机械设计的基本要求、程序与步骤(ppt 33页)
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机械设计课程设计ppt课件
n电动机 286 .68 ~ 573 .36 r/min
根据电动机的 功率和转速范 围选择合适的 电动机。
10
2、传动比分配
原则： 各级传动比应在合理的范围内：
i带 2 ~ 4
i齿轮 3 ~ 6
各级传动尺寸协调，传动比应满足： i带 i链 i齿轮
i总
n电动机 n滚筒
960 50.96
18.84
(设选定电机为960r/min)
各级平均传动比： i平 3 i总 3 18.84 2.66
根据上述原则分配传动比：
若取 i带 2.2, i齿轮 3.4 则 :
i链
i带
i总 i齿轮
18.84 2.2 3.4
2.52
11
（1）尺寸协调、互不干涉
12
（2）尺寸紧凑、便于润滑
常用机构的运动形式、特点和尺寸计算， 常用机构的设计计算、校核、安装及维护， 机械零部件的公差、配合，机械加工、制造方面的知识， 机械制图知识
3
五、课程设计计划（2周）
1.传动装置总体设计 2.装配草图设计 3.工作图设计(上机) 4.编写设计计算说明书 5.答辩
4
六、课程设计的要求 1.明确学习目的，端正学习态度 2.在教师的指导下,由学生独立完成 3.正确处理理论计算与结构设计的关系 4.正确处理继承与创新的关系 5.正确使用标准和规范
5
七、设计的基本步骤
1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速 4、计算各轴的转矩 5、带传动设计 6、齿轮传动设计 7、轴及轴类零件的设计与选择 8、绘制装配图和零件图
6
八、参考资料
1、课程设计指导书，高等教育出版社，每人一本。 2、张建中主编，《机械设计课程设计》，中国矿业大学出版 社， 1999 3、任金泉主编，《机械设计课程设计》，西安交通大学出版 社，2002 4、陈秀宁、施高义主编，《机械设计课程设计》，浙江大学 出版社，2003 5、机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容） 6、机械设计基础教材。
根据电动机的 功率和转速范 围选择合适的 电动机。
10
2、传动比分配
原则： 各级传动比应在合理的范围内：
i带 2 ~ 4
i齿轮 3 ~ 6
各级传动尺寸协调，传动比应满足： i带 i链 i齿轮
i总
n电动机 n滚筒
960 50.96
18.84
(设选定电机为960r/min)
各级平均传动比： i平 3 i总 3 18.84 2.66
根据上述原则分配传动比：
若取 i带 2.2, i齿轮 3.4 则 :
i链
i带
i总 i齿轮
18.84 2.2 3.4
2.52
11
（1）尺寸协调、互不干涉
12
（2）尺寸紧凑、便于润滑
常用机构的运动形式、特点和尺寸计算， 常用机构的设计计算、校核、安装及维护， 机械零部件的公差、配合，机械加工、制造方面的知识， 机械制图知识
3
五、课程设计计划（2周）
1.传动装置总体设计 2.装配草图设计 3.工作图设计(上机) 4.编写设计计算说明书 5.答辩
4
六、课程设计的要求 1.明确学习目的，端正学习态度 2.在教师的指导下,由学生独立完成 3.正确处理理论计算与结构设计的关系 4.正确处理继承与创新的关系 5.正确使用标准和规范
5
七、设计的基本步骤
1、选择电动机 2、传动比分配 3、计算各轴的转速 4、计算各轴的转矩 5、带传动设计 6、齿轮传动设计 7、轴及轴类零件的设计与选择 8、绘制装配图和零件图
6
八、参考资料
1、课程设计指导书，高等教育出版社，每人一本。 2、张建中主编，《机械设计课程设计》，中国矿业大学出版 社， 1999 3、任金泉主编，《机械设计课程设计》，西安交通大学出版 社，2002 4、陈秀宁、施高义主编，《机械设计课程设计》，浙江大学 出版社，2003 5、机械零件设计手册（含齿轮、带、轴、轴承、键的内容） 6、机械设计基础教材。
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
机械设计基础知识 ppt课件
悍马轿车
国产J10
美国 F117
“勇气号”火星探测器
美国小鹰号航母
内燃机机构简图
从上述例子以及对其他不同机器的分析可以得到机器的共同特征： （1）它们都是人们根据某种使用要求而设计创造的一种装置。 （2）它们必须执行确定的机械运动。 （3）用于完成包括机械力、运动和能量转换等动力学任务。
相对于机器而言，机构主要反映机器的机械运动传递和 运动形式转换的特征。
零 组成 构 组成 机 组成
机
件
件
构
器
机 械
作为一部完整的机器，仅具有上述的机械部分是不够的， 它不能完成预期的工作。从功能和系统的角度来看，机器一般 主要由五部分组成，如图所示。
1.动力系统
