机械设计基础讲义_1489505538
机械设计基础ppt课件完整版
借助大数据、人工智能等技术，实现机械设 计的数字化和智能化。
个性化与定制化
满足用户个性化需求，提供定制化的机械设 计服务。
跨界融合与创新
鼓励不同领域的跨界合作，创造全新的机械 设计理念和方法。
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绿色与可持续发展
倡导环保、节能的设计理念，推动机械设计 的绿色化和可持续发展。
等。
创新性原则
设计应鼓励创新思维，探索新 的技术、新的材料和新的工艺
。
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机械设计的发展历程与趋势
数字化设计
利用计算机技术和数字化工具 进行高效、精确的设计。
绿色设计
注重环保、节能、可持续发展 等方面的设计。
发展历程
从手工设计到计算机辅助设计 （CAD），再到现在的数字化 、智能化设计。
好的设计能降低成本，提高生产效率，增加产品竞争力。
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5
机械设计的基本原则
01
02
03
04
功能需求原则
设计应满足机器或设备的预定 功能需求。
可靠性原则
设计应确保机器或设备的可靠 性，即在规定条件下和规定时 间内完成规定功能的能力。
经济性原则
设计应追求最佳的经济效益， 包括降低成本、提高生产效率
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液压与气压传动系统的维护与保养
机械设计基础全套课件完整版ppt教程
组成单缸四冲程内燃机各机构的作用
名 称
组 成
作 用
曲柄滑块机构
活塞、连杆、曲轴和气缸体
将活塞的往复移动转换为曲柄的连续转动
齿轮机构
小齿轮、大齿轮和机架
将曲轴连续的转动传递给凸轮轴
凸轮机构
凸轮轴、推杆和机架
将凸轮轴的连续转动转变为推杆的直线往复运动，保证进、排气阀有规律的启闭
构件 组成机构的具有相对运动的单元体，是组成机构的最小运动单元。 零件 机械制造中不可拆的最小制造单元体。 根本区别 构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。
曲轴（单一零件）
连杆（多个零件的刚性组合）
夯实理论
零件按作用分类 通用零件 在各种机器中经常使用的零件。 专用零件 在一些特定类型的机器中使用的零件。
任务分析
（1）掌握机器和机构的特征。 （2）掌握构件和零件、通用零件和专用零件等概念。
任务目标
夯实理论
机器的特征
（1）它们都是人为实体（构件）的组合； （2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动； （3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。
B
4
3
2
A
D
C
计算实例
n = 3, PL = 4, PH = 0
F = 3n - 2PL- PH =3×3 – 2×4 – 0 = 1
机械设计基础全套课程教学课件
计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件 工作能力计算依据的基本原则
1、强度准则 零件在载荷作用下抵抗破坏的能力
lim
(
lim
)
B S
( (
B S
) )
脆性材料 塑性材料
Y (Y ) 疲劳极限
2、刚度准则
零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力
： 平面机构 各构件的相对运动平面互相平行 （常用的机构大多数为平面机构）。
： 空间机构 至少有两个构件能在三维空间中相对运动。
§1-1 机构结构分析的目的
1、探讨机构具有确定运动的条件 2、机构的分类 3、画机构的运动简图
§1-2 机构的组成
机构是由构件组成的。
一、运动副：
构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的 相对运动）
两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单 的机器只有一个机构。
机械的组成：
1.原动机：机械动力的来源 2.工作机：能完成机械预期的动作 3.传动部分：把原动机的运动和功率传递给工作机的中间环节 4.自动控制部分
2、概念
构件：运动单元体 零件：制造单元体
构件可由一个或几个零件组成。
机架：机构中相对不动的构件
原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。
→输入构件
(完整版)机械设计基础教材课件
动力机器：实现能量转换，如内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。
加工机器：完成有用的机械功或搬运物品，如机床、织布机、汽车、飞机、起重
机、输送机等。
