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机械设计概论
31页1、王小芳第一章 绪论机械设计是机械类专业的一门技术基 础课,既直接面向工程实际,又是后面所 学设计类专业课的基础。是初步掌握机械 设计能力的必然环节。课程的性质:机械机构:传递或变换运动。机器:执行机械运动,代替人类的劳动, 变换或传递能量、物料、信息。研究对象:一、机器的概念天然工具简单机器工业革命现代机器如:火车发展: 蒸汽机车内燃机车电力机车磁浮列车(常导高温超导)高速列车-机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的重要标志。机器组成:原动机传动装置工作机控制系统辅助系统(如仪表、照 明等)轿车组成:任何机器都是由许多零件组合而成的。二、机械零件的概念零件:组成机器的不可拆的基本单元 (即制造的基本单元) 。部件:为完成同一使命而协同工作的许多零件的组合。滚动轴承联轴器。用途专用零部件:只在一定类型机器中使用的零件,如曲轴。通用零部件:各种机器中普遍使用的零部件,如齿轮、螺栓。 标准件:制定了国家标准,并由专门工厂生产的零部件。 如:滚动轴承、螺栓等。 机器与零件的关系: 对于一台机器来说, 所有的零件都是它的局部,它们必须受到 全局的制约,共同为完成机器的功能发挥 各自的作用。
2、所以任何机器的性能都是建 立在它的主要零件的性能基础上的,要设 计出一台很好的机器,必须很好的设计或 选择它的零件。 本课程是以一般通用零件的设计为核心, 论述它们的基本设计理论与方法的设计性 技术基础课 三、机械设计的概念:根据市场的需求,在满足各种约束条 件下,为最好地实现给定的具体目标,制 定出机械系统及零部件具体结构的决策过 程。 (1)市场是设计的动力 (2)设计的本质是革新及创造; (3)所提出的机械系统是给定约束下的“最优解”; (4)机械设计不仅仅是计算和绘图,应把它与销售及制造作为一个整体考虑。任务1、通用机械零部件的设计计算。2、综合运用本课程和其他先修课程的知识,设计机械传动装置 和一般机械。1.2 机械设计的要求和设计程序 一、设计机器应满足的基本要求 1、功能要求 实现预定功能,工作可靠。措施:2、经济性要求 三方面:生产成本低、使用消耗小、维护费用低。 1)设计中采用“三化”零部件; 标准化、系列化、通用化 2)应用成熟的新技术、新材料。3)选用高效率设备,减少动力、燃料消耗。3、外观造型要求 颜色、造型 4、环保要求 噪音、废气、废液。二、 设计方法1.内
3、插式设计:这种方法有成功的经验可以借鉴。例如类比设计,通过对一系列同类型机器在功能和性能方面的对比,分析其与设计对象在各方面的异同,并以此为经验进行设计 2.外推式设计:有部分经验可以借鉴,但外推部分处于未知领域。 3.开发性设计:应用新原理,新技术设计新型技术装备。 。机械设计的一般程序 市场调 研 可行性 研究原理 方案 设计技术 设 计试制 试验小批生 产试销投 产设 计 任 务 书定 出 最 佳 方 案装配图 、 零件图 、技术 文件样 机 评 价 改 进考核 工艺 性收 集用 户意 见产 品 销 售机械设计是一个创新与借鉴相结合的过程1.3 机械零件的设计要求和设计过程一、 机械零件设计要求:零件:满足功能、安全可靠、成本低廉 。 1.安全可靠:需要根据可能发生的失效,确定零 件在强度、刚度、振动稳定性、 耐磨性、耐温 性等方面必须满足的条件。(这些条件是判断零 件工作能力准则) 2.成本低廉:设计和制造考虑:正确选材,结构合理,公差等级合理, 加工和安装的工艺性。 3.设计是一个比较、优化的过程二、设计过程1.确定零件的载荷-根据零件的工作情况和 简化计算方案-名义载荷:根
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