机械设计总复习ppt
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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。
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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
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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
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运动副 转动副
13
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。
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20
机械设计基础
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。
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避免在预定寿命期内失效的要求 应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
结构工艺性要求 设计的结构应便于加工和装配。
经济性要求
零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
质量小的要求 质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
可靠性要求 应降低零件发生故障的可能性（概率）。
机械零件的设计准则
机械零件的计算准则1
强度准则 ：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形， 是最基本的设计准则。
刚度准则 ：确保零件不发生过大的弹性变形。
寿命准则 ：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
振动稳定性准则
可靠性准则
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法通常分为常规设计方 法和现代设计方法两大类。
定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预 紧力。
预紧力和预紧力矩之间的关系： T 0.2F0d 注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。
四பைடு நூலகம்螺纹联接的防松
防松的根本问题在于螺防纹联接的止防松 螺旋副相对转动。按 工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防 松及其他的防松方法。
轴向距离。 牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两
侧边的夹角。 升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
的平面间的夹角。
线数n－螺纹的螺旋线数目。 导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转
一周所移动的轴向距离，S=nP。
第五章
螺纹的类型与特点2
升角y的计算式为：
二、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
联接类型与标准件1
粘度的种类有：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，
结构工艺性要求 设计的结构应便于加工和装配。
经济性要求
零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
质量小的要求 质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
可靠性要求 应降低零件发生故障的可能性（概率）。
机械零件的设计准则
机械零件的计算准则1
强度准则 ：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形， 是最基本的设计准则。
刚度准则 ：确保零件不发生过大的弹性变形。
寿命准则 ：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
振动稳定性准则
可靠性准则
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法
机械零件的设计方法通常分为常规设计方 法和现代设计方法两大类。
定力矩扳手，对于重要的螺栓联接，也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预 紧力。