信息机器：完成信息的传递和变换，如复印机、打印机、绘图机、传真机、照相
机等。
绪论
虽然机器的种类繁多，构造、用途和功能也各不相同。 但具有相同的基本特征： （1）人为的实物（构件）组合体。 （2）各个运动实物之间具有确定的相对运动。 （3）代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量的转换。
图1-4 （a）凸轮高副
图1-4 （b）齿轮高副
平面机构中高副引入一个约束，保留两个自由 度。
机械设计基础
1.1.3 运动链与机构
• 运动链：两个以上的构件以运动副连接而构 成的系统。
• 如图1-5所示，若运动链中各构件首尾相连， 则称之为闭式运动链，否则称为开式运动链。
图1-5（a）闭式运动链
绪论
0.2.2 本课程的研究对象 本课程的研究对象为机械中的常用机构及一般工作条件
下和常用参数范围内的通用零部件，研究其工作原理、结 构特点、运动和动力性能、基本设计理论、计算方法以及 一些零部件的选用和维护。
0.3 本课程的基本要求和学习方法 0.3.1 本课程的基本要求
本课程的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本 理论和基本知识，初步具有分析、设计能力，并获得必要 的基本技能训练，同时培养学生正确的设计思想和严谨的 工作作风。通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要 求：
机械设计基础课程全套教案讲义
机械设计基础课程全套教案讲义机械设计基础课程全套教案完整版讲义
课程简介
本课程旨在介绍机械设计的基本原理和方法，帮助学生掌握机械设计的基础知识和技能。
课程目标
- 理解机械设计的基本概念和原理
- 学会使用机械设计软件进行设计和分析
- 培养独立思考和解决问题的能力
- 提高机械设计的创新能力
授课大纲
1. 机械设计基础概述
- 机械设计的定义和分类
- 机械设计的基本要素和原理
2. 机械元件设计
- 常用机械元件的设计原理和方法
- 机械元件的选型和匹配
3. 机构设计
- 机构设计的基本原理和方法
- 常见机构的设计和分析
4. 机械传动设计
- 常用机械传动方式及其设计原理
- 机械传动系统的设计和优化
5. 机械设计软件应用
- 常用机械设计软件的介绍和使用
- 机械设计软件在实际工程中的应用案例
授课方法
- 理论授课：通过讲解和示范，介绍机械设计的基本概念和原理
- 实践操作：使用机械设计软件进行设计和分析，提高实际应用能力
- 案例分析：通过真实案例分析，帮助学生理解和应用机械设
计的知识
考核方式
- 平时表现：参与课堂讨论和实践操作
- 作业和实验：完成作业和实验项目
- 学期项目：独立完成一个机械设计项目并撰写报告
参考资料
- 《机械设计基础》- 赵光华
- 机械设计课程教案
- 机械设计软件使用手册
以上是《机械设计基础课程全套教案完整版讲义》的内容概述，希望通过本课程的学习，每位学生能够掌握机械设计的基础知识和
技能，为将来的机械设计工作打下坚实的基础。
机械设计基础讲稿
绪论
0.1 机器的组成及特征
在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。
1. 机器：是人为的实物组合，它能完成一定的运动，用来实现能量转换，或者做各种有用的机械功。
例如：单缸内燃机（其基本结构如下图），它的作用是将热能转变成机械能。
颚式破碎机（其基本结构如下图），它用于压碎物料。
2. 机构：也是人为的实物组合，但它仅能传递或转换运动。
例如：齿轮机构—传递运动。
凸轮机构—转换运动（由回转运动转换为直线运动）。
注：人们常说的机械是机器和机构的总称。
3. 构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。
例如：曲轴——单一零件。
连杆——多个零件的刚性组合体。
注：构件是机械中运动的单元体。
4. 零件：是组成机器的最基本的单元。
零件通常分为两类：
(1) 通用零件：
例如：齿轮、链轮、带轮、蜗杆、轴、螺栓、键、花键、销、弹簧、机架、箱体等。(2) 专用零件：
例如：叶片、曲轴、枪栓等。
注：零件是机械中制造的单元体，而且是不可能再拆分的。
另外，所谓的部件：是指若干个零件的装配体。
0.2 本课程的内容、性质和任务
1. 内容
阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。
阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。
介绍机械系统的设计思路和设计方法。
2. 性质
本课程是一门技术基础课。旨在培养工程技术人员从事机械设计所需的基本知识、理论和技能，使之具备分析、设计、运行和维护机械设备和机械零件的能力，为今后解决生产实际问题及学习有关新的科学技术打下基础。
本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量、算法语言等课程的知识，去解决常用机构和通用零部件的设计问题。涉及的知识面广，实践性强，侧重于工程实际。
