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第二章机械设计总论PPT课件

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轿车组成：
18.07.2020
10
什么是机械设计？机械设计是一个工作过程。
18.07.2020
11
根据社会需求确定设计任务
构思决策分析计算绘图
机械的工作原理
机械的
各个零件的
运动和力的
结构材料、形状、尺寸传递方式
外观
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设计计算书
全套图样
使用说明书 12
机械设计的基本要求
机械的功能指标是机械设计最基本的出发点。
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2．可靠性要求
机械要传递力和力矩
机械零件的内部和表面产生应力和变形
有可能导致零件的失效
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磨损曲轴折断齿轮Βιβλιοθήκη 坏潘存云教授研制17
机械应能保证在规定的使用寿命期限内，零件不发生各种型式的失效。
为此要进行强度、刚度和寿命的计算，这些计算在整个设计工作量中占了很大的比例。
连杆机构
特定轨迹
7
别控各是制部随控装分着制置的2理0的运世论作动纪的用。后发是半展控叶和制以计机来算器现机代在科工学业技上术的的应发用展，，机特器
的组成更复杂了。
发出指令调节伺服电机的运动
传感
驱动装置器传动装置
检测伺服电机的输出转角
执行装置
传感
器
检测执行装置的运动输出
控制装置
由程序给定运动规律
磁铁
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比重不同
重选
磁性不同
磁选
对特定液体泡沫的吸附性不同
浮选 25
螺纹加工的工作原理
选矿机械的工作原理

机械设计总论(ppt 95页)

▲增大零件的截面尺寸或增大惯性矩； ▲缩短支承的跨距或采用多点支承。
3. 寿命要求影响零件寿命的主要因素有
疲劳破坏腐蚀磨损
大部分零件工作在变应力下，疲劳破坏是引起零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有
▲应力集中 ▲零件的尺寸大小 ▲零件表面质量及环境状况零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
2、经过优化的举升液压缸布置方式
3 举升运输装备结构设计
四、技术文件编制
技术文件
设计说明书使用说明书零件明细表标准件汇总表
试验大纲 ……
湘电风能：大型叶片举升运输装备
叶片水平运输时，运输装备图。
湘电风能：大型叶片举升运输装备
叶片举升一定角度运输图。
§2-3 对机器的主要要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，一般来说，对机器都要提出以下的基本要求：
机械零件失效实例：
潘存云教授研制
齿轮轮齿折断
潘存云教授研制
轮齿塑性变形
潘存云教授研制
轴承内圈破裂
潘存云教授研制
轴承外圈塑性变形
潘存云教授研制
轴瓦磨损
潘存云教授研制
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度4.79%; 腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%，是主要失效原
机器实例
机器实例
控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。
传感部分——将机器的工作参数，如位移、速度、加速度、温度、压力等反馈给控制部分。
辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。也是保证机器正常工作不可缺少的部分
§2-2 设计机器的一般程序
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是保证设计质量的重要因素。因此，要求设计者特别注意经验的积累。

机械设计全套课件 ppt课件

凡具备上述（1）、（2）两个特征的实物组合体称为机构。机器能实现能量的转换或代替人的劳动去做有用的机械功，而机构则没有这种功能。
仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。因此，通常人们把机器与机构统称为机械。
ppt课件
7
机械设计基础
绪论
如图1-1所示的内燃机，
图1-5（a）闭式运动链
机械设计基础
ppt课件
图1-5（a）开式运动链
16
• 将运动链中的一个构件固定，并且它的一个或几个构件作给定的独立运动时，其余构件便随之作确定的运动，此时，运动链便成为机构。
• 机构的组成:
• 机架：固定不动的构件
• 原动件：输入运动的构件
• 从动件：其余的活动构件
1)运动副：两构件之间直接接触并能产生一定的相对
运动的连接称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参与接触而构成运动副的部分— —点、线或面。
2) 运动副的分类
平面
运运动副动副
空间运动副
机械设计基础
高副：点、线接触低副：面接触
球面副螺旋副
ppt课件
运动副转动副
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图1-2 转动副
图1-3 移动副
是由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、小齿轮5、大齿轮6、凸轮7、推杆8等系列构件组成，其各构件之间的运动是确定的。
0.1.2 构件与零件
机构是由具有确定运动的单元体组成的，这些运动单元体称为构件。
组成构件的制造单元体称为零件。零件则是指机器中不可拆的一个最基本的制造单元体。构件可以由一个或多个零件组成。
ppt课件
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机械设计基础