动力系统包括动力 机及其配套装置；它的 功能是向机器提供运动 和动力，是机械系统的 动力源。如图电动机。 另外还有内燃机、液压 马达、气马达、液压缸、 气缸及电磁驱动等。
2.执行系统
执行系统包括执行机构 和执行构件，它的功能是驱 动执行构件按给定的运动规 律运动，实现预期的工作。 执行系统一般处于机械系统 的末端，执行构件直接与工 作对象接触。执行系统可以 只包含一个执行机构和多个 执行构件。
执行系统也可以由几 个执行机构组成，如图中的 自动曲柄冲压机，其执行机 构除曲柄滑块机构外，还有 由气缸及推料头组成的送料 机构，它们配合完成冲压送料工作。
③经济性要求
经济性首先表现在材料的相对价格，当用价格低廉的 材料能满足使用要求时，就不要选择价格高的材料。这 对于大批量生产的零件，尤为重要。但选材时不能只着 眼于相对价格，还要考虑零件的加工费用。
2.机械零件的制造工艺性 在一定的生产规模和生产条件下，花费劳动量最小、
机械设计课程设计ppt课件
参见表常用传动机构的性能和适用范围。
2.传动形式的合理布置 拟定运动方案时要合理布置其传动顺序 。
19
三、选择电动机
1.选择电动机类型
常用：Y系列三相异步电动机
同步转速：3000 1500 1000 750
级数： 2 4
68
电机安装型式：（查表）
20
2.计算电动机所需功率 P0
(1) 工作机所需电动机功率 PW
2、三班制，单向运转，有中等冲击，每年工作320天，工作
寿命5年；
3、动力源为电力，三相交流，电压380V。
11
题目3：卷扬机传动装置设计
4
5
3
67
1
2
v F
1、卷筒效率0.92，包括卷筒与轴承的效率损失； 2、两班制，双向运转，载荷平稳，每年工作300天，工作寿 命10年； 3、动力源为电力，三相交流，电压380V。
者手工绘图，A1)； 3、主要零件图2张(计算机绘图，A3)； 4、设计说明书1份(手写，5000～7000字
，统一封面、编出目录并装订成册)。
8
四、成绩评定
按五分制评分。成绩评定依据： 1. 图纸（40%）
图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条 是否符合 制图标准，图面是否整洁，字迹是否 工整等； 2.课程设计说明书（40%） 设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整 洁等；40% 3.答辩成绩 （20% ）
nm
i带 i1 i2
33
减速器各轴功率、转速、转矩列表:
参数
轴名 电动机轴
转速n（r/min）
功率P（kW）
转矩T（N·m）
传动比 i
效 率η
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
2.传动形式的合理布置 拟定运动方案时要合理布置其传动顺序 。
19
三、选择电动机
1.选择电动机类型
常用：Y系列三相异步电动机
同步转速：3000 1500 1000 750
级数： 2 4
68
电机安装型式：（查表）
20
2.计算电动机所需功率 P0
(1) 工作机所需电动机功率 PW
2、三班制，单向运转，有中等冲击，每年工作320天，工作
寿命5年；
3、动力源为电力，三相交流，电压380V。
11
题目3：卷扬机传动装置设计
4
5
3
67
1
2
v F
1、卷筒效率0.92，包括卷筒与轴承的效率损失； 2、两班制，双向运转，载荷平稳，每年工作300天，工作寿 命10年； 3、动力源为电力，三相交流，电压380V。
者手工绘图，A1)； 3、主要零件图2张(计算机绘图，A3)； 4、设计说明书1份(手写，5000～7000字
，统一封面、编出目录并装订成册)。
8
四、成绩评定
按五分制评分。成绩评定依据： 1. 图纸（40%）
图纸结构、投影、标注及数据是否正确，线条 是否符合 制图标准，图面是否整洁，字迹是否 工整等； 2.课程设计说明书（40%） 设计计算是否正确、完整、字迹是否工整、整 洁等；40% 3.答辩成绩 （20% ）
nm
i带 i1 i2
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减速器各轴功率、转速、转矩列表:
参数
轴名 电动机轴
转速n（r/min）
功率P（kW）
转矩T（N·m）
传动比 i
效 率η
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
机械工程 完整的ppt课件
机械零件的疲劳大多发生在 －N曲线D点以前，可用下式描
述：
m rN NC (N ND)
D点以后的疲劳曲线呈一水 平线，代表着无限寿命区， 其方程为：
σγ
σγN1 σγN2 σγN
σγ
有限寿命区
无限寿命区
D
rN r N（ N D )
0
N1 N2 N
N0
N
由于ND很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个
2）典型变应力及应力循环特征γ
.
σ
σ =常数 t
a）静应力：γ= +1 变应力特例