机械设计基础班讲义(学生版)
（2） 判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于许用安全系数。S S ，S S 3.两种强度的失效形式： 在静应力时工作的零件，其强度失效将是塑性变形或断裂。 在变应力时工作的零件，其强度失效将是疲劳断裂。 4.提高机械零件强度的措施 从结构方面 （1）.合理布置零件,减少所受载荷 （2）.降低应力集中,均匀载荷分布 （3）.采用等强度结构 （4）.选用合理截面（如工字形） （5）.减少应力集中 从制造工艺方面 采用表面强化工艺（1）属于机械方法的：如喷丸处理及碾压等； （2）属于热处理方法 的，如渗氮、渗碳、表表面淬火等。 5.机械零件的表面强度根据接触状态和工作条件不同分为表面磨损强度、表面挤压强度 、表面接触强度 6.点蚀 当零件在循环接触条件下工作时， 接触应力是随时间变化的， 接触表面的失效属于疲劳 破坏，称为表面疲劳磨损。 表面疲劳磨损的过程： 由于接触应力的循环作用，使表面下约 15um~25um 处的最大切应力所引起的剪切塑性 变形发生循环变化，产生初始疲劳裂纹，并沿最大切应力方向扩展到表面，最后以贝壳状得 小片剥落，在零件表面上形成小坑，引起表面材料损失，所以称为表面疲劳磨损，也称疲劳 点蚀，简称点蚀。 7.提高表面接触强度的主要措施
李柱国、许敏 王华坤、范元勋 陆萍 黄华梁 陈秀宁 陈哓南 陈国定 钟毅芳、吴昌林、唐增宝 吴宗泽 孙志礼 邱宣怀 李建功 陈铁鸣 安琦
机械设计基础全部教案讲义
机械设计基础全部教案讲义机械设计基础全部教案完整版讲义
1. 概述
此教案旨在帮助学生全面了解机械设计的基础知识和技能，为他们今后在机械设计领域的研究和工作打下坚实的基础。教案内容涵盖了机械设计的重要概念、原理和方法。
2. 教学目标
- 掌握机械设计的基本概念和术语
- 理解机械设计的基本原理和设计流程
- 学会使用计算机辅助设计软件进行机械设计
- 培养解决机械设计问题的能力和创造力
3. 教学内容
3.1 机械设计基础概念
- 机械设计的定义和范畴
- 机械设计的重要性和应用领域
- 机械设计的基本要素和特点
3.2 机械设计原理
- 机械力学的基本原理
- 材料力学在机械设计中的应用
- 运动学和动力学在机械设计中的应用
3.3 机械设计方法
- 机械设计的基本步骤和流程
- 机械设计所需的基本工具和软件
- 机械设计中的常用技术和方法
3.4 计算机辅助设计
- 计算机辅助设计的基本原理和技术
- 常用机械设计软件的介绍和应用
- 使用计算机辅助设计软件进行机械设计的实践
4. 教学方法
- 理论讲授：通过讲解机械设计的基本概念、原理和方法，帮助学生建立起全面的机械设计知识体系。
- 实践操作：安排学生进行一些机械设计的实践和练，提升他们的实际操作能力。
- 案例分析：通过分析实际机械设计案例，引导学生掌握解决问题的方法和技巧。
5. 教学评估
- 平时表现：根据学生的课堂参与情况、作业完成情况和实践操作表现进行评估。
- 考试评测：安排机械设计的理论考试和实际操作考试，评估学生对机械设计知识和技能的掌握程度。
6. 教学资源
- 课本：推荐教材《机械设计基础》
机械设计基础第五版讲义
凸轮机构的优点:
只需设计适当的凸轮轮廓 结构简单、紧凑，设计方便
凸轮机构的缺点:
高副机构，易磨损
3-1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构的分类
按照凸轮的形状：
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
按照从动件的型式：
尖顶从动件 平底从动件
滚子从动件
3-2 从动件的常用运动规律
一、凸轮机构设计的基本任务
e ds/d φ
显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。
3-4 图解法设计凸轮轮廓
一、凸轮廓线设计方法的基本原理
反转原理：
给整个凸轮机构施以-ω时， 不影响各构件之间的相对运动， 此时，凸轮将静止，而从动件 尖顶复合运动的轨迹即凸轮的
轮廓曲线。
-ω 1
3’
2’
2
1’
ω
1 2
O
3
3
➢ 依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓
2、滚③子确直定动反从转动后件，从盘动形件凸尖轮顶轮在廓各等的份绘点制的位置;
④ 将各尖顶点连接成一条光滑曲线。
⑤ 作各位置滚子圆的内(外)包络线
3-4 图解法设计凸轮轮廓 滚子半径的确定
ρa －工作轮廓的曲率半径；rT－滚子半径； ρ －理论轮廓的曲率半径。
rT 内凹
外凸
国家精品课程课件 机械设计基础 完整版(641页)
运动副 名称
常用运动副的符号 运动副符号
两运动构件构成的运动副 两构件之一为固定时的运动副
③用来传递力或实现运动的转换。
机构的分类：通用机构和专用机构。