预紧力和预紧力矩之间的关系： T 0.2F0d 注意：对于重要的联接，应尽可能不采用直径过小(＜M12)的螺栓。
四பைடு நூலகம்螺纹联接的防松
防松的根本问题在于螺防纹联接的止防松 螺旋副相对转动。按 工作原理的不同，防松方法分为摩擦防松、机械防 松及其他的防松方法。
轴向距离。 牙型角a－螺纹轴向截面内，螺纹牙型两
侧边的夹角。 升角y－螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
的平面间的夹角。
线数n－螺纹的螺旋线数目。 导程S－螺纹上任一点沿同一条螺旋线转
一周所移动的轴向距离，S=nP。
第五章
螺纹的类型与特点2
升角y的计算式为：
二、螺纹联接的基本类型
1、螺栓联接
联接类型与标准件1
粘度的种类有：动力粘度、运动粘度、条件粘度等。 工程中常用运动粘度，单位是：St(斯)或 cSt(厘斯)，
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图 5 - 4 所示机构为曲柄滑块机构。
第10页/共62页
5 - 4 何谓“曲柄”？铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？ 曲柄：能绕固定铰链中心作整周转动的连架杆。 曲柄存在的条件（必要条件）为：
1、曲柄为最短杆； 2、最短杆与最长杆长度之和应小于或等于其余两杆长度之和。 5 - 5 何谓行程速比系数和极位夹角？它们之间有何关系？ 行程速比系数（ K ）：工程上用来表示机构急回运动特性程度的参数。 极位夹角（ θ ）：对应于摇杆处于两极限位置时，曲柄所夹的锐角。
n2
v
2
n1
Fr： 指向各自轮心
※
Ft： 蜗杆与 n1 反向 蜗轮与 n2 同向
Ft2 Fa1
Fa： 蜗杆：左、右手定则
蜗轮： Fa2 Ft1
3）旋向判定： ∵
蜗轮与蜗杆旋向相同。
第22页/共62页
练习：
右旋
Ft2 x
Fa2
n2
Fr1
⊙ Ft1
n1
Fa1
Fr2
Fr1 Fa1 x n1 Fa2 ·Ft2 Ft1
K T1YFS
d z12 [ ]F
式中： m —— 齿轮的模数 mm ； YFS —— 复合齿形系数； z1 —— 小齿数齿数；
[σ ]F —— 许用弯曲应力 MPa 。
通常：β = 8°~ 25°（直齿轮：β = 0）
第14页/共62页
二、受力分析
1、直齿圆柱齿轮： 忽略Ff ，法向力Fn 作用于齿宽中点。
主动轮：
d1
α Fn
Ft
Fr
C
ω1
Fn
Fr
α
Ft
C
d1
ω1
从动轮： Ft2 ＝ - Ft1，Fr2 ＝ - Fr1，Fn2 ＝ - Fn1
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5 - 4 何谓“曲柄”？铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？ 曲柄：能绕固定铰链中心作整周转动的连架杆。 曲柄存在的条件（必要条件）为：
1、曲柄为最短杆； 2、最短杆与最长杆长度之和应小于或等于其余两杆长度之和。 5 - 5 何谓行程速比系数和极位夹角？它们之间有何关系？ 行程速比系数（ K ）：工程上用来表示机构急回运动特性程度的参数。 极位夹角（ θ ）：对应于摇杆处于两极限位置时，曲柄所夹的锐角。
n2
v
2
n1
Fr： 指向各自轮心
※
Ft： 蜗杆与 n1 反向 蜗轮与 n2 同向
Ft2 Fa1
Fa： 蜗杆：左、右手定则
蜗轮： Fa2 Ft1
3）旋向判定： ∵
蜗轮与蜗杆旋向相同。
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练习：
右旋
Ft2 x
Fa2
n2
Fr1
⊙ Ft1
n1
Fa1
Fr2
Fr1 Fa1 x n1 Fa2 ·Ft2 Ft1
K T1YFS
d z12 [ ]F
式中： m —— 齿轮的模数 mm ； YFS —— 复合齿形系数； z1 —— 小齿数齿数；
[σ ]F —— 许用弯曲应力 MPa 。
通常：β = 8°~ 25°（直齿轮：β = 0）
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二、受力分析
1、直齿圆柱齿轮： 忽略Ff ，法向力Fn 作用于齿宽中点。
主动轮：
d1
α Fn
Ft
Fr
C
ω1
Fn
Fr
α
Ft
C
d1
ω1
从动轮： Ft2 ＝ - Ft1，Fr2 ＝ - Fr1，Fn2 ＝ - Fn1
机械设计基础期末考试复习知识点PPT课件
② 当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时， 无论哪杆为机架，均为 双摇杆机构。）
掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（ ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等
于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 ）
