机械设计实用培训课程PPT(48张)
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机械设计课件ppt
04
详细设计
对技术设计方案进行优化和完善，完 成图纸绘制和工艺计划，为产品制造 提供根据。
02 机械材料
CHAPTER
金属材料
01
02
03
钢铁
常用的机械材料之一，具 有高强度、良好的塑性和 韧性，易于加工和焊接。
铜及铜合金
具有良好的导电导热性能 ，易于加工，常用于制造 电气和电子元件。
铝及铝合金
质轻、耐腐蚀、易于加工 ，广泛用于航空、汽车和 建筑领域。
非金属材料
工程塑料
具有良好的耐腐蚀、绝缘 、质轻和耐磨等特性，广 泛应用于化工、电子和汽 车等领域。
橡胶
具有弹性好、减震性能良 好、绝缘和耐腐蚀等特点 ，用于制造密封件、减震 器和绝缘材料等。
陶瓷
硬度高、耐磨、耐腐蚀， 常用于制造轴承、阀件和 刀具等高精度零件。
复合材料
玻璃纤维增强塑料
金属基复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而 成，具有轻质、高强、耐腐蚀等特点 。
以金属为基体，加入增强纤维或颗粒 等材料复合而成，具有高强度、耐磨 和耐热等特点。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合而成 ，具有高强度、高模量、轻质等特点 ，广泛应用于航空、汽车和体育器材 等领域。
链传动的类型
根据链条的结构，链传动可以分为滚子链、齿形链等多种类型。
链传动的特点
链传动具有承载能力强、传动效率高、可靠性好等优点，但同时也 存在结构尺寸较大、对安装精度要求高等缺点。
04 机械制造工艺
CHAPTER
铸造工艺
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造的方法，适用于各种 形状和大小的铸件。
熔模铸造
轴承结构设计
机械设计全套完整ppt课件
.
8
机械设计基础
绪论
1．熟悉常用机构的组成、工作原理及其特点，掌握通用机构的分析和设计 的基本方法。
2．熟悉通用机械零件的工作原理、结构及其特点，掌握通用机械零件的选 用和设计的基本方法。
3．具有对机构分析设计和零件设计计算的能力，并具有运用机械设计手册、 图册及标准等有关技术资料的能力。
4．具有综合运用所学知识和实践的技能，设计简单机械和简单传动装置的 能力。
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。
.
5
机械设计基础
绪论
如图1-1所示的内燃机， 是由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、
.
机械设计基础
图1-5（a）开式运动链
14
• 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
0.3.2 本课程的学习方法
本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业课向实践性较强的 专业课过渡的一个重要转折点。因此，学生在学习过程中，必须多观察、 细思考、勤练习、常总结。观察生活、生产中遇到的各种机械，熟悉典型 结构，增强感性认识；思考明晰本课程的基本概念，注意各种知识的联 系，融会贯通；勤练基本技能，提高分析能力和综合能力；及时总结、消 化掌握课程内容，归纳学到的各种技术方法。特别应注重实践能力和创新 精神的培养，提高全面素质和综合职业能力。
机械设计基础ppt课件完整版
3
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。
2024/1/28
4
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。
2024/1/28
18
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。
定期保养
检查系统各元件的工作状态，及时更 换损坏的密封件和易损件等。
2024/1/28
故障诊断与排除
熟悉系统故障现象和原因，掌握相应 的排除方法。
系统改进与优化
根据使用情况和实际需求，对系统进 行改进和优化，提高系统性能和效率 。
数字化与智能化融合
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。
2024/1/28
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
。
2024/1/28
6
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。
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。
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• 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ppt课件
