国家精品课程课件 机械设计基础 完整版
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机械设计基础ppt课件【完整版】
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国家课程课件机械设计基础
学习效果评估
掌握机械设计的基本原理和方法 提高解决问题的能力和创新能力 增强团队协作和沟通能力 培养严谨的工作态度和良好的职业素养
学习反馈与改进
反馈方式：问卷调 查、在线讨论、面 对面交流等
反馈内容：课程内 容、教学方法、学 习效果等
改进措施：根据反 馈结果调整课程内 容、教学方法等
持续改进：定期收 集反馈，持续改进 课程内容和教学方 法
机添加械副设标计题 基础课件 大纲
汇报人：PPT
目录
PART One
添加目录标题
PART Two
课件简介
PART Three
机械设计基础内容
PART Four
课件结构
PART Five
教学资源
PART Six
使用说明
单击添加章节标题
课件简介
课件背景
机械设计基础是机械工程专业的重要课程 课程内容涵盖机械设计原理、方法和技术 旨在培养学生具备机械设计的基本知识和技能 课件旨在帮助学生更好地理解和掌握机械设计基础内容
机械设计基础理论
机械设计基础 理论包括：力 学、材料科学、 工程制图、机 械原理、机械
设计等
力学是机械设 计的基础，包 括静力学、动 力学、材料力
学等
材料科学是机 械设计的重要 组成部分，包 括金属材料、 非金属材料、
复合材料等
工程制图是机 械设计的重要 工具，包括二 维制图、三维
建模等
机械原理是机 械设计的核心， 包括机构学、 机械传动、机
学习评价资源
评价标准：包括理 论知识、实践操作、 创新能力等
评价方式：笔试、 实验、项目设计、 答辩等
评价工具：试卷、 实验报告、项目报 告、答辩记录等
机械设计基础全套ppt课件
• 新型设计：应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计 过去没有过的新型机械。
• 继承设计：根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提 高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
• 变型设计：为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出 不同于标准型的变型产品。
机械设计原则与方法
机械设计原则与方法
可靠性准则
可靠性是指产品在规定的使用条件下， 在预期的使用寿命内，完成规定功能 的能力。可靠性不仅与产品有关，还 与产品的使用有关。
安全性准则
安全性指产品在流通和使用过程中，有 关危害人身安全与健康的风险大小。
机械设计原则与方法
理论设计
依靠现有的科学理论和试验数据 所进行的设计。它是一种定量设 计，凡属重要和大型的结构均应
分析可靠性设计在实际应用中面临的困难，如数据获取、模型验证等，并探讨未来发展趋势， 如基于大数据和人工智能的可靠性设计等。
THANKS.
机械设计基础全套ppt 课件
目录
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 传动系统设计 • 轴系零部件设计 • 连接与紧固件设计 • 液压与气压传动系统设计 • 现代设计方法在机械设计中的应用
机械设计概述
01
机械设计定义与分类
• 机械设计的定义：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。
热处理
提高材料力学性能和使用 寿命，如淬火、回火、渗 碳等。
零件结构设计及优化
结构设计原则
01
满足功能要求，力求简单、紧凑、合理。
优化设计方法
• 继承设计：根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提 高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
• 变型设计：为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出 不同于标准型的变型产品。
机械设计原则与方法
机械设计原则与方法
可靠性准则
可靠性是指产品在规定的使用条件下， 在预期的使用寿命内，完成规定功能 的能力。可靠性不仅与产品有关，还 与产品的使用有关。
安全性准则
安全性指产品在流通和使用过程中，有 关危害人身安全与健康的风险大小。
机械设计原则与方法
理论设计
依靠现有的科学理论和试验数据 所进行的设计。它是一种定量设 计，凡属重要和大型的结构均应
分析可靠性设计在实际应用中面临的困难，如数据获取、模型验证等，并探讨未来发展趋势， 如基于大数据和人工智能的可靠性设计等。
THANKS.
