《机械设计基础》课件.pptVIP

《机械设计基础》课程介绍本课程是机械工程专业的核心课程之一。课程涵盖机械设计基础理论、设计方法、设计技巧等内容。

机械设计的基本概念11.机械系统机械设计主要关注机械系统的设计，包括各个零件的结构、材料和功能。22.功能需求机械设计需要满足特定的功能需求，例如传递运动、转换能量、加工材料等。33.性能指标机械设计需要考虑机械的性能指标，例如效率、可靠性、寿命、成本等。44.设计原则机械设计遵循一些基本原则，例如可靠性、安全性、经济性、可制造性、环保性等。

机械设计的一般步骤需求分析首先要确定机械产品的功能、性能、工作条件等需求，并进行详细的分析和整理。方案设计根据需求分析结果，进行方案设计，提出不同的设计方案，并进行比较和评价，选出最佳方案。结构设计根据最佳方案进行结构设计，确定机械产品的主要零部件的形状、尺寸、材料、加工工艺等。强度校核对机械产品进行强度、刚度、稳定性等方面的校核，确保其满足使用要求。图纸绘制根据结构设计结果绘制机械产品的零件图、装配图、工艺图等。样机试制根据图纸进行样机试制，并进行性能测试、改进和完善。产品定型经过反复试制和改进，最终确定机械产品的最终设计方案。

负荷和应力分析负荷是指作用在机械零件上的外力或力矩，是导致零件变形和破坏的主要原因。应力是指零件内部抵抗外力或力矩而产生的内力，其大小和方向反映了零件内部的受力状态。负荷和应力分析是机械设计中的重要环节，通过分析可以确定零件的强度和刚度，并选择合适的材料和结构，以保证零件在工作过程中不会发生断裂或过度变形。机械设计中，负荷和应力分析的主要方法包括：静力分析动力分析疲劳分析塑性分析

截面设计原理抗弯强度截面抵抗弯矩的能力。取决于截面形状和材料特性。抗剪强度截面抵抗剪切力的能力。取决于截面形状和材料特性。抗扭强度截面抵抗扭转力矩的能力。取决于截面形状和材料特性。

轴系设计基础轴的功能轴是旋转机械的核心部件，传递动力和运动，连接其他机械部件。轴的设计要求轴要承受扭矩、弯矩和轴向力，必须保证强度、刚度、耐用性、稳定性，满足使用寿命和可靠性要求。轴的设计步骤轴的设计步骤包括确定轴的材料、截面形状、尺寸，并进行强度、刚度、稳定性、疲劳寿命计算。轴的制造工艺轴的制造工艺包括毛坯加工、热处理、机加工、表面处理等，需要精密的加工设备和技术。

轴系的安全性设计强度校核轴系需承受扭矩和弯矩，强度校核保证轴不会发生断裂或塑性变形。强度校核通常采用强度理论，例如最大剪应力理论或最大应变能理论。刚度校核刚度校核保证轴系在受载后不会发生过大的挠度或振动，影响传动精度和运行平稳性。刚度校核通常采用挠度公式或有限元分析方法。

联结件设计基础联结件分类常见联结件类型包括螺栓、螺钉、键、销、铆钉等。不同类型联结件具有不同的特点和应用场景。强度与刚度联结件设计需考虑承受载荷的能力，确保连接强度和刚度，防止连接失效。疲劳强度动态载荷下的疲劳强度是联结件设计的重要考量因素。需要进行疲劳强度分析，防止连接失效。密封性某些联结件需具备密封性，防止介质泄漏，例如液压系统中的连接。

焊接连接设计焊接原理利用高温将金属熔化，并将其结合在一起，形成牢固的连接。焊接工艺包括多种焊接方法，如手工电弧焊、气体保护焊、激光焊等。焊接质量需满足强度、密封性、耐腐蚀性等要求，并进行严格的检验。设计原则需考虑焊接工艺、材料特性、结构形式等因素，确保焊接连接的可靠性。

螺栓连接设计螺栓连接的类型螺栓连接种类繁多，常用螺栓连接有普通螺栓连接，高强度螺栓连接和摩擦型螺栓连接。螺栓连接的应用螺栓连接在机械设备中应用广泛，例如固定机床部件、连接管道、紧固螺母等。螺栓连接的设计步骤确定螺栓连接的类型选择合适的螺栓材料和尺寸计算螺栓的受力情况选择合适的螺栓连接方法

键和销的设计圆柱形键连接圆柱形键连接是一种常见的机械连接方式，用于固定轴与轮毂。平键连接平键连接简单易于加工，适用于传递轻载荷。楔形键连接楔形键连接具有自锁性，适用于承受较大载荷。销连接销连接结构简单，易于拆卸，适用于承受轻载荷。

弹性元件的设计弹簧弹簧是机械设计中常用的弹性元件。它们通过其弹性变形来存储和释放能量，用于减震、缓冲、复位等。弹簧的类型很多，如螺旋弹簧、板弹簧、扭杆弹簧等，每种类型都有不同的应用场景和特点。橡胶弹性元件橡胶弹性元件具有较高的弹性，能承受较大变形，并且具有良好的减震性能。常见的橡胶弹性元件有橡胶垫、橡胶减震器等，在汽车、航空等领域应用广泛。

齿轮传动系统齿轮传动是机械传动系统中重要的组成部分之一。它主要用于改变运动速度、传递扭矩和改变运动方向。齿轮传动系统的应用非常广泛，例如汽车、飞机、机床、工业机器人等。

齿轮选型与设计11.模数和齿数根据传动比和中心距确定模数和齿数，以满足传动要求。22.齿形选择合适的齿形，例如标准直齿、斜齿