3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、 死点等基本概念；
第十二章 滚动轴承
重点掌握：滚动轴承尺寸选择（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、
角接触轴承轴向载荷的计算）
掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念 4）滚动轴承的组合设计
第十四章 轴
重点掌握：轴的结构设计（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）
机械设计基础
复习
复习要领： 按章不按节，复习要有系统性、综合性、
前后呼应，用好每章结尾部分的结构图。 “重点掌握”——最重要的内容 “掌握”——重要的内容 “了解”——次重要内容
第一章 绪论
掌握：1）机器的特征
都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递。
第六章 齿轮传动
重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、 模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、
齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标 准中心距）
2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强
度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数YFa、ZH 等等的意义及影响因素）
➢ 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对 顶螺母属于摩擦放松。
掌握：1）四杆机构的基本类型（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆） 2）曲柄存在的条件（ ① 最短杆与最长杆长度之和小于或等
于其余两杆长度之和； ② 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。 ）
3）急回运动行程速比系数、压力角、传动角、 死点等基本概念；
第十二章 滚动轴承
重点掌握：滚动轴承尺寸选择（ 基本额定寿命、当量动载荷的计算、
角接触轴承轴向载荷的计算）
掌握：1）滚动轴承的主要类型及其代号 2）滚动轴承的类型选择原则 3）基本额定寿命和基本额定动载荷等概念 4）滚动轴承的组合设计
第十四章 轴
重点掌握：轴的结构设计（ 轴上零件轴向固定、轴上零件周向固定等）
机械设计基础
复习
复习要领： 按章不按节，复习要有系统性、综合性、
前后呼应，用好每章结尾部分的结构图。 “重点掌握”——最重要的内容 “掌握”——重要的内容 “了解”——次重要内容
第一章 绪论
掌握：1）机器的特征
都是人为的实物的组合；各种部分间具有确定的相对运 动；可做有用功，完成能量、物料、信息的变换或传递。
第六章 齿轮传动
重点掌握：1）渐开线齿轮各部分名称、基本参数(齿数、 模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数）和几何尺寸计算(分度圆、基圆、
齿顶圆、齿根圆；齿顶高、齿根高、齿全高、齿距/周节、齿厚、齿槽宽；外啮合标 准中心距）
2）直齿圆柱齿轮传动的设计计算(受力分析、强
度计算力学模型[接触：赫兹公式，弯曲：悬臂梁] 、强度计算的主要系数YFa、ZH 等等的意义及影响因素）
➢ 螺纹连接的防松：摩擦防松、机械防松、铆冲粘合防松。对 顶螺母属于摩擦放松。
机械设计总复习PPT
lim= rN０ ＝r＝ r
循环特性r不同时，材料的疲劳极限不同，疲劳曲线也不同，
r↓， rN ↓ ;r =-1时,材料的疲劳极限最低。
机械设计总复习 ND随材料固有性质不同通过试验确定的一个常数，
一般各种材料的ND=10625×107 4.疲劳断裂具有以下特征：
1)疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至比屈服极限低; 2) 疲劳断口均是无明显塑性变形的脆性突然断裂; 3) 疲劳断裂是微观损伤积累到一定程度的结果。
i 1
P
Fmax d0 Lmin
P
Fmax
i
4
d02
机械设计总复习
3．受轴向载荷的螺栓组连接
机械设计总复习
F
D22
4
p
F F z
F
F2 = F1 + F
ca
1.3F2
4
d12
F1
F0
Cm CB Cm
F
(1.5 1.8F)
4．受倾覆力矩（翻转力矩）M的螺栓组连接
Dp D
Fmax
MLmax
4.2了解磨损的几个阶段? 各种磨损状态、特点及发生场合？
1.磨损曲线：磨合阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段
2.磨粒磨损:开始齿轮、生产中的犁铧 、球磨机衬板与磨球，破碎式滚筒的磨损
3.疲劳磨损(也称点蚀):闭式齿轮和滚动轴承发生的疲劳点蚀
4.粘附磨损(也称胶合):蜗杆蜗轮、高速重载齿轮发生的冷热胶合和滑动轴承烧瓦