σ
一．载荷和应力的类型
σ
σa
σa σmin
σm σmax t
b）非对称循环变应力γ 在（+1～-1）间变化
σ
σa
σmax
t σmin
c）对称循环变应力γ= -1
.
应力类型
σa
σa
σm
σmax t
d）脉动循环变应力γ= 0
二．机械零件的失效形式及强度条件式
一）零件的失效形式 静应力作用下——过载断裂、塑性变形 变应力作用下——疲劳破坏约占零件损坏事故中的80% 。
二）零件强度条件式：σ ≤ [σ] = σlim / S
材料的极限应力
安全系数
1．静应力作用下 脆性材料制造的零件：σlim =σb 零件极限应力 塑性材料制造的零件：σlim =σS
用表面状态系数 来考虑
综合影响系数
(K )D
K
或
(K )D
K
考虑各因素影响
.
四.机械零件的疲劳强度计算
一）零件的极限应力线图
机械零件的疲劳强度计算1
由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的 影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
机械设计课程设计(PPT)
链板式输送机的设计参数
题号 输送链的牵引力F/kN 输送链的速度v/(m/s) 输送链链轮的节圆直径d/mm
2—A 1 0.9 105
2—B 1.2 0.75 92
2—C 1.4 0.8 115
2—D 1.5 0.7 100
2—E 1.6 0.6 110
第二章 设计题目
第 3 题 设计加热炉推料机传动装置 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300 个工作日），小批量生产，一班制工作，输送机工作轴转速允许误差为±5 ％。
0.97 0.95～0.97 0.92～0.95
0.40～0.45 0.70～0.75 0.75～0.82 0.82～0.92
传动类别
精度、结构 及润滑
滑动轴承
润滑不良 正常润滑 液体摩擦
滚动转承
球轴承 滚子轴承
V带传动
滚子链传动
螺旋转动(滑动)
螺旋转动(滚动)
联轴器
弹性、齿式
效率
0.94(一对) 0.97(一对) 0.99(一对) 0.99(一对) 0.98(一对) 0.96 0.96 0.30～0.60 0.85～0.95 0.99
HT200 65Mn Q235
8.8 HT200 65Mn Q235
8.8 35
HT200
半粗羊毛毡 Q275
Q235
HT200 08F
Q235 石棉橡胶纸
组合件
40 Q275 45
m=1.5,z=127
8.8
HT200
半粗羊毛毡
45
m=1.5,z=31
Q235
8.8 HT200
08F
设计 校核 标准检查 工艺检查 制图 审定 批准
题号 输送链的牵引力F/kN 输送链的速度v/(m/s) 输送链链轮的节圆直径d/mm
2—A 1 0.9 105
2—B 1.2 0.75 92
2—C 1.4 0.8 115
2—D 1.5 0.7 100
2—E 1.6 0.6 110
第二章 设计题目
第 3 题 设计加热炉推料机传动装置 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300 个工作日），小批量生产，一班制工作，输送机工作轴转速允许误差为±5 ％。
0.97 0.95～0.97 0.92～0.95
0.40～0.45 0.70～0.75 0.75～0.82 0.82～0.92
传动类别
精度、结构 及润滑
滑动轴承
润滑不良 正常润滑 液体摩擦
滚动转承
球轴承 滚子轴承
V带传动
滚子链传动
螺旋转动(滑动)
螺旋转动(滚动)
联轴器
弹性、齿式
效率
0.94(一对) 0.97(一对) 0.99(一对) 0.99(一对) 0.98(一对) 0.96 0.96 0.30～0.60 0.85～0.95 0.99
HT200 65Mn Q235
8.8 HT200 65Mn Q235
8.8 35
HT200
半粗羊毛毡 Q275
Q235
HT200 08F
Q235 石棉橡胶纸
组合件
40 Q275 45
m=1.5,z=127
8.8
HT200
半粗羊毛毡
45
m=1.5,z=31
Q235
8.8 HT200
08F
设计 校核 标准检查 工艺检查 制图 审定 批准
机械设计 机械设计总论PPT课件
第二章 机械设计总论
§2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介
塑性变形实例
塑性变形实例
三、表面损伤
绝大多数零件都与别的零件发生静的或 动的接触和配合关系或暴露在空气中。
大多数失效出现在零件表面。 零件的使用寿命在很大程度上受到表面
损伤的限制。
齿面磨损实例
磨损轴瓦
轴瓦磨损
四、破坏正常工作条件引起的失效
有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作， 正常工作条件被破坏了，零件就不能工作，也就 失效了。