机械设计基础全套ppt 课件
目录
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 传动系统设计 • 轴系零部件设计 • 连接与紧固件设计 • 液压与气压传动系统设计 • 现代设计方法在机械设计中的应用
机械设计概述
01
机械设计定义与分类
• 机械设计的定义：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。
热处理
提高材料力学性能和使用 寿命，如淬火、回火、渗 碳等。
零件结构设计及优化
结构设计原则
01
满足功能要求，力求简单、紧凑、合理。
优化设计方法
机械设计基础PPT完整全套教学课件
可靠性设计的方法和措施
介绍可靠性设计的方法和措施，如故障模式与影响分析、故障树分析、可靠性分配与预 计等。
可靠性设计在机械设计中的应用案例
通过具体案例介绍可靠性设计在机械设计中的应用，如航空发动机设计、汽车制动系统 设计等。
05
材料力学在机械设计中的应用
材料力学基本概念及原理回顾
02
01
03
材料力学的定义和研究对象
THANK YOU
感谢聆听
机械设计基础PPT完整全套教 学课件
目
CONTENCT
录
• 机械设计概述 • 机械零件与传动系统 • 机械制造工艺与装备 • 机械设计方法学 • 材料力学在机械设计中的应用 • 现代机械设计技术发展趋势
01
机械设计概述
机械设计定义与目的
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，是根据使用要求对专用机械 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。
人工智能在机械设计领域应用前景
人工智能概述
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方 法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能在机械设计中的应用
通过机器学习、深度学习等技术，实现智能设计、智能优化等功能， 提高设计质量和效率。
人工智能与机械设计的未来发展
随着技术的不断进步，人工智能将在机械设计领域发挥越来越重要 的作用，实现更加智能化、自动化的设计过程。
包括原动机、传动装置和工作机三 部分。
100%
工作原理
通过传动装置将原动机的动力和运 动传递给工作机，使其完成预定的 工作。
介绍可靠性设计的方法和措施，如故障模式与影响分析、故障树分析、可靠性分配与预 计等。
可靠性设计在机械设计中的应用案例
通过具体案例介绍可靠性设计在机械设计中的应用，如航空发动机设计、汽车制动系统 设计等。
05
材料力学在机械设计中的应用
材料力学基本概念及原理回顾
02
01
03
材料力学的定义和研究对象
THANK YOU
感谢聆听
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目
CONTENCT
录
• 机械设计概述 • 机械零件与传动系统 • 机械制造工艺与装备 • 机械设计方法学 • 材料力学在机械设计中的应用 • 现代机械设计技术发展趋势
01
机械设计概述
机械设计定义与目的
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，是根据使用要求对专用机械 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。
人工智能在机械设计领域应用前景
人工智能概述
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方 法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能在机械设计中的应用
通过机器学习、深度学习等技术，实现智能设计、智能优化等功能， 提高设计质量和效率。
人工智能与机械设计的未来发展
随着技术的不断进步，人工智能将在机械设计领域发挥越来越重要 的作用，实现更加智能化、自动化的设计过程。
包括原动机、传动装置和工作机三 部分。
100%
工作原理
通过传动装置将原动机的动力和运 动传递给工作机，使其完成预定的 工作。
机械设计基础PPT课件
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蜗杆传动
优点是具有自锁性、传动比大、结 构紧凑等；缺点是效率较低、发热 量大、需良好的润滑和冷却等。
链传动
优点包括适用于远距离传动、能在 恶劣环境下工作等；缺点主要有瞬 时传动比不准确、易磨损等。
齿轮传动设计计算与校核方法
设计计算
包括确定传动比、选择齿轮材料、计 算齿轮主要参数和尺寸、进行强度校 核等步骤。
根据实际需求选择合适的机构类型，并确 定构件数目。
根据实际尺寸选择合适的比例尺进行绘制 。
绘制构件及运动副
检查并修正简图
按照约束类型和相对位置关系绘制构件和 运动副。
检查简图是否符合实际情况，并进行必要的 修正。
常见机构运动简图实例分析
平面连杆机构
包括曲柄摇杆机构、双 曲柄机构、双摇杆机构
等。
凸轮机构
花键连接优点
承载能力高、定心精度高、导向性好；缺点 ：加工成本高、对设备要求高。
销连接和铆接应用场景分析
销连接应用场景
主要用于定位、传递扭矩或作为安全装置中 的过载剪断元件，适用于轻载或无载的连接 。
铆接应用场景
适用于金属构件的永久连接，如桥梁、建筑 、船舶等重载或承受冲击振动的场合。