5.1螺纹连接的基本类型及其应用
1.普通螺栓连接（受拉螺栓连接）与铰制孔螺栓连接（受剪螺栓连接）在结构 上受力上的区别；
2.了解各种标准螺纹连接件
5.2螺纹连接的预紧与防松
机械设计复习重点ppt课件
齿顶高 介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，符号为ha。
齿根高 介于分度圆与齿根圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，符号为hf。
全齿高 从齿根到齿顶的径向距离称为全齿高，符号为h，则有
hha hf
齿厚 在任意直径的圆周上，轮齿两侧间的弧长，齿厚符号为si。 齿槽宽 在任意直径的圆周上，相邻两齿间的弧长，齿槽宽符号为ei。 齿距 在任意直径的圆周上，相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长，齿距符号为pi。
11-7图示为二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，已知主动轮1的转向和旋向， 为使Ⅱ轴上两齿轮的轴向力相互抵消。试确定： （1）斜齿轮2、3、4的螺旋线方向； （2）各轴的转向； （3）画出中间Ⅱ轴上的2齿轮受力图（即标出Ft2、Fr2、Fx2的方向）。
I
II
II
I
1 n1 3
2 4
精选PPT课件
25
11-8图示斜齿圆柱齿轮---圆柱蜗杆传动。已知斜齿轮的转向如图示，
d m (z 3 2m 0) m 6m 0 m
齿顶圆直径
d a d 2 h a ( z 2 h a * ) m (2 ( 2 0 1 ) 3 ) m 6 m 6
齿根圆直径
齿顶高 齿根高
d f d 2 h f ( z 2 h a * 2 c * ) m ( 2 ( 2 1 0 2 0 . 2 ) 3 ) m 5 5 . 5 m 2
㈢弹性滑动和打滑的区别： ⑴弹性滑动是不显著的相对滑动，只发生在部分包角范围内； 而打滑是显著的相对滑动，发生在全部包角范围内。 ⑵弹性滑动是带工作时的固有特性，是不可避免的； 而打滑是带过载时的一种失效形式，是可以避免的。
（四）、失效形式: 1、带的疲劳破坏 2、打滑
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（3）确定轴承寿命 假设选用7207AC，查轴承手册得基本额定载荷 C290N 00 因为 P1 P2 ，所以按轴承1的受力大小验算
L h6 1n 60 0 C P 1 361 0 16080 2 509 0 0 8 3 0 1 50 7.5h 17
轴系结构
图15-28所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设 计错误，并画出改正图。
又
T1
9.551
06
P n1
P9 .5 T 1 n 5 1 160 19 .5 5 .4 5 1 9 6 4 06 410 5 .5 5k3 W
.
斜齿圆柱齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动轮上，与转向相反；从动轮上，与主动轮圆周力方向相 反，与转向相同。 径向力Fr：指向圆心。 轴向力Fa：主动轮上，左（右）手定则确定---螺旋线旋向为左（右）旋 则用左（右）手握着齿轮，四指方向与转向一致，拇指方向就是轴向力 的方向。
机械设计课程总复习
LOGO
.
13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用 α25的两个角接触 球轴承，如图13-13b所示正装。轴颈直径 d35mm
中等冲击，转速 n180r0mi，n 已知两轴承的径向载荷分别为 Fr1339N0 Fr2 339N，0 外加轴向载荷Fae870N，作用方向 指向轴承1，试 确定其工作寿命。
[解] （1）求两轴承的计算轴向力
和 F a 1
Fa2
对于 α25 的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力
Fd 0.68Fr e0.68
F d 1 0 .6F r 1 8 0 .6 3 83 2 93 .2 0 N 05
F d 2 0 .6F r 2 8 0 .6 1 80 7 4 .2 0 N 07
L h6 1n 60 0 C P 1 361 0 16080 2 509 0 0 8 3 0 1 50 7.5h 17
轴系结构
图15-28所示为某减速器输出轴的结构图，试指出其设 计错误，并画出改正图。
又
T1
9.551
06
P n1
P9 .5 T 1 n 5 1 160 19 .5 5 .4 5 1 9 6 4 06 410 5 .5 5k3 W
.
斜齿圆柱齿轮受力方向判别
圆周力Ft：主动轮上，与转向相反；从动轮上，与主动轮圆周力方向相 反，与转向相同。 径向力Fr：指向圆心。 轴向力Fa：主动轮上，左（右）手定则确定---螺旋线旋向为左（右）旋 则用左（右）手握着齿轮，四指方向与转向一致，拇指方向就是轴向力 的方向。
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.