机械设计基础全套ppt 课件•机械设计概述•机械零件设计基础•传动系统设计•轴系零部件设计目录•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。
•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。
机械设计原则技术性能准则：技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既包含静态性能，又包含动态性能。
经济性准则：提高设计经济性的途径有：选择适当的设计准则，避免或减小过剩设计；采用现代设计方法，合理地设计零部件或系统；设计高效率的零部件；提高制造精度，采用可靠性设计，优化产品设计结构，减少维修频次和维修量，延长产品寿命。
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。
经验设计根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验，或借助类比方法所进行的设计。
它主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零部件。
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采用理论设计。
类比设计应用类比推理方法进行的设计。
它适用于有定型产品的零部件和工艺装备的设计，特别适用于对系列产品的改进和新产品的开发。
绿色是从环境保护领域中引用来的，人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。
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
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
机械设计与制造技术培训ppt
机械设计与制造技术 培训
汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• 机械设计基础 • 制造工艺技术 • 材料与热处理 • 机械制造自动化 • 质量控制与检测 • 实际案例分析
01
机械设计基础
设计理念与原则
功能性原则
确保机械产品能够实现所需的功能，满足 使用要求。
经济性原则
在满足功能和可靠性的前提下，降低机械 产品的制造成本。
质量文化
培养员工的质量意识和责 任感，形成追求卓越质量 的企业文化。
06
实际案例分析
典型机械产品设计案例
01
案例一
减速器设计
02
案例二
齿轮泵设计
03
案例三
机床主轴箱设计
04
案例四
工业机器人关节设计
先进制造工艺应用案例
案例一
数控加工技术应用
案例二
3D打印技术应用
案例三
激光加工技术应用
案例四
精密铸造技术应用
金属切削机床
总结词
熟悉金属切削机床的种类、结构和工作原理，掌握其操作和维护方法。
详细描述
了解金属切削机床的基本结构和组成，掌握其工作原理和操作方法，能够正确使用和维护金属 切削机床，确保其正常运行和延长使用寿命。
先进制造技术
总结词
掌握先进制造技术的原理和应用，包括数控加工 、3D打印、智能制造等。
详细描述
了解先进制造技术的原理和特点，掌握其应用范 围和优势，能够根据生产需求选择合适的先进制 造技术，提高生产效率和产品质量。
03
材料与热处理
常用工程材料
01 钢铁
用于制造各种机械零件和结构件，因其强度和耐 磨性而广泛使用。
汇报人：可编辑
2023-12-24
目录
• 机械设计基础 • 制造工艺技术 • 材料与热处理 • 机械制造自动化 • 质量控制与检测 • 实际案例分析
01
机械设计基础
设计理念与原则
功能性原则
确保机械产品能够实现所需的功能，满足 使用要求。
经济性原则
在满足功能和可靠性的前提下，降低机械 产品的制造成本。
质量文化
培养员工的质量意识和责 任感，形成追求卓越质量 的企业文化。
06
实际案例分析
典型机械产品设计案例
01
案例一
减速器设计
02
案例二
齿轮泵设计
03
案例三
机床主轴箱设计
04
案例四
工业机器人关节设计
先进制造工艺应用案例
案例一
数控加工技术应用
案例二
3D打印技术应用
案例三
激光加工技术应用
案例四
精密铸造技术应用
金属切削机床
总结词
熟悉金属切削机床的种类、结构和工作原理，掌握其操作和维护方法。
详细描述
了解金属切削机床的基本结构和组成，掌握其工作原理和操作方法，能够正确使用和维护金属 切削机床，确保其正常运行和延长使用寿命。
先进制造技术
总结词
掌握先进制造技术的原理和应用，包括数控加工 、3D打印、智能制造等。
详细描述
了解先进制造技术的原理和特点，掌握其应用范 围和优势，能够根据生产需求选择合适的先进制 造技术，提高生产效率和产品质量。
03
材料与热处理
常用工程材料
01 钢铁
用于制造各种机械零件和结构件，因其强度和耐 磨性而广泛使用。
机械设计培训教案ppt(共89页)
作业 1-3
作业ห้องสมุดไป่ตู้1-4
试用下列坐标点绘制曲线