弹簧在连接中作用及设计要点
螺纹连接类型
包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接等，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
防松措施
采用摩擦防松、机械防松和永久防松等方法，防止螺纹连接在振动或冲击载荷下自行松脱。
键连接和花键连接优缺点比较
键连接优点
结构简单、装拆方便、对中性好；缺点：承 载能力较低、易磨损、对轴和键槽的削弱较 大。
机械设计基础全套课程教学课件
高副：点、线接触
机械设计基础Ⅰ （机械原理）
一、研究对象
绪论
1、机械： 机器和机构的总称
机器（三个特征）：
①人为的实物组合（不是天然形成的）；
②各运动单元具有确定的相对运动；
③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及 能量的转换。
机构：有①②两特征。
机器和机构最明显的区别是： 机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。
Rt ：可靠度——表示零件在规定的条件下和规定的时间
内完成规定功能的概率
N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf 个失效，剩下Nt个仍继续工作，则
Rt
Nt N
NNf N
1 N f N
不可靠度（失效概率）：
Ft
Nf N
1 Rt
,
Rt Ft 1
n个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2 、 …Rn， 则系统的可靠度为Rf=R1R2…Rn
b) 铜合金——黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。
3、非金属材料 塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作 为普通机械零件、绝缘体 陶瓷——电热性好，硬度高 橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元 件、减震元件
4、复合材料
二、机械零件材料选用的原则
二、机械设计的一般程序 1、机器设计的一般程序
市场调 研
可行性 研究
设 计 任 务 书
原理 方案 设计
技术 设计
试制 试验
定
装配图、 样
出
零件图、 机
最
技术文
评
佳
件
价
方
改
案
进
机械设计基础Ⅰ （机械原理）
一、研究对象
绪论
1、机械： 机器和机构的总称
机器（三个特征）：
①人为的实物组合（不是天然形成的）；
②各运动单元具有确定的相对运动；
③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及 能量的转换。
机构：有①②两特征。
机器和机构最明显的区别是： 机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。
Rt ：可靠度——表示零件在规定的条件下和规定的时间
内完成规定功能的概率
N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf 个失效，剩下Nt个仍继续工作，则
Rt
Nt N
NNf N
1 N f N
不可靠度（失效概率）：
Ft
Nf N
1 Rt
,
Rt Ft 1
n个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2 、 …Rn， 则系统的可靠度为Rf=R1R2…Rn
b) 铜合金——黄铜：Cu与Zn合金 青铜：Cu与Sn的合金 无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。
3、非金属材料 塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作 为普通机械零件、绝缘体 陶瓷——电热性好，硬度高 橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元 件、减震元件
4、复合材料
二、机械零件材料选用的原则
二、机械设计的一般程序 1、机器设计的一般程序
市场调 研
可行性 研究
设 计 任 务 书
原理 方案 设计
技术 设计
试制 试验
定
装配图、 样
出
零件图、 机
最
技术文
评
佳
件
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方
改
案
进
2024年机械设计基础课件(全套课件300p)
机械制造装备具有高精度、高效率、高自动化、高柔性等特点， 是实现机械制造工艺的重要保障。
机械制造工艺与装备的关系
工艺对装备的要求
不同的机械制造工艺对装备有不同的要求，如加工精度、生产效 率、自动化程度等。
装备对工艺的影响
先进的机械制造装备可以提高加工精度和生产效率，降低制造成本 ，提高产品质量和竞争力。
学习如何制定机械加工工艺规程，包 括工序的划分、基准的选择、加工余 量的确定等。
03
机械零件设计
连接零件设计
螺纹连接
介绍螺纹的形成、类型 和特点，以及螺纹连接
的预紧和防松方法。
键连接
阐述键连接的类型、特 点和应用，包括平键、 半圆键、楔键和切向键
等。
花键连接
讲解花键连接的工作原 理、类型和应用，以及 在轴和轮毂上的加工方