13-5 根据工作条件，决定在轴的两端用 α25的两个角接触 球轴承，如图13-13b所示正装。轴颈直径 d35mm
中等冲击，转速 n180r0mi，n 已知两轴承的径向载荷分别为 Fr1339N0 Fr2 339N，0 外加轴向载荷Fae870N，作用方向 指向轴承1，试 确定其工作寿命。
[解] （1）求两轴承的计算轴向力
和 F a 1
Fa2
对于 α25 的角接触球轴承，按表13-7，轴承派生轴向力
Fd 0.68Fr e0.68
F d 1 0 .6F r 1 8 0 .6 3 83 2 93 .2 0 N 05
F d 2 0 .6F r 2 8 0 .6 1 80 7 4 .2 0 N 07
机械设计基础ppt课件完整版
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
明确设计任务和要求、选择执行元件、 确定系统工作压力和流量、设计液压或 气压回路、选择液压或气压元件、进行 系统性能验算等。
液压与气压传动系统的维护与保养
日常维护 保持系统清洁、定期更换液压油或空 气滤清器滤芯等。
机械设计的定义与重要性
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。
好的设计能降低成本，提高生产效率，增加产品竞争力。
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 性，即在规定条件下和规定时
表面处理技术
在保持材料心部性能不变的前提下，通过改变材料表面的化学 成分或组织结构，提高其耐磨性、耐蚀性和疲劳强度等。常见 的表面处理技术有表面淬火、化学热处理（渗碳、渗氮等）、 电镀和喷涂等。
06
机械设计中的精度设计 与公差配合
精度设计的概念与意义
精度设计的定义
在机械设计中，精度设计是指根据产品使用要求、制造工艺和经济性等因素， 合理确定零部件的尺寸、形状和位置等精度要求的过程。
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。
智能化设计
利用人工智能、机器学习等技 术进行自动化、智能化的设计。
人机融合设计
注重人机交互、人体工程学等 方面的设计，提高产品的易用 性和舒适性。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
齿轮、带轮、链轮等， 用于传递动力和扭矩。
07
机械设计中的创新方法 与实例
《机械设计总复习》PPT课件
▪ 绪论 ▪ 机械零件的强度 ▪ 摩擦磨损及润滑 ▪ 螺纹联接及螺旋传动 ▪ 键联接 ▪ 带传动 ▪ 链传动 ▪ 齿轮传动 ▪ 蜗杆传动 ▪轴 ▪ 滑动轴承 ▪ 滚动轴承 ▪ 联轴器
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
机械零件的强度
一、变应力的分类、参数、几种特殊的变应力 二、疲劳失效及疲劳曲线——对称循环变应力的强度
计算问题； 三、极限应力图——对称 非对称的关系； 四、影响疲劳强度的因素= f〔N,r,应力集中,材料,形式〕 五、在解决变应力下零件的强度问题称为疲劳强度. 六、不稳定变应力的强度计算——Miner法则 七、复合极限应力图——复合和简单应力的关系；
▪ 带传动的类型及特点 ▪ 带传动的受力、应力分析 ▪ 带传动的弹性滑动 ▪ 普通Ｖ型带传动设计
链传动
▪ 链传动的类型及特点 ▪ 链传动的受力分析、运动分析 ▪ 链传动的运动不均匀性 ▪ 套筒滚子链传动设计
齿轮传动
▪ 齿轮传动的特点和类型 ▪ 受力分析、应力分析、失效分析、计算准则 ▪ 各参数的意义,其对设计的影响及选择 ▪ 影响强度〔接触、弯曲〕的主要因素 ▪ 直、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的同、异 ▪ 具体计算