[X]表示许用应力，可为[]、[t]等。
Y表示极限应力，可为s、b、-1e、Hlim。
许用安全系数的选择
合理地选择许用安全系数[S]是机械设计中的一项重 要工作。
设计人员的任务在于：在保证零件工作安全可靠的 前提下，尽可能减少许用安全系数的数值，或者说 尽可能提高许用应力的数值。
影响许用安全系数（或许用应力）数值大小的因素 主要有：
第一节 机器的组成 第一节机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功 能各异的机器。
一台完整的机器的组成大致可包括：
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机部分
传感器
传动部分
传感器
执行部分
传感器
控制系统
第二节 设计机器的一般程序
机械设计有一个一
设计任务的研究和制订
§2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介
塑性变形实例
塑性变形实例
三、表面损伤
绝大多数零件都与别的零件发生静的或 动的接触和配合关系或暴露在空气中。
大多数失效出现在零件表面。 零件的使用寿命在很大程度上受到表面
损伤的限制。
齿面磨损实例
磨损轴瓦
轴瓦磨损
四、破坏正常工作条件引起的失效
有些零件只有在一定的工作条件下才能正常工作， 正常工作条件被破坏了，零件就不能工作，也就 失效了。
[X]表示许用应力，可为[]、[t]等。
Y表示极限应力，可为s、b、-1e、Hlim。
许用安全系数的选择
合理地选择许用安全系数[S]是机械设计中的一项重 要工作。
设计人员的任务在于：在保证零件工作安全可靠的 前提下，尽可能减少许用安全系数的数值，或者说 尽可能提高许用应力的数值。
影响许用安全系数（或许用应力）数值大小的因素 主要有：
第一节 机器的组成 第一节机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功 能各异的机器。
一台完整的机器的组成大致可包括：
润滑、显示、照明等辅助系统
原动机部分
传感器
传动部分
传感器
执行部分
传感器
控制系统
第二节 设计机器的一般程序
机械设计有一个一
设计任务的研究和制订
第一章机械设计概述
N0个），在一定的工作条件下进行实验，如在经过 时间t后，还有Ns个正常工作，有Nf个损坏了，则 这批零件在该工作条件下能正常工作达到时间t的
可靠度R为
RNs N0Nf 1Nf
N0 N0
N0
我们称F=Nf/N0为零件的失效概率（即不可靠度）， 它与可靠度的和为1。
按可靠性理论，机械是零件的串联、并联或混 联系统。系统的可靠度取决于零件的可靠度。
n
RS1－Fi (i1,2, ,n) i1
式中，Fi为各个零件的失效概率。可见，并联系统 失效概率低于任一零件的失效概率，因此，其可靠 度高于任一零件的可靠度。
为了提高系统可靠度，在设计时可采取下列 措施： •在满足机器性能要求的前提下，力求结构简单， 零件数目少； •尽可能采用有可靠度保证的标准件； •安全系数要留有余地； •增加重要环节的备用系统； •合理规定维修期等。
•应使零件形状简单合理。 •适应生产条件和规模。 •合理选用毛坯类型。 •便于切削加工。 •便于装配和拆卸。 •易于维护和修理。
人机学要求 在结构设计中必须考虑安全问题，应优先采用具
有直接（本身）安全作用的结构方案。此外应使结构 造型美观，操作舒适，有利于环境保护。
第七节 机械零件的标准化
机械零件的标准化，就是对零件的尺寸、结构要 素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等， 制定出各种大家共同遵守的标准。
一般来讲各种零件都应满足一定的强度要求， 因而强度准则是零件设计最基本的准则。
二、刚度准则
刚度指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。
其表达式为
y≥[y]
y——弹性变形量； [y]——许用变形量。
弹性变形量可用各种求变形量的理论或实验方 法确定，而许用变形量则应随不同的使用场合，按 理论或经验来确定其合理的数值。
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2）改善操作者及机器的环境。所设计的机器应符合劳 动保护法规的要求。降低机器运转时的噪声水平，防止 有毒、有害介质的渗漏，对废水、废气和废液进行治理。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
机器的可靠度----指在规定的使用时间内和预定的环境 下机器能够正常工作的概率。
因此，存在一个方案的比较和取舍问题。
方案评价原则：经济性、技术上可行。
经济性----总费用最低。
费用
总费用
方案设计阶段要正确处理好 借鉴与创新的关系。