分类
机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。
机械设计的发展历程
01
02
03
古代机械设计
主要依赖于工匠的经验和 技艺，缺乏科学理论的支 持。
近代机械设计
随着工业革命的兴起，机 械设计开始引入力学、数 学等科学理论，实现了从 传统到现代的转型。
现代机械设计
以计算机辅助设计（CAD ）为代表，实现了设计过 程的数字化、自动化和智 能化。
机械设计基础课件(全套课件 300p)
• 机械设计概述 • 机械设计基础知识 • 机械零件设计 • 机械系统设计 • 机械制造工艺与装备 • 现代设计方法在机械设计中的应用
01
机械设计概述
机械设计的定义与分类
定义
机械设计是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。
机械制造工艺与装备的关系
工艺对装备的要求
不同的机械制造工艺对装备有不同的要求，如加工精度、生产效 率、自动化程度等。
装备对工艺的影响
先进的机械制造装备可以提高加工精度和生产效率，降低制造成本 ，提高产品质量和竞争力。
学习如何制定机械加工工艺规程，包 括工序的划分、基准的选择、加工余 量的确定等。
03
机械零件设计
连接零件设计
螺纹连接
介绍螺纹的形成、类型 和特点，以及螺纹连接
的预紧和防松方法。
键连接
阐述键连接的类型、特 点和应用，包括平键、 半圆键、楔键和切向键
等。
花键连接
讲解花键连接的工作原 理、类型和应用，以及 在轴和轮毂上的加工方
分类
机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。
机械设计的发展历程
01
02
03
古代机械设计
主要依赖于工匠的经验和 技艺，缺乏科学理论的支 持。
近代机械设计
随着工业革命的兴起，机 械设计开始引入力学、数 学等科学理论，实现了从 传统到现代的转型。
现代机械设计
以计算机辅助设计（CAD ）为代表，实现了设计过 程的数字化、自动化和智 能化。
机械设计基础课件(全套课件 300p)
• 机械设计概述 • 机械设计基础知识 • 机械零件设计 • 机械系统设计 • 机械制造工艺与装备 • 现代设计方法在机械设计中的应用
01
机械设计概述
机械设计的定义与分类
定义
机械设计是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。
机械设计基础PPT完整全套教学课件
的强度和刚度。
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是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。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
THANK YOU
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是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。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
THANK YOU
机械设计基础全套课件
机构的共有特征： ①人造的实物组合体；
②各部分有确定的相对运动；
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。
机械、机器、机构、构件、零件
机构是由一些相对独立运
动的单元体组成的，这些单 元体称为构件。
从制造观点来看，机构由 许多独立加工的单元体组成 ，这些单元体称为零件 。
机器的分类： 动力机器－实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）
种类有限
工作机器－完成有用功（如机床等） 种类繁多
信息机器－完成信息的传递与变换（如复印机、传真机等）
机器的组成：
原动部分－是工作机动力的来源，最常见的是电动机 和内燃机。
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。
械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
研究的内容主要有以下几个方面：
(1)机械设计基础知识
(2)常用机构及传动设计
(3)通用零件设计
(4)有关机械总体设计中的一些问题
(5)机械现代设计方法与手段的概念和特点
1.2.2 本课程的性质和任务 课程性质： 技术基础课 作用： 承前启后 本课程的主要任务是：
1.1.1 现代机械及其组成
现代机械主要由以下系统或部分组成： （1）驱动系统 （2）传动系统 （3）执行系统 （4）控制和信息处理系统
1.1.2 机器与机构
机器－能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功 或实现能量、物料、信息的传递与变换的装置。它是根 据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合 体。
活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的连续转动，该组合体称为：
②各部分有确定的相对运动；
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。