第二章 零件设计
第一节 基本特征建模
零件的基本建模方法主要包括:
拉伸凸台、拉伸切除、旋转凸台、旋转切除、阵列及
圆角等六个特征方法 基本特征的要素
旋转特征：旋转特征要求设定旋转轴，此轴可以是中 心线，直线或边线。 阵列特征：一般分为线性阵列和圆周阵列，线性阵列 的要素是阵列方向、间距及数量；圆周阵列的要素是 阵列中心、半径及数量。
1、基体法兰 基体法兰新钣金零件的第一个特征。基体法兰被添加到 SolidWorks 零件后，系统就会将该零件标记为钣金零件。 基体法兰特征的一些额外注意事项： （1）基体法兰特征是从草图生成的。而草图可以是单一开环 、 单一闭环 或多重封闭 轮廓。 （2）在一个 SolidWorks 零件中，只能有一个基体法兰特征。 （3）基体-法兰特征的厚度和折弯半径将成为其它钣金特征的 默认值。
示例2-1 轴套零件
示例2-2 法兰零件
示例2-3 偏心轮零件
示例2-4 法兰零件
选取前视基准面，绘制如下草图
第二节 拨模、抽壳及筋特征建模
铸造和注塑零件常会用到抽壳、拨模和筋特 征。
抽壳是掏空零件，生成薄壁特特征；筋特征 是开环或闭环绘制的轮廓所生成的特殊类型的 拉伸特征。
下面通过示例来学习如何运用抽壳及放样特 征来设计零件。
示例2-11 板金箱体
生成基体法兰的草图
生成的基体法兰
2、薄片
• 薄片特征的深度设置为钣金零件的厚度。至于深度 的方向，系统会自动将其设置为与钣金零件重合， 从而避免实体脱节。
• 薄片草图的属性包括：
• 草图可以是单一闭环、多重闭环或多重封闭轮廓。 此图显示一将两个薄片添加到钣金零件的单一薄片 特征。
机械设计课件PPT课件
扭转：外力的合力为一力偶，且力偶的作用面与直杆的轴线 垂直，杆发生的变形为扭转变形。
A
B O
A
BO
m
m
第11页/共26页
传动轴的外力偶矩 ·扭矩及扭矩图
一、传动轴的外力偶矩
传动轴的传递功率、转速与外力偶矩的关系：
m
其中：P — 功率，千瓦（kW） n — 转速，转/分（rpm）
目 ①扭矩变化规律； 的 ②|T|max值及其截面位置
强度计算（危险截面）。
T
x
第14页/共26页
三、最大剪应力：
Td
max
2 Ip
T Wt
Wt — 抗扭截面系数（抗扭截面模量），
几何量，单位：mm3或m3。
对于实心圆截面： Wt Ip R D3 16 0.2D3 对于空心圆截面： Wt Ip R D3(14) 16 0.2D3(1-4)
N1
A
BC
D
PA
PB
PC
PD
解： 求OA段内力N1：设置截面如图
X 0 N1 PA PB PC PD 0
N1 5P 8P 4P P 0 N1 2P
第5页/共26页
同理，求得AB、
N2
BC、CD段内力分
别为：
N2= –3P
N3= 5P
N4= P
BC
PB
PC
N3
C
PC N4
轴力图如右图 N
σ—横截面一点的正应力
★ 说明：在使用上式计算正应力时，通常以M、y 的绝
对值代入，求得应力的值，再根据变形判断应力的正负，以 中性轴为界，凸出的一侧受拉（正），凹入的一侧受压 （负）。
第23页/共26页
最大正应力：
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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(3) 执行系统直接完成预定任务的装置 (4) 操纵及控制系统
使各部分协调动作 (5) 辅助装置
如冷却、润滑、记数、照明
性质和任务
1.性质 机类各专业重要的技术基础课
2.任务 树立正确的设计思想和设计方法
具有初步设计传动装置和简单机械的能力 了解机械系统总体方案的设计过程
3.机械零件设计的步骤
受力分析
剪应力： [] lim
[S]
脆性材料取强度极限 b(b) 塑性材料取屈服极限 S(S)
2. 危险剖面的安全系数
S lim [S]
S lim [S]
三、变应力作用下的强度条件
1. 静、变应力下的零件损坏和极限应力
(1) 零件损坏机理
静应力作用下： 危险剖面塑性变形或断裂
当 N N0 时 当 N N0 时
rN
m
N0 N
r
rN r
3. 不同应力循环特征 r 时的疲劳极限
结论：
材料的极限应力简图
对于塑性材料
r1(S 0) S(0 1)
零件的疲劳极限
r
1(am) (K)Dam
对于脆性材料
r
1(am) (K)Dam
缺点：制造成本较高； 精度低时，噪声和振动较大； 不宜用于轴间距离较大的传动。
一、失效
齿轮传动失效形式和设计准则
1、轮齿折断 ★ 疲劳折断 ★ 过载折断
全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮 局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮 措施：增大齿根圆角半径、 提高齿面精度、正变 位、增大模数等
2、齿面疲劳点蚀 ★ 点蚀常发生于闭式软齿面（HBS≤350）传动中 ★ 点蚀的形成与润滑油的存在密切相关 ★ 点蚀常发生于偏向齿根的节线附近 ★ 开式传动中一般不会出现点蚀现象 措施：提高齿面硬度和齿面质量等