通用机构——用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等。 专用机构——只能用于特定场合，如钟表的擒纵机构。 机器与机构的关系：
任意复杂的机器都是由若干组机构按一定规律组 合而成的。 由机器与机构的共有特征可知： 机器与机构在结构和运动方面并无区别（仅作用不 同） ，故统称为机械。
§2－1 运动副及其分类 §2－2 平面机构运动简图 §2－3 平面机构的自由度
§2－1 运动副及其分类
名词术语解释: 1.构件 ——独立的运动单元
零件 ——独立的制造单元
套筒
内燃机 连杆 螺栓
连杆体
垫圈 螺母
轴瓦
连杆盖
2.运动副 定义：运动副——两个构件直接接触组成的仍能产 生某些相对运动的联接。
工作部分——完成预定的动作，位于传动路线的终点。
传动部分——联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。
原动机
传动
工作
控制
分析自动洗衣机的组成：
控制器(控制)
波轮(工作) 电动机(原动)
带(传动)
减速器(传动)
机构的共有特征： ①人造的实物组合体；
机械设计基础-(第五版)讲义14[33P][900KB]
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轴
§14-1 轴的功用和类型
§14-2 轴的材料
§14-3 轴的结构设计
§14-4 轴的强度计算
§14-5 轴的刚度计算
§14-6 轴的临界转速的概念
14-1 轴的功用和类型
一、轴的功用
用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮
二、轴的分类
按承受载荷分 类 型 按轴的形状分 转轴---传递扭矩又承受弯矩 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 挠性钢丝轴
4) 轴的结构形状和尺寸确定
必须先进行结构设计，然后才能进行工作能力的核算。
14-2 轴的材料
一、轴的失效：多为疲劳损坏 二、轴的材料要求：足够的疲劳强度、
对应力集中的敏感性小、以及良好的加工性能等。
碳素钢：35、45、50钢（优质碳素钢： 一般正火）； Q235、Q275（普通碳素钢：不重要或者受力较小） 合金钢：40CrNi、38CrMoAlA；20Cr、20CrMnTi；
倒角
①
②
③
④
⑤⑥ ⑦
14-3 轴的结构设计
二、轴上零件的定位
轴肩----阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。 零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。 套筒
轴肩
14-3 轴的结构设计
三、轴上零件的固定 轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。
考研专业课《机械设计基础讲义》
绪论
机器的共同特征
第一章平面机构的自由度和速度分析
一、基础知识点
1.运动副：直接接触相对运动
2.低副：面接触
3.高副：点或线接触
4.运动副的表示方法图1-5、1-6
5.构件分类机架有且只能有一个，原动件和从动件可以有多个
虚约束、分类及其优点
6.复合铰链
7.局部自由度：不影响整个机构的运动，但滚子可以使高副接触处的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少磨损。
求自由度原则：焊死再求解
8.瞬心：该两刚体上瞬时相对速度为零的重合点，也即瞬时速度相同的重合点
二、计算
F=3n-2P L-P H
1.
2.审题清楚
●根据三角形的稳定性，焊与不焊都是一个构件
●看清焊点
3.习题2图6、9、10
真题：五1（97）、六1（98）、五1（99）、四1（01）、三1（02）、五1（05）
第二章平面连杆机构
一、基础知识点
1.平面连杆机构：低副
2.铰链四杆机构：回转副
3.三种类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构
4.存在曲柄的必要条件：
5.死点位置
解除方法：施加外力和惯性作用
特点：对传动虽然不利，但对某些夹紧装置却可以用于防松
6.极位夹角、行程速比系数、急回特性、压力角、传动角
二、作图
1、急回特性方面
曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构（e不等于0）
2、压力角和传动角
曲柄摇杆机构：曲柄和机架共线时出现最小传动角
曲柄滑块机构：曲柄垂直与机架时出现最小传动角
扩展：2-23摆动导杆机构的传动角
三、计算
习题2
真题：七（98）
第三章凸轮机构
一、基础知识点
1、基圆、推程运动角、远休止角、回程运动角、远休止角
2、常用运动规律
等速运动：从动件运动开始时，速度由零突变，加速度为正无穷大，运动终止时，速度突变为零，加速度为负无穷大，其惯性力将引起刚性冲击。这种运动规律不宜单独使用，在运动开始和终止段应当用其他运动规律过渡。主要应用于低速。