机械、机器、机构、构件、零件
机构是由一些相对独立运
动的单元体组成的，这些单 元体称为构件。
从制造观点来看，机构由 许多独立加工的单元体组成 ，这些单元体称为零件 。
机器的分类： 动力机器－实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机）
种类有限
工作机器－完成有用功（如机床等） 种类繁多
信息机器－完成信息的传递与变换（如复印机、传真机等）
机器的组成：
原动部分－是工作机动力的来源，最常见的是电动机 和内燃机。
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。
械，因此必须掌握机械方面的基础知识。
研究的内容主要有以下几个方面：
(1)机械设计基础知识
(2)常用机构及传动设计
(3)通用零件设计
(4)有关机械总体设计中的一些问题
(5)机械现代设计方法与手段的概念和特点
1.2.2 本课程的性质和任务 课程性质： 技术基础课 作用： 承前启后 本课程的主要任务是：
1.1.1 现代机械及其组成
现代机械主要由以下系统或部分组成： （1）驱动系统 （2）传动系统 （3）执行系统 （4）控制和信息处理系统
1.1.2 机器与机构
机器－能实现确定的机械运动，又能做有用的机械功 或实现能量、物料、信息的传递与变换的装置。它是根 据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合 体。
活塞的往复运动通过连杆转变为曲 轴的连续转动，该组合体称为：
《机械设计基础》课件
疲劳强度设计
针对交变应力作用下的零 件，进行疲劳强度设计和 寿命估算。
零件结构设计及优化
结构设计原则
01
在满足功能要求的前提下，力求结构简单、紧凑、轻量化和易
于制造。
优化设计方法
02
运用优化设计理论和方法，对零件结构进行改进和优化，提高
性能并降低成本。
可靠性设计
03
考虑零件在复杂环境中的可靠性问题，进行可靠性设计和评估
液压与气压传动的特点
传动平稳、调速方便、易于实现自动化、可远距离传输动 力等。
液压与气压元件类型及功能
液压泵和空气压缩机
将原动机的机械能转换为液体 的压力能或压缩空气的压力能
。
控制阀
用于控制液压或气压系统中的 压力、流量和方向，如压力控 制阀、流量控制阀和方向控制 阀等。
执行元件
将液压或气压能转换为机械能 ，如液压缸、液压马达和气缸 等。
由蜗杆和蜗轮组成，具有传动比大、结构 紧凑、自锁性好等特点，但效率相对较低 。
传动比分配与计算
1 2
传动比分配原则
根据各级传动的特点和要求，合理分配各级传动 比，使整个传动系统达到最佳性能。
传动比计算方法
通过齿轮齿数、链轮齿数、带轮直径等参数计算 各级传动的传动比，进而得出总传动比。
3
传动效率考虑
紧固件选择与强度计算
紧固件类型
包括螺栓、螺钉、螺母、垫圈等，根据使用场合和要求选择适当的 类型。
材料选择
紧固件材料应具有足够的强度和耐腐蚀性，常用的有碳钢、合金钢 、不锈钢等。
强度计算
根据紧固件所受载荷和应力情况，进行强度校核和计算，确保紧固件 安全可靠。
连接结构设计及优化
国家精品课程课件-机械设计基础(完整版8-15)
0.026
0.024 0.020
6.84˚
5.14˚
3.72˚
3.15˚ 2.58˚ 2˚ 1.78˚ 1.66˚
1.49˚
1.37˚ 1.15˚
0.18
0.13
0.09
0.07 0.055 0.045 0.04 0.035
0.03
10.2˚ 7.4˚ 5.14˚ 4˚ 3.15˚ 2.58˚ 2.29˚ 2˚ 1.72˚
* 蜗杆未经淬火时需将表中[σH]值降低20%。
24
§8-5 蜗轮蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
一、蜗轮蜗杆传动的效率 功率损耗：啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。
蜗杆主动时，总效率计算公式为：
η=（0.95~0.97）
tanγ tan(γ+ρ’
)
式中:
γ为蜗杆导程角;
ρ’称为当量摩擦角， ρ’=arctan f ’
m、d1应选取标准值确定。
21
表8－5 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m
d1
m
d1
m
1 18
(22.4)
1.2 20
2.5 28
4
(35.5)
1.6 22.4
45
20
28
(28)
5
3.15 35.5
(18)
(45)
22.4
56
2 (28) 35.5
4 (31.5) 6.3
d1
m
d1
40 6.3 (80)
5
(18) 2 22.4
(28) 35.5
(45) 56
4 (31.5) 6.3
d1
m
d1
0.024 0.020
6.84˚
5.14˚
3.72˚
3.15˚ 2.58˚ 2˚ 1.78˚ 1.66˚
1.49˚
1.37˚ 1.15˚
0.18
0.13
0.09
0.07 0.055 0.045 0.04 0.035
0.03
10.2˚ 7.4˚ 5.14˚ 4˚ 3.15˚ 2.58˚ 2.29˚ 2˚ 1.72˚
* 蜗杆未经淬火时需将表中[σH]值降低20%。
24
§8-5 蜗轮蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