摩擦磨损及润滑
▪ 摩擦的分类 ▪ 牛顿流体定律 ▪ 液体动压润滑的条件 ▪ 润滑剂
螺纹联接及螺旋传动
螺纹 螺纹联接的类型、螺纹副中力的关系﹑效
率和自锁 螺纹分类〔牙型〕及特点：三角形螺纹,矩
形螺纹,梯形螺纹,锯齿形螺纹〔传动及联 接〕 螺纹联接
键联接
普通平键联接
– 特点、工作面、选择计算
带传动
蜗杆传动
▪ 蜗杆传动的特点和类型 ▪ 受力分析、运动分析 ▪ 失效形式、材料选择 ▪ 具体计算
滑动轴承
▪ 滑动轴承的分类 ▪ 失效分析、计算准则 ▪ 非液体摩擦滑动轴承的计算
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一、什么是摩擦学？ 二、表面性质
表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
4、减少磨损的措施 P24
六、润滑剂 润滑的作用
1.润滑油 黏度的定义 黏温关系、黏压关系 油性
2.润滑脂
锥入度 3.添加剂
作用 极压添加剂
七、润滑状态
图示 分析某参数对润滑状态的影响
a焊接 b冲点 c粘合
五、单个螺栓的强度计算 1、失效形式与计算准则
（1）受拉螺栓 （注意：疲劳断裂的部位）
（2）受剪螺栓
2、强度计算公式
（1）受拉螺栓连接的强度计算
松连接螺栓强度计算
强度条件
F
4
d12
[ ]
紧连接螺栓强度计算 只受预紧力 受预紧强力度和条工件作拉14力.3dF12 [ ]
强度条件
机械设计 总复习
一、几个概念
1. 机械、机器 2.机器的组成 3.机械零件、部件 4.机械零件的分类
绪论
二、《机械设计》课程的研究对象 哪些零部件？
第一章 机械设计概述
一、载荷与应力 1. 载荷
载荷形式
静载荷、变载荷
名义载荷（额定载荷）、工作载荷（实际载荷）、计算载荷
（各载荷的关系） 载荷系数K
e f1 1
欧拉公式 Fmax 2F0 e f1 1
分析影响带传动的传动能力的影响因素
应用的异同点 4.紧定螺钉连接
四、螺纹连接的预紧和防松 1、预紧的目的：P44 2、防松
具有自锁性的螺纹连接为什么要防松？
防松原理及常用的防松措施 P46 表3-5 摩擦防松
a对顶螺母 b弹簧垫圈 c自锁螺母 d尼龙圈锁紧螺母 机械防松
a开口销和槽形螺母 b止动垫片 c串联钢丝 d圆螺母带翅垫 片 破坏螺纹副关系
（2）半圆键连接 失效形式： 剪切强度条件：
3、提高连接强度的措施 采用双键：布置 双键强度增加多少？
二、花键连接 工作原理、类型、特点、应用
三、其他轴毂连接形式的一般了解 特点及应用
第六章 带传动
一、带传动的主要类型与传动特点 V带传动与平带传动相比为什么应用更广？
二、工况分析
1、工作原理
2、力分析
六、螺栓组连接受力分析
1、结构设计原则 P55~56 (1)~(6)
2、受力分析
目的：找出危险螺栓及其所受力的大小
（1）典型载荷形式
受横向载荷（普通螺栓、铰制孔用螺栓）
普通螺栓
F K n F fzm
铰制孔用螺栓
F F z
受转矩（普通螺栓、铰制孔用螺栓）
普通螺栓
铰制孔用螺栓
F
f
r1
K r2
强度、刚度、耐磨性、振动稳定性
四、常用计算准则 强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、 散热性准则、可靠性准则
机械零件的强度准则
[ ] lim
[S]
另一表达方式 S≥[S]
其他准则也有类似的表达。
如何确定lim？
静强度：塑性材料、脆性材料？ 疲劳强度：？ [S] 的意义？
第二章 摩擦、磨损和润滑
nT
rz
KnT
z
f ri
i 1
受轴向载荷（普通螺栓）
Fm a x
Trm a x
z
ri2
i 1
F F z
受翻转力矩 （普通螺栓）
Fmax
L12