机械设计基础ppt课件完整版

。
齿轮传动设计
选择合适的齿轮类型和材料；确定齿轮模数、齿数和压力角；进行齿轮的强度校核和优化设计。
链传动设计
选择合适的链型和链轮材料；确定链轮齿数、链节距和中心距；进行链的张紧和调整。
液压传动设计
选择合适的液压泵和液压马达；确定系统工作压力和流量；
进行系统布局和管道设计。
04
液压与气压传动设计基础
精度设计的意义
确保产品性能和质量，提高生产效率，降低成本，增强产品竞争力。
公差配合的原理与方法
公差配合的定义
公差配合是指通过合理确定零部件的尺寸公差和配合公差，保证零部件在装配和使用过程中具有互换性、稳定性和可靠性的过程
。
公差配合的原理
基于互换性、稳定性和可靠性的要求，通过尺寸链的计算和公差分配，实现零部件之间的精确配
机械零件的强度与刚度设计
强度设计
根据零件的受力情况和材料性能，进行应力分析和强度校核，确保零件在正常工作条件下不会发生破坏。
疲劳强度设计
针对承受交变应力的零件，进行疲劳强度分析和设计，提高零件的疲劳寿命。
刚度设计
考虑零件的变形对机器性能的影响，进行刚度分析和校核，保证零件的变形在允许范围内。
液压与气压传动的原理与特点
液压传动原理
利用液体的压力能进行动力传递。
气压传动原理
利用气体的压力能进行动力传递。
液压传动的特点
传动平稳、调速方便、易于实现自动化等。
气压传动的特点
动作迅速、反应快、维护简单等。
液压与气压传动的设计方法与步骤
设计方法
根据实际需求选择合适的传动方式，进行系统设计。
设计步骤
07
机械设计中的创新方法与实例

机械设计制造及其自动化 ppt课件

20
10
A2
420× 594
25
A3
A4
297× 420 210× 297
10
5
PPT课件
2
一、图纸幅面和图框格式（GB/T 14689 ―1993）
基本幅面尺寸间的关系如下：
594
A1
A0
420 841
A3
A2
A4
297 1189
PPT课件
3
一、图纸幅面和图框格式（GB/T 14689 ―1993）
§1-1 制图的基本规定
一、图纸幅面和图框格式二、比例三、字体四、图线五、尺寸注法
PPT课件
1
一、图纸幅面和图框格式（GB/T 14689―1993）
1.基本幅面
图纸的基本幅面有5种: A0、A1、A2、A3、A4。
幅面代号
幅面尺寸B XL
周
e
边
c
尺寸
a
A0
A1
841×1189 594× 841
优先比例
1×10 n :1 1: 2×10 n
2×10 n :1 1:5×10 n
5×10 n :1 1:10 n
注：①n 为正整数； ②有允许比例。
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11
二、比例 4.图例
（GB/T 14690―1993）
1:1
φ 20 φ 12
φ 20
2:1
5
25
1:2
φ 12
φ 20
φ 12
5
25
5 25
2.加长幅面由基本幅面的短边成整数倍增加。如将A3 幅面加长2 倍；将A4 幅面加长2 倍。
A1
A0