一、蜗轮蜗杆传动的效率 功率损耗：啮合损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗。
蜗杆主动时，总效率计算公式为：
η=（0.95~0.97）
tanγ tan(γ+ρ’
)
式中:
γ为蜗杆导程角;
ρ’称为当量摩擦角， ρ’=arctan f ’
m、d1应选取标准值确定。
21
表8－5 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m
d1
m
d1
m
1 18
(22.4)
1.2 20
2.5 28
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1.6 22.4
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22.4
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2 (28) 35.5
4 (31.5) 6.3
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40 6.3 (80)
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(28) 35.5
(45) 56
4 (31.5) 6.3
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d1
2024版机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版
机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版目录•机械设计概述•机械零件设计基础•机构设计基础•连接与紧固设计•传动设计•轴系零部件设计•机械设计实践与应用01机械设计概述机械设计的定义与重要性定义机械设计是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。
重要性机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素。
功能需求原则可靠性原则经济性原则安全性原则机械设计的基本原则设计应满足机器或设备的预定功能要求。
设计应追求最佳的经济效益，包括降低成本、提高生产率和产品质量等。
设计应确保机器或设备的可靠性，使其在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能。
设计应确保机器或设备在使用过程中的安全性，防止对人员和环境造成危害。
机械设计的发展历程与趋势发展历程从传统的经验设计、类比设计到现代的优化设计、创新设计，机械设计经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。
发展趋势未来机械设计将更加注重创新、智能化、绿色化和人性化等方面的发展，同时还将涉及到更多的新材料、新工艺和新技术等领域。
02机械零件设计基础包括齿轮、带轮、链轮等，用于传递动力和扭矩。
传动零件包括轴、轴承、联轴器等，用于支撑和定位旋转部件。
轴系零件包括螺栓、键、销等，用于连接和固定各部件。
连接零件包括密封垫、密封圈等，用于防止泄漏和保持压力。
密封零件机械零件的分类与功能满足功能要求，保证可靠性，降低成本，便于制造和装配。
设计准则理论设计、经验设计、模型试验和有限元分析等。
设计方法运用数学优化方法，寻求最佳设计方案。
优化设计机械零件的设计准则与方法机械零件的材料选择与强度计算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。
强度计算根据零件的受力情况和材料的力学性能，进行强度校核和寿命估算。
机械设计基础全套课件
动量定理描述了力的时间累积效应，导致物体动量的变化；动量矩定理描述了力 对旋转运动的效应，即力矩对动量矩的影响。这两个定理在分析机械系统的动态 行为时非常重要。
刚体的平面运动和定轴转动
总结词
描述刚体在平面和旋转运动的运动学和动力学特性
详细描述
刚体的平面运动涉及到刚体在平面内的平移和旋转运动，需要考虑速度和加速度的分析。定轴转动是刚体绕固定 轴线的旋转运动，需要分析转动惯量、角速度和角加速度等参数。这些运动形式在机械系统中广泛存在，对于理 解机械系统的动态行为至关重要。
传动系统
将动力传递至执行机构，包括齿轮 、链条、带轮等。
控制系统
控制机械的运动，如控制器、传感 器等。
04
机械系统的设计流程
方案设计
根据需求分析，制定多个设计 方案，并评估其可行性。
仿真与优化
通过仿真分析验证设计的正确 性和性能，并进行优化。
需求分析
明确机械系统的功能和性能要 求。
详细设计
对选定方案进行详细设计，包 括零件尺寸、材料、工艺等。
弹簧的制造工艺
根据工作需求和弹簧形状，确定弹簧的参 数，如弹簧刚度、圈数、节距等。
根据弹簧的材料和形状，选择合适的制造 工艺，如热卷、冷卷、锻造等。
CHAPTER 03
机械系统设计
机械系统的基本组成
01
动力系统
为机械提供动力，包括发动机、电 动机等。
执行系统
执行机械动作，如连杆、凸轮等。
03
02
淬火
将金属加热到临界点以上，快速冷却以提高 硬度。
回火
将淬火后的金属加热到一定温度，以稳定组 织、消除内应力。
表面处理
通过化学或电化学方法改变金属表面的性质 ，以提高耐腐蚀性、耐磨性等。
