受载荷、实现定位等。设计零件时需要考虑材料、加工和装配成本，以及维护费用等因素。零件需要具有足够的强度和刚度，以确保在预期的使用寿命内不会发生失效。零件的设计需要便于加工和制造，包括铸造、锻造、机械加工等。零件设计基本要求

热处理通过热处理工艺，如淬火、回火、表面处理等，提高材料的力学性能和耐磨性。材料性能考虑材料的强度、韧性、硬度、耐腐蚀性等因素，确保零件在预期的工作条件下能够正常工作。材料选择根据零件的工作条件和性能要求，选择合适的材料，如钢、铸铁、有色金属等。零件材料选择与热处理

结构合理性零件的结构设计需要合理，避免出现应力集中、过载等问题。可装配性零件的结构设计需要便于装配和拆卸，降低装配成本和时间。优化设计利用现代设计方法和技术，如计算机辅助设计、有限元分析等，对零件的结构进行优化设计，提高其性能和可靠性。轻量化设计在保证零件强度和刚度的前提下，尽可能减轻零件的重量，提高机械系统的效率。零件结构设计及优03机械传动系统设计

齿轮传动适用于重载、高精度、高速度、大功率传动，传动比稳定，但噪声较大。传动系统类型及特点01皮带传动适用于中心距较大的传动，传动平稳、噪声小，但传动比不准确，易打滑。02链传动适用于高温、油污环境下工作，传动比准确，但噪声较大，易磨损。03蜗轮蜗杆传动传动比大，结构紧凑，但效率较低，适用于小功率传动。04

齿轮传动原理利用齿轮的齿与齿之间的啮合进行传动，实现转速和扭矩的转换。齿轮设计要点模数、压力角、螺旋角等参数的选择，齿轮的材料和热处理，齿轮的精度等级等。齿轮传动优缺点传动精度高、传动效率高、承载能力大，但噪声大、成本高。030201齿轮传动原理与设计要点

其他传动方式如蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动等，具有各自的特点和应用场合，需要根据具体需求进行选择。带传动包括平带、V带、圆带等，适用于中心距较大、传动比不准确的场合，具有传动平稳、噪声小的特点。链传动包括滚子链、齿形链等，适用于高温、油污等恶劣环境，具有传动比准确、承载能力强的优点，但噪声较大。带传动、链传动等其他传动方式

04轴系零部件设计

轴的设计与校核方法轴的初步设计根据传递的功率、转速和工作环境等因素，初步确定轴的材料、热处理方式、结构形状和尺寸。轴的强度校核计算轴在承受弯矩、扭矩和剪切等载荷作用下的应力，并校核其强度是否满足要求。轴的刚度校核计算轴在受力作用下的变形量，并校核其刚度是否满足要求。轴的疲劳校核对于长期承受交变载荷的轴，需要进行疲劳强度校核，以确保其使用寿命。

承载能力大、运转平稳、噪声小，但摩擦阻力大、磨损快，适用于低速重载场合。摩擦阻力小、效率高、轴向尺寸小，但承载能力较小、对安装和润滑要求高，适用于高速轻载场合。根据轴的工作条件、承受载荷的性质和大小、轴承的转速和精度要求等因素，选择合适的轴承类型和尺寸。根据选定的轴承类型和尺寸，计算轴承的承载能力、极限转速等参数，并校核其是否满足工作要求。轴承类型选择及计算滑动轴承滚动轴承轴承的选择轴承的计算

轴系其他零部件设计根据传递的扭矩和轴向力的大小，选择合适的键或销的类型和尺寸，并校核其强度。键、销的设计根据轴系的传动方式和要求，选择合适的联轴器类型和尺寸，以补偿两轴之间的相对位移和偏斜。根据轴系的工作环境和要求，选择合适的润滑方式和密封结构，以减少摩擦和磨损，提高轴