同类机器的成功的先例应 当借鉴，但其中的薄弱环节和 不符合现有任务要求的部分应 当加以改进或替换。
潘存云教授研制
设计制
使用费用
造费用
复杂程度
保守和照搬原有设计 坚决反对 一味求新而把合理的原有经验弃置不用
优化,达到尽可能精确的计算结果,保证机器足够 的可靠性。 2）最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、 部件。 3）尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。
4）合理地组织设计和制造过程。
5）力求改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加 工、易装配。
提高使用经济性指标的主要途径有:
1）合理地提高机器的机械化和自动化水平，以期提 高机器的生产率。
选择材潘料存云、教授确研定制 尺寸
评价
决策—确定结构形状与尺寸
技
零件设计
术
部件设计
设
计
总体设计
编制技术文件
二、 机械设计的主要要求
----在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率高、 成本低，造型美观，在预定使用期限内要安全可靠， 操作方便、维修简单。具体要求如下：
▲使用功能要求 ▲经济性要求
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：
▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
使用功能要求----机器应具有预定的使用功能。这主要 靠正确地选择机器的工作原理，正确地设计或选用能 够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动机， 以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
机器由于某种故障而不能完成预定的功能称为失 效，它是随机发生的，其原因是零件所受的载荷、环 境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机变化 的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零 件性能两个方面使其变化尽可能小。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
其它专用要求----针对不同机器所特有的要求。例如： 1)对机床有长期保持精度的要求；
2)对飞机有质量小，飞行阻力小而运载能力大的要求； 3)对流动使用的机器有便于安装和拆卸的要求；
4)对大型机器有便于运输的要求等等。
2.2 机械零件的主要失效形式和工作能力
3）零件的工作能力设计 由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零
部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本 尺寸。
4）部件装配草图及总装配草图的设计----结构设计
5）主要零件的校核计算 以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力分
析和工作能力校核计算ຫໍສະໝຸດ 4、技术文件编制 技术文件----用来说明产品性能、设计、制造、操
2）选用高效率的传动系统，尽可能减少传动的中间 环节，以期降低能源消耗。
3）适当地采用防护及润滑，以延长机器的使用寿命。
4）采用可靠的密封，减少或消除渗漏现象。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
1)要使机器的操作者方便和安全。因此设计时要按照人 机工程学的观点布置各种按钮、手柄，使操作方式符合 人们的 心理和习惯。同时，设置完善的安全装置、报警 装置、显示装置等。
设计任务书
机器的功能 经济性估计 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期
2、方案设计阶段
对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出 实现方案。
在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、 理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。
以螺纹制造为例：有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分的工作原理也不同。
环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是保 一部完整的机器是一个复杂的系统。要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。