刚体的平面运动和定轴转动
总结词
描述刚体在平面和旋转运动的运动学和动力学特性
详细描述
刚体的平面运动涉及到刚体在平面内的平移和旋转运动，需要考虑速度和加速度的分析。定轴转动是刚体绕固定 轴线的旋转运动，需要分析转动惯量、角速度和角加速度等参数。这些运动形式在机械系统中广泛存在，对于理 解机械系统的动态行为至关重要。
传动系统
将动力传递至执行机构，包括齿轮 、链条、带轮等。
控制系统
控制机械的运动，如控制器、传感 器等。
04
机械系统的设计流程
方案设计
根据需求分析，制定多个设计 方案，并评估其可行性。
仿真与优化
通过仿真分析验证设计的正确 性和性能，并进行优化。
需求分析
明确机械系统的功能和性能要 求。
详细设计
对选定方案进行详细设计，包 括零件尺寸、材料、工艺等。
弹簧的制造工艺
根据工作需求和弹簧形状，确定弹簧的参 数，如弹簧刚度、圈数、节距等。
根据弹簧的材料和形状，选择合适的制造 工艺，如热卷、冷卷、锻造等。
CHAPTER 03
机械系统设计
机械系统的基本组成
01
动力系统
为机械提供动力，包括发动机、电 动机等。
执行系统
执行机械动作，如连杆、凸轮等。
03
02
淬火
将金属加热到临界点以上，快速冷却以提高 硬度。
回火
将淬火后的金属加热到一定温度，以稳定组 织、消除内应力。
表面处理
通过化学或电化学方法改变金属表面的性质 ，以提高耐腐蚀性、耐磨性等。
国家精品课程课件 机械设计基础 完整版(641页)
a)两个构件、b) 直接接触、c) 有相对运动 三个条件，缺一不可
运动副元素——直接接触的部分（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
运动副的分类： 1)按相对运动范围分有：
平面运动副——平面运动 空间运动副——空间运动
例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。
平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构——至少含有一个空间运动副的机构。
机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
§2－2 平面机构运动简图
机构运动简图——用以说明机构中各构件之间的相对 运动关系的简单图形。
作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
机构示意图——不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。
常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84
第1章 绪 论
§1－1 本课程研究的对象和内容 §1－2 本课程在教学中的地位 §1－3 机械设计的基本要求和一般过程
§1－1 本课程研究的对象和内容
顾名思义，本课程研究对象为：机械 机械——人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物
的组合体。 任何机械都经历了：简单复杂的发展过程。 起重机的发展历程：
2)按运动副元素分有： ①高副——点、线接触，应力高。
例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
②低副——面接触，应力低 例如：转动副（回转副）、移动副 。
3. 运动链
运动链——两个以上的构件通过运动副的联接而 构成的系统。闭式链、开式链
4. 机构
定义：具有确定运动的运动链称为机构 。
机架——作为参考系的构件，如机床床身、车 辆底盘、飞机机身。 原（主）动件——按给定运动规律运动的构件。 从动件——其余可动构件。 机构的组成：
运动副元素——直接接触的部分（点、线、面） 例如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。
运动副的分类： 1)按相对运动范围分有：
平面运动副——平面运动 空间运动副——空间运动
例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。
平面机构——全部由平面运动副组成的机构。 空间机构——至少含有一个空间运动副的机构。
机构＝机架＋原动件＋从动件
1个
1个或几个
若干
§2－2 平面机构运动简图
机构运动简图——用以说明机构中各构件之间的相对 运动关系的简单图形。
作用： 1.表示机构的结构和运动情况。 2.作为运动分析和动力分析的依据。
机构示意图——不按比例绘制的简图 现摘录了部分GB4460－84机构示意图如下表。
常见运动副符号的表示: 国标GB4460－84
第1章 绪 论
§1－1 本课程研究的对象和内容 §1－2 本课程在教学中的地位 §1－3 机械设计的基本要求和一般过程
§1－1 本课程研究的对象和内容
顾名思义，本课程研究对象为：机械 机械——人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物
的组合体。 任何机械都经历了：简单复杂的发展过程。 起重机的发展历程：
2)按运动副元素分有： ①高副——点、线接触，应力高。
例如：滚动副、凸轮副、齿轮副等。
②低副——面接触，应力低 例如：转动副（回转副）、移动副 。
3. 运动链
运动链——两个以上的构件通过运动副的联接而 构成的系统。闭式链、开式链
4. 机构