3、齿面胶合 配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强 措施：采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等
4、齿面磨损 是开式传动的主要失效形式 措施：改善润滑和密封条件
5、齿面塑性变形 措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油
二、齿轮传动的设计准则
主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式
齿根弯曲疲劳强度—齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力 齿面接触疲劳强度—齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力
对一组试样作疲劳试验
一个 值 记录下试样破坏的 N 值
曲线方程：
(2) 循环基数 N 0
m rNNm rN0C
当 值小到某一数值时，“无数”次循环试样都不会
疲劳破坏，则用 N 0 替代“无数”次。 如碳钢 N0 107
(3) 材料疲劳极限 r
与 N 0 对应的值
(4) 不同 N 的疲劳极限
n
功率 kW
计算载荷： TC KT 载荷系数
转速 r/min
(考虑各种附加载荷)
FC KF
2. 应力
静应力：不随时间而变的应力
变应力：随时间而变的应力
稳定循环： T a m不随时间变 不稳定循环：T a m之一随时间变
随机： 变化无规律
3. 几种稳定循环变应力
(1) 变应力参数 ( 以正应力 为例、可将 替换 )
机械设计课程的主要内容
总论
齿轮传动
蜗杆传动
带传动
链传动
轴及轴系零、部件
联轴器、离合器和制动器
联接
弹簧 机械零部件的润滑与密封
机械系统总体方案设计
机械系统的组成
(1) 动力系统 提供动力、实施能量转换 如：水轮机 水能(自然界能源) 机械能 电动机 电能(二次能源) 机械能
(2) 传动系统 将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置 功能： 减速 变速 传递动力 改变运动规律 多驱动
脉动循环变应力
maxmin
m 0 amaxmin
r1
1(1)
min0
a
m
max 2
r 0
0 (0 )
ma xmi nm
a 0
r1
1(1)
对称循环变应力
二、静应力作用下的强度条件
1. 危险剖面的应力
正应力： [] lim [S] 极限应力
r1(S 0) S(0 1)
则 r S
以上正应力公式，用 替代
则对剪应力同样适用。
齿轮传动
齿轮传动
闭式传动 —封闭在箱体内，润滑条件好 开式传动 —外露，润滑较差，易磨损 半开式传动 —介于上两者之间,有防护罩
齿轮传动的特点
优点：传递功率和转速适用范围广； 具有稳定的传动比； 效率高、结构紧凑。
直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷
一、轮齿受力分析
条件：标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力
圆周力— F t 20T 1 0/d 0 1 N
径向力— Fr Fttg N
法向力— F nF t /co sN
设计准则一：对于闭式软齿面（ HBS≤350）传动， 主要失效形式是齿面点蚀，所以按齿面接触疲劳强 度设计， 而校核齿根弯曲疲劳强度。 设计准则二： 对于闭式硬齿面（ HBS>350）传动， 主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，所以按齿根弯 曲疲劳强度设计，而校核齿面接触疲劳强度。
开式齿轮传动采用准则二，但不校核齿面接触强度
最大应力 maxam
最小应力 应力幅
min
a
maxmin 2
平均应力
m
maxmin 2
循环特征 r min
max
r1~1
已知 2 个参 可数确定其余参数
Hale Waihona Puke mina m max
非对称循环变应力
(2) 对称循环变应力 (3) 脉动循环变应力 (4) 静应力
选择材料
确定计算准则
理论计算 (参数设计)
结构设计
技术文档
失效：零件失去正常工作的能力
计算准则：衡量零件工作能力的指标
约束条件式如强度准则 []
机械设计中的强度问题
一、载荷和应力
1. 载荷
工作载荷： 机器正常工作时所受的实际载荷 (一般难以确定)
名义载荷：按原动机功率求得 T9.55106P (Nm)m (理想状态)
变应力作用下： 疲劳断裂
零件表面应力超过极限值
微裂纹
(2) 极限应力
扩展
断裂
静应力极限应力： 与材料性能有关
变应力疲劳极限： 与材料有关外，还与
循环特征 r 、应力循环次数 N 、应力集中、 绝对尺寸、表面状态有关
2. 不同循环次数 N 时的疲劳极限
(1) 疲劳曲线
在循环特征为 r 的变应力作用下
使各部分协调动作 (5) 辅助装置
如冷却、润滑、记数、照明
性质和任务
1.性质 机类各专业重要的技术基础课
2.任务 树立正确的设计思想和设计方法