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。
▲ 计划阶段 ▲ 方案设计阶段 ▲ 技术设计阶段 ▲ 技术文件编制阶段
1、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
作使用、维护、或其它所有与产品相关的文档资料。
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
产品验收条件 ………….
机器设计的一般流程
提出任务
计
划
分析对机器的要求
确定任务要求
机器潘功存云能教授分研析制
提出可能的解决办法 方 案
组合几种可能的方案 设 计
评价
决策----选定方案
明确构形要求 结构化
经济性要求----机器的经济性体现在设计、制造和使用 的全过程中，设计机器时就要全面综合地进行考虑。 设计制造的经济性表现为机器的成本低，使用经济性 表现为高生产率，高效率，低能耗，以及低的管理和 维护费用等。
提高设计和制造经济性指标的主要途径有: 1）采用先进的现代设计方法(CAD)，使设计参数最
3、技术设计阶段
绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零部 件的外形、基本尺寸和零件工作图。
为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作：
1）机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。
求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。 2）机器的动力学设计
计算构件所受公称载荷（名义载荷）的大小和特性。
第2章 机械设计基础知识
2.1 机械设计的基本要求和一般程序 2.2 机械零件的主要失效形式和工作能力 2.3 机械零件的设计准则和一般设计步骤 2.4 机械零件的材料及热处理 2.5 摩擦、磨损与润滑
2.6 机械零件的结构工艺性和标准化
2.1 机械设计的一般程序和基本要求
一、机械设计的一般程序 一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
机器的可靠度----指在规定的使用时间内和预定的环境 下机器能够正常工作的概率。
因此，存在一个方案的比较和取舍问题。
方案评价原则：经济性、技术上可行。
经济性----总费用最低。
费用
总费用
方案设计阶段要正确处理好 借鉴与创新的关系。
同类机器的成功的先例应 当借鉴，但其中的薄弱环节和 不符合现有任务要求的部分应 当加以改进或替换。
潘存云教授研制
设计制
使用费用
造费用
复杂程度
保守和照搬原有设计 坚决反对 一味求新而把合理的原有经验弃置不用
优化,达到尽可能精确的计算结果,保证机器足够 的可靠性。 2）最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、 部件。 3）尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。
4）合理地组织设计和制造过程。
5）力求改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加 工、易装配。
提高使用经济性指标的主要途径有:
1）合理地提高机器的机械化和自动化水平，以期提 高机器的生产率。
选择材潘料存云、教授确研定制 尺寸
评价
决策—确定结构形状与尺寸
技
零件设计
术
部件设计
设
计
总体设计
编制技术文件
二、 机械设计的主要要求
----在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率高、 成本低，造型美观，在预定使用期限内要安全可靠， 操作方便、维修简单。具体要求如下：
▲使用功能要求 ▲经济性要求
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：
▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
使用功能要求----机器应具有预定的使用功能。这主要 靠正确地选择机器的工作原理，正确地设计或选用能 够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动机， 以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
机器由于某种故障而不能完成预定的功能称为失 效，它是随机发生的，其原因是零件所受的载荷、环 境温度、零件本身物理和机械性能等因素是随机变化 的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零 件性能两个方面使其变化尽可能小。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