《机械设计》教学PPT课件第九章轴

练习4
指出图中结构不合理的地方，并予以改正。
练习5
§9-3 轴的工作能力计算
轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法。常见的轴的强度计算有以下两种
一、按扭转强度计算
对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为
T
WT
9.55 10 6 0.2d 3n
P
[ ]
MPa
设计公式为
9.55106 P
三、轴的结构工艺性
1.轴端倒角C×45°(1C、2C等) 2.螺纹退刀槽——切制螺纹 3.砂轮越程槽——磨削 4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。圆角半径r也尽量一致。
1.轴端倒角C 2.螺纹退刀槽——切制螺纹
3.砂轮越程槽——磨削
4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。圆角半径r也尽量一致。
1.轴向固定 —— 轴肩定位
r轴<C孔
r轴<R孔
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力
应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位
r轴>C孔
固定滚动轴承的轴肩高度 ─-查轴承的安装尺寸
da
轴向固定
2-3
轴长应略短于轮毂宽度(保证零件固定)
套筒用于两个零件间距离较小时不宜用于高速旋转
轴向固定圆螺母
2. 按轴线形状分
直轴曲轴
光轴阶梯轴
空心轴: 有特殊要求时，如航空发动机的主轴。
实心轴
钢丝软轴：可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。
钢丝软轴
选用合适的材料结构设计
强度计算轴的结构形状和尺寸
一、碳钢
1.对应力集中敏感性低，强度、塑性和韧性均较好； 2.般经调质或正火热处理，如40、45； 3.不重要或承受载荷较小的轴，可用普通碳素钢，Q235等

机械设计课件(完整版本)

如图2-10所示，取D’点坐标为(0/2=383, 0/2=383)，A’
点坐标为(0, -1=460)。过C
点(s=920, 0)与横坐标成
m
C
135 作直线，与AD的延长
线相交于G’，则直线化的
极限应力图为A’D’G’。
§3-2 机械零件的疲劳强度计算
一、零件的极限应力线图
σa
由于材料试件是一种特殊 σ-1 A‟ D‟ G‟ 的结构，而实际零件的几何 σ -1e A D G 形状、尺寸大小、加工质量及强化因素等与材料试件有 45˚ 区别，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。 o σ0 /2 σS 设材料的对称循环弯曲疲劳极限为： σ-1 零件的对称循环弯曲疲劳极限为：σ-1e 1 定义弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ ： K
（1）一个；（2）两个；（3）三个；（4）四个。
来描述。
6、图示各应力随时间变化的图形分别表示什么类型的应力？它们的应力比分别是多少？

max t
0
max
t 0
a mi
n
m
a) max m t
b)

0 m=0 d) max a t
a 0 min= 0
c)
解：a）静应力r=1；b）非对称（或稳定）循环变应力 0< r <+1； c）脉动循环r = 0；d）对称循环r=－1。
2
变应力的循环特性: -1 ----对称循环变应力 0 ----脉动循环变应力 r min = max +1 ----静应力
σ σmax o 循环变应力 T σa
静应力是变应力的特例
σ =常数 o t σmax to r =0 σa

机械设计基础教案ppt课件

一、平面机构自由度的计算
移动副:约束了沿y轴方向的移动和在xOy平面内的转动, 只保留沿x轴方向的移动；
转动副:约束了x、 y两个方向的移动, 只保留一个转动；
高副:只约束了沿接触处公法线n-n方向的移动。
单个自由构件的自由度为 3
低副引入两个约束！
高副引入一个约束！
活动构件数构件总自由度低副约束数
(1) 转动副连接两构件运动轨迹重合AB、CD、EF平行且相
等 (2)两构件组成多个转动副、且各转动副轴线重合 (3)两构件组成多个移动副、且各转动副导路平行或者重合 (4)两构件组成多个平面高副、且各高副接触点处公法线重合 (5)对机构运动不起作用的对称部分如：行星轮
B2
E
1
5
A
F4
（a）
CB
学习难点
复合铰链、局部自由度和虚约束的识别和处理
• 作业： 2-6（a), (c), (d), (f)
•
2-8
• 思考：2-10
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n
3×n
2 × PL
计算公式： F=3n－(2PL +Ph )
要求：记住上述公式，并能熟练应用。
高副约束数 1 × Ph
F3n2P LP H
n 式中，为活动构件个数; PL 为低副个数; PH 为高副个数。
n = 3 Pl= 4 F = 3×3–2×4 = 1
n=4
Pl = 5
F = 3×4–2×5 = 2
F=3×4-2×4-2=2
例2-7 图示2-28组合机构中的轴线yy//xx；且齿轮2及凸轮4固定在同一轴线上，计算其机构的自由度。