定义：具有确定运动的运动链称为机构 。
机架——作为参考系的构件，如机床床身、车 辆底盘、飞机机身。 原（主）动件——按给定运动规律运动的构件。 从动件——其余可动构件。 机构的组成：
(中职)机械设计基础课件整套课件完整版ppt教学教程最全电子讲义教案(最新)后缀
1.常用材料的选择 2.机构与工艺性分析
（1）铸造零件的工艺性 （2）锻造零件的工艺性 （3）切削加工零件的工艺性
知识3
拔模斜度与铸造园角
工件局部面不垂直加工时装夹需要转过一个角度
1.1机械设计方法与基础
知识3
不同零件同一种几何 形状尺寸的不合理性
1.1机械设计方法与基础
知识3
要求一次加工完成的典型结构
2.1平面连杆机构
知识3
2.金属构件的材料
（1）金属材料的硬度 金属材料抵抗其他更硬的物体压入其表面 的能力，材料对局部塑性变形的抗力 硬度的分类与测量方法： ①布氏硬度与测量方法 ②洛氏硬度与测量方法 ③维氏硬度与测量方法 （2）金属材料的热处理 将固态钢，通过不同方式的加热、保温和 冷却，改变钢内组织结构，从而达到改善钢的性能的工艺方法 常用的热处理方法：退火、正火、淬火、回火（高、中和低温回火） 表面淬火、化学热处理、
顶宽b-带最上端的宽度
截面宽度bp-将带饶在带轮上产生弯距，外层受拉，内层受压。中间
有一个层即不受拉也不受压，称为中性层也叫节面。节面的宽度为
节宽
基准宽度bd-该参数为带轮参数，处于V带截面同一位置的槽形宽度。 基准宽度所处的带轮直径称基准直径
基准长度Ld-V带位于带轮基准直径上的周线长度，该值已经标准化
称为平面运动副
转动副 低副—两构件之间以面接触构成的运动副
移动副 高副—若组成运动副的两构件之间以点或线接触的连接称高副 运动副的特性： 低副的压强小，摩擦力也小； 高副的压强大，摩擦力也大。
1.2平面机构运动简图
知识2
2.平面机构运动简图
运动简图的绘制步骤 （1）根据机构组成和运动情况分析并找出机架、原动件和从动件 （2）从原动件开始，沿构件的传动顺序，分析构件间的相对运动 性质，确定构件、运动副的类型和数量 （3）根据机构实际尺寸，选择适当比例尺。确定运动副之间的相 对位置，用构件和运动副规定符号绘制出机构运动简图
机械设计基础完整全套教学课件
成规定功能的能力。
经济性原则
在满足功能和可靠性要 求的前提下，尽量降低 制造成本和提高经济效
益。
创新性原则
鼓励采用新技术、新工 艺、新材料，提高产品 的技术含量和附加值。
机械设计的发展历程与趋势
传统设计阶段
依赖经验、试错法进行设计，缺乏 系统性。
现代设计阶段
引入计算机辅助设计（CAD）、有 限元分析等先进技术，实现设计过 程的数字化、自动化。
CAD技术概述
介绍CAD技术的发展历程、基本原理和常用软 件。
CAD建模技术
详细讲解CAD建模的方法、步骤和技巧，包括 二维图形绘制、三维实体建模、曲面造型等。
CAD在机械设计中的应用
通过实例展示CAD技术在机械设计中的应用，如零件设计、装配设计、工程图 绘制等。
有限元分析（FEA）技术
FEA技术概述
量、配合公差等。
传动零件设计
齿轮传动
01
包括圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等的设计，涉及齿轮类型、
模数、齿数、压力角等。
带传动
02
包括平带传动、V带传动等的设计，涉及带型、带宽、带轮直径
等。
链传动
03
包括滚子链传动、齿形链传动等的设计，涉及链条类型、节距、
链轮齿数等。
轴系零件设计
轴的设计
包括轴的类型、尺寸、公差、配合等 的设计，涉及轴的强度计算、刚度计 算等。
03
机械零件设计
连接零件设计
01
02
03
04
螺纹连接
包括螺栓、螺母、垫圈等的设 计，涉及螺纹类型、尺寸、公
差、拧紧力矩等。
键连接
包括平键、半圆键、楔键等的 设计，涉及键的类型、尺寸、
经济性原则
在满足功能和可靠性要 求的前提下，尽量降低 制造成本和提高经济效
益。
创新性原则
鼓励采用新技术、新工 艺、新材料，提高产品 的技术含量和附加值。
机械设计的发展历程与趋势
传统设计阶段
依赖经验、试错法进行设计，缺乏 系统性。
现代设计阶段
引入计算机辅助设计（CAD）、有 限元分析等先进技术，实现设计过 程的数字化、自动化。
CAD技术概述
介绍CAD技术的发展历程、基本原理和常用软 件。
CAD建模技术
详细讲解CAD建模的方法、步骤和技巧，包括 二维图形绘制、三维实体建模、曲面造型等。
CAD在机械设计中的应用
通过实例展示CAD技术在机械设计中的应用，如零件设计、装配设计、工程图 绘制等。
有限元分析（FEA）技术
FEA技术概述
量、配合公差等。
传动零件设计
齿轮传动
01
包括圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等的设计，涉及齿轮类型、
模数、齿数、压力角等。
带传动
02
包括平带传动、V带传动等的设计，涉及带型、带宽、带轮直径
等。
链传动
03
包括滚子链传动、齿形链传动等的设计，涉及链条类型、节距、
链轮齿数等。
轴系零件设计
轴的设计
包括轴的类型、尺寸、公差、配合等 的设计，涉及轴的强度计算、刚度计 算等。
03
机械零件设计
连接零件设计
01
02
03
04
螺纹连接
包括螺栓、螺母、垫圈等的设 计，涉及螺纹类型、尺寸、公
差、拧紧力矩等。
键连接
包括平键、半圆键、楔键等的 设计，涉及键的类型、尺寸、
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