MLm a x L22 L2n
MLm a x
z
L2i
i 1
（2）组合载荷形式
七、提高螺栓连接强度的措施
1、改善螺纹牙间载荷分配不均现象 原因 改善措施： 悬置螺母、内斜螺母、环槽螺母
静强度
1.3F0
4
d12
[ ]
疲劳强度
（2）受剪螺栓连接的强度计算
强度条件
F
[ ]
m 4 d0
p
F d0 Lmin
[ p ]
a
2KcF πd12
a
3.几个注意问题
（1）危险截面的应力状态（紧连接与松连接的区别） （2）系数1.3的意义 （3）受预紧力和轴向拉力的螺栓连接
力-位移图、各力关系 （4）许用应力的确定
第四章 轴毂联接
一、键连接 类型、特点（结构、对中性等）和应用
1、平键连接 结构特点、工作原理、工作面 端部形式及键槽的加工 普通平键、薄型平键（静连接） 导向平键和滑键（动连接）（异同）
2、半圆键连接 结构特点、工作原理、工作面
3、楔键连接 结构特点、工作原理、工作面
二、键的选择与键连接的强度计算 1、选择 类型选择 尺寸选择 2、强度校核 （1）平键连接 失效形式： 普通平键（静连接） 导向键和滑键（动连接） 挤压强度条件： 耐磨性条件：
2、减小螺栓的应力幅 减小应力幅，即减小 Kc = CL/ (CL+ CF)
1）减小螺栓的刚度： CL 腰状螺栓、空心螺栓
螺母下垫弹性垫圈 2）增大被连接件的刚度： CF 两被连接件之间不用垫片或选用刚度大的垫圈
3、避免附加应力 产生的原因 避免的措施
4、减小应力集中 增大过渡圆角半径、加卸荷槽、退刀槽等
表面形貌（不光滑，参数） 表面组成（分层） 三、表面接触 名义接触面积 实际接触面积 大致关系
四、摩擦
摩擦、摩擦力 摩擦理论（了解） 摩擦按摩擦（润滑）状态分类： 干摩擦 边界摩擦（润滑） 液体摩擦（润滑） 混合摩擦（润滑 ）
五、磨损
1、磨损的定义 2、一般磨损的过程 （1） 跑合阶段 （2） 稳定磨损阶段 （3）急剧磨损阶段
2.应力
静应力、变应力
周期循环变应力 应力循环特性系数r
r min max
最大应力、最小应力、平均应力、应力幅，线图表示
应力与失效的关系？影响疲劳强度的主要应力成分？
3.载荷与应力关系 例子
二、机械零件的失效形式 1.定义 2.常见的失效形式 举例
三、机械零件的工作能力 1.定义 2.主要工作能力
第三章 螺纹连接
一、螺纹主要参数 1、大径 d：公称直径 2、小径 d1: 强度计算中危险截面的计算直径。 3、中径 d2: 几何关系计算 4、螺距 p: 5、导程 s: s = n·p 6、螺旋升角 λ：tanλ = s/ π·d2 7、牙型角、牙型半角
二、螺纹的种类 P36 表3-1 1、三角形螺纹 牙型角大，当量摩擦角大，自锁性能好，主
要用于连接 普通螺纹 圆柱管螺纹
普通螺纹：粗牙、细牙自锁性对比
2、矩形螺纹 3、梯形螺纹 4、锯齿形螺纹
牙型角小，当量摩擦角小， 传力大，效率高。 主要用于传动
三、螺纹连接的类型（不要与螺纹类型混淆）
注意结构特点、应用场合
1.螺栓连接 普通螺栓和铰制孔用螺栓
2.双头螺柱连接 3.螺钉连接 注意：双头螺柱连接与螺钉连接
图示 跑合的意义 3、磨损按机理分类 （1）粘着磨损 （2）磨粒磨损 （3）疲劳磨损 （4）腐蚀磨损 与时间的关系？ 对应实例？
4、减少磨损的措施 P24
六、润滑剂 润滑的作用
1.润滑油 黏度的定义 黏温关系、黏压关系 油性
2.润滑脂
锥入度 3.添加剂
作用 极压添加剂
七、润滑状态
图示 分析某参数对润滑状态的影响
a焊接 b冲点 c粘合
五、单个螺栓的强度计算 1、失效形式与计算准则
（1）受拉螺栓 （注意：疲劳断裂的部位）
（2）受剪螺栓
2、强度计算公式
（1）受拉螺栓连接的强度计算
松连接螺栓强度计算
强度条件
F
4
d12
[ ]
紧连接螺栓强度计算 只受预紧力 受预紧强力度和条工件作拉14力.3dF12 [ ]