机械设计课件ppt

机械设计的重要性
机械设计对于工业制造、工程应用、科研开发等领域具有重要意义，是实现产品创新、提高产品质量和降低成本的关键环节。
机械设计不仅决定了机器或设备的性能、可靠性和寿命，还直接影响到生产成本和市场竞争。
机械设计的基本步骤
初步设计
制定设计方案，进行必要的技术和经方案的有效性和可靠性。
结构设计
根据详细设计，进行机器的结构设计。
需求分析
根据实际需求，分析机器的功能和性能要求。
详细设计
根据总体方案，对每个零件进行详细设计。
性能测试
对机器进行性能测试，验证其是否满足设计要求。
机械系统的优化设计
优化目标
机械系统的优化设计旨在寻找最优的设计方案，以满足机器的功能和性能要求。
05 材料选择与处理
材料的基本性能
力学性能
包括强度、硬度、韧性、塑性等，影响机械零件的承载能力和使用寿命。
物理性能
如密度、导热性、导电性等，影响机械零件的重量、热量传导和电磁性能。
化学性能
如耐腐蚀性、抗氧化性等，影响机械零件的稳定性和寿命。
材料的选用原则
满足使用要求
根据机械零件的工作环境和性能要求，选择具有相应特性的材料。
考虑加工工艺
不同的材料具有不同的加工特性，应结合制造工艺选择合适的材料。
降低成本
在满足使用要求的前提下，选用价格低廉、资源丰富的材料。
材料处理技术
热处理
通过加热和冷却等工艺，改变材料内部的组织结构，以达到改善材料性能的目的。
表面处理
通过涂层、镀层、氧化等工艺，改变材料表面的性质，以提高其耐磨性、耐腐蚀性和美观度。
式可以延长轴承的使用寿命。

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机械设计项目设计
——多自由度吊车
小组成员：
周引、罗涛、何文毅、金泊行、刘欣核
产品创新点与应用：
（1）多自由度，节省空间。吊车利用支架不动，吊车车身旋转实现多方位工作，节省了工作地的空间。
（2）具有自动控制的操作功能。本产品利用了机电一体化技术中的工业机器人技术，实现了智能化。
（3）结构简单，功能多。小车利用简单的机械机构如齿轮、蜗轮蜗杆等，实现不同方位和种类的运动。
产品设计背景
近年来，随着我国工业化、城市化进程的不断加快，高层建筑快速发展，工人为操控的机械来解决工程问题呈现加速上升态势。大型重物的起重已经成为工人高度关注的工程问题。
产品原理及思路：
多自由度吊车通过对多种机械机构以及机电一体化技术的综合运用，实现了其自动控制的控制功能与操作功能。它的动力源有四个电机组成，分别作用于前轮（转向轮）、后轮、吊车的车身和起重臂上。前轮和后轮的行程由时间控制，而吊车的旋转和起重臂的升降分别由四个限位开关（又称行程开关）控制。核心部件是起重臂，它的工作原理如下：电机输出转矩，通过蜗轮蜗杆机构传递到减速箱，然后通过减速箱中齿轮系进行减速并输出转矩，最后又通过一级齿轮传递来控制起重臂的升降。
主要机构介绍
1、齿轮传动 2、蜗轮蜗杆