其它专用要求----针对不同机器所特有的要求。例如： 1)对机床有长期保持精度的要求；
2)对飞机有质量小，飞行阻力小而运载能力大的要求； 3)对流动使用的机器有便于安装和拆卸的要求；
4)对大型机器有便于运输的要求等等。
2.2 机械零件的主要失效形式和工作能力
3）零件的工作能力设计 由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零
部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本 尺寸。
4）部件装配草图及总装配草图的设计----结构设计
5）主要零件的校核计算 以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力分
析和工作能力校核计算ຫໍສະໝຸດ 4、技术文件编制 技术文件----用来说明产品性能、设计、制造、操
2）选用高效率的传动系统，尽可能减少传动的中间 环节，以期降低能源消耗。
3）适当地采用防护及润滑，以延长机器的使用寿命。
4）采用可靠的密封，减少或消除渗漏现象。
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
1)要使机器的操作者方便和安全。因此设计时要按照人 机工程学的观点布置各种按钮、手柄，使操作方式符合 人们的 心理和习惯。同时，设置完善的安全装置、报警 装置、显示装置等。
设计任务书
机器的功能 经济性估计 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期
2、方案设计阶段
对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出 实现方案。
在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、 理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。
以螺纹制造为例：有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分的工作原理也不同。
环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是保 一部完整的机器是一个复杂的系统。要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。
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。
▲ 计划阶段 ▲ 方案设计阶段 ▲ 技术设计阶段 ▲ 技术文件编制阶段
1、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
作使用、维护、或其它所有与产品相关的文档资料。
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
产品验收条件 ………….
机器设计的一般流程
提出任务
计
划
分析对机器的要求
确定任务要求
机器潘功存云能教授分研析制
提出可能的解决办法 方 案
组合几种可能的方案 设 计
评价
决策----选定方案
明确构形要求 结构化
经济性要求----机器的经济性体现在设计、制造和使用 的全过程中，设计机器时就要全面综合地进行考虑。 设计制造的经济性表现为机器的成本低，使用经济性 表现为高生产率，高效率，低能耗，以及低的管理和 维护费用等。
提高设计和制造经济性指标的主要途径有: 1）采用先进的现代设计方法(CAD)，使设计参数最
3、技术设计阶段
绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零部 件的外形、基本尺寸和零件工作图。
为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作：
1）机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。
求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。 2）机器的动力学设计
计算构件所受公称载荷（名义载荷）的大小和特性。
第2章 机械设计基础知识
2.1 机械设计的基本要求和一般程序 2.2 机械零件的主要失效形式和工作能力 2.3 机械零件的设计准则和一般设计步骤 2.4 机械零件的材料及热处理 2.5 摩擦、磨损与润滑
2.6 机械零件的结构工艺性和标准化
2.1 机械设计的一般程序和基本要求
一、机械设计的一般程序 一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一