强度条件
机械设计 总复习
一、几个概念
1. 机械、机器 2.机器的组成 3.机械零件、部件 4.机械零件的分类
绪论
二、《机械设计》课程的研究对象 哪些零部件？
第一章 机械设计概述
一、载荷与应力 1. 载荷
载荷形式
静载荷、变载荷
名义载荷（额定载荷）、工作载荷（实际载荷）、计算载荷
（各载荷的关系） 载荷系数K
e f1 1
欧拉公式 Fmax 2F0 e f1 1
分析影响带传动的传动能力的影响因素
应用的异同点 4.紧定螺钉连接
四、螺纹连接的预紧和防松 1、预紧的目的：P44 2、防松
具有自锁性的螺纹连接为什么要防松？
防松原理及常用的防松措施 P46 表3-5 摩擦防松
a对顶螺母 b弹簧垫圈 c自锁螺母 d尼龙圈锁紧螺母 机械防松
a开口销和槽形螺母 b止动垫片 c串联钢丝 d圆螺母带翅垫 片 破坏螺纹副关系
（2）半圆键连接 失效形式： 剪切强度条件：
3、提高连接强度的措施 采用双键：布置 双键强度增加多少？
二、花键连接 工作原理、类型、特点、应用
三、其他轴毂连接形式的一般了解 特点及应用
第六章 带传动
一、带传动的主要类型与传动特点 V带传动与平带传动相比为什么应用更广？
二、工况分析
1、工作原理
2、力分析
六、螺栓组连接受力分析
1、结构设计原则 P55~56 (1)~(6)
2、受力分析
目的：找出危险螺栓及其所受力的大小
（1）典型载荷形式
受横向载荷（普通螺栓、铰制孔用螺栓）
普通螺栓
F K n F fzm
铰制孔用螺栓
F F z
受转矩（普通螺栓、铰制孔用螺栓）
普通螺栓
铰制孔用螺栓
F
f
r1
K r2
强度、刚度、耐磨性、振动稳定性
四、常用计算准则 强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、 散热性准则、可靠性准则
机械零件的强度准则
[ ] lim
[S]
另一表达方式 S≥[S]
其他准则也有类似的表达。
如何确定lim？
静强度：塑性材料、脆性材料？ 疲劳强度：？ [S] 的意义？
第二章 摩擦、磨损和润滑
nT
rz
KnT
z
f ri
i 1
受轴向载荷（普通螺栓）
Fm a x
Trm a x
z
ri2
i 1
F F z
受翻转力矩 （普通螺栓）
Fmax
L12
MLm a x L22 L2n
MLm a x
z
L2i
i 1
（2）组合载荷形式
七、提高螺栓连接强度的措施
1、改善螺纹牙间载荷分配不均现象 原因 改善措施： 悬置螺母、内斜螺母、环槽螺母
静强度
1.3F0
4
d12
[ ]
疲劳强度
（2）受剪螺栓连接的强度计算
强度条件
F
[ ]
m 4 d0
p
F d0 Lmin
[ p ]
a
2KcF πd12
a
3.几个注意问题
（1）危险截面的应力状态（紧连接与松连接的区别） （2）系数1.3的意义 （3）受预紧力和轴向拉力的螺栓连接
力-位移图、各力关系 （4）许用应力的确定
第四章 轴毂联接
一、键连接 类型、特点（结构、对中性等）和应用
1、平键连接 结构特点、工作原理、工作面 端部形式及键槽的加工 普通平键、薄型平键（静连接） 导向平键和滑键（动连接）（异同）
2、半圆键连接 结构特点、工作原理、工作面
3、楔键连接 结构特点、工作原理、工作面
二、键的选择与键连接的强度计算 1、选择 类型选择 尺寸选择 2、强度校核 （1）平键连接 失效形式： 普通平键（静连接） 导向键和滑键（动连接） 挤压强度条件： 耐磨性条件：
2、减小螺栓的应力幅 减小应力幅，即减小 Kc = CL/ (CL+ CF)
1）减小螺栓的刚度： CL 腰状螺栓、空心螺栓
螺母下垫弹性垫圈 2）增大被连接件的刚度： CF 两被连接件之间不用垫片或选用刚度大的垫圈
3、避免附加应力 产生的原因 避免的措施
4、减小应力集中 增大过渡圆角半径、加卸荷槽、退刀槽等