具有初步设计传动装置和简单机械的能力 了解机械系统总体方案的设计过程
3.机械零件设计的步骤
受力分析
剪应力： [] lim
[S]
脆性材料取强度极限 b(b) 塑性材料取屈服极限 S(S)
2. 危险剖面的安全系数
S lim [S]
S lim [S]
三、变应力作用下的强度条件
1. 静、变应力下的零件损坏和极限应力
(1) 零件损坏机理
静应力作用下： 危险剖面塑性变形或断裂
当 N N0 时 当 N N0 时
rN
m
N0 N
r
rN r
3. 不同应力循环特征 r 时的疲劳极限
结论：
材料的极限应力简图
对于塑性材料
r1(S 0) S(0 1)
零件的疲劳极限
r
1(am) (K)Dam
对于脆性材料
r
1(am) (K)Dam
缺点：制造成本较高； 精度低时，噪声和振动较大； 不宜用于轴间距离较大的传动。
一、失效
齿轮传动失效形式和设计准则
1、轮齿折断 ★ 疲劳折断 ★ 过载折断
全齿折断—常发生于齿宽较小的直齿轮 局部折断—常发生于齿宽较大的直齿轮，和斜齿轮 措施：增大齿根圆角半径、 提高齿面精度、正变 位、增大模数等
2、齿面疲劳点蚀 ★ 点蚀常发生于闭式软齿面（HBS≤350）传动中 ★ 点蚀的形成与润滑油的存在密切相关 ★ 点蚀常发生于偏向齿根的节线附近 ★ 开式传动中一般不会出现点蚀现象 措施：提高齿面硬度和齿面质量等
3、齿面胶合 配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强 措施：采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等
4、齿面磨损 是开式传动的主要失效形式 措施：改善润滑和密封条件
5、齿面塑性变形 措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油
二、齿轮传动的设计准则
主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式
齿根弯曲疲劳强度—齿轮抵抗轮齿疲劳折断的能力 齿面接触疲劳强度—齿轮抵抗齿面疲劳点蚀的能力
对一组试样作疲劳试验
一个 值 记录下试样破坏的 N 值
曲线方程：
(2) 循环基数 N 0
m rNNm rN0C
当 值小到某一数值时，“无数”次循环试样都不会
疲劳破坏，则用 N 0 替代“无数”次。 如碳钢 N0 107
(3) 材料疲劳极限 r
与 N 0 对应的值
(4) 不同 N 的疲劳极限
n
功率 kW
计算载荷： TC KT 载荷系数
转速 r/min
(考虑各种附加载荷)
FC KF
2. 应力
静应力：不随时间而变的应力
变应力：随时间而变的应力
稳定循环： T a m不随时间变 不稳定循环：T a m之一随时间变
随机： 变化无规律
3. 几种稳定循环变应力
(1) 变应力参数 ( 以正应力 为例、可将 替换 )
机械设计课程的主要内容
总论
齿轮传动
蜗杆传动
带传动
链传动
轴及轴系零、部件
联轴器、离合器和制动器
联接
弹簧 机械零部件的润滑与密封
机械系统总体方案设计
机械系统的组成
(1) 动力系统 提供动力、实施能量转换 如：水轮机 水能(自然界能源) 机械能 电动机 电能(二次能源) 机械能
(2) 传动系统 将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置 功能： 减速 变速 传递动力 改变运动规律 多驱动
脉动循环变应力
maxmin
m 0 amaxmin
r1
1(1)
min0
a
m
max 2
r 0
0 (0 )
ma xmi nm
a 0
r1
1(1)
对称循环变应力
二、静应力作用下的强度条件
1. 危险剖面的应力
正应力： [] lim [S] 极限应力
r1(S 0) S(0 1)
则 r S
以上正应力公式，用 替代
则对剪应力同样适用。
齿轮传动
齿轮传动
闭式传动 —封闭在箱体内，润滑条件好 开式传动 —外露，润滑较差，易磨损 半开式传动 —介于上两者之间,有防护罩
齿轮传动的特点
优点：传递功率和转速适用范围广； 具有稳定的传动比； 效率高、结构紧凑。
直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷
一、轮齿受力分析
条件：标准齿轮并忽略齿面间的摩擦力
圆周力— F t 20T 1 0/d 0 1 N
径向力— Fr Fttg N
法向力— F nF t /co sN
设计准则一：对于闭式软齿面（ HBS≤350）传动， 主要失效形式是齿面点蚀，所以按齿面接触疲劳强 度设计， 而校核齿根弯曲疲劳强度。 设计准则二： 对于闭式硬齿面（ HBS>350）传动， 主要失效形式是齿根弯曲疲劳折断，所以按齿根弯 曲疲劳强度设计，而校核齿面接触疲劳强度。
开式齿轮传动采用准则二，但不校核齿面接触强度
最大应力 maxam
最小应力 应力幅
min
a
maxmin 2
平均应力
m
maxmin 2
循环特征 r min
max
r1~1
已知 2 个参 可数确定其余参数
Hale Waihona Puke mina m max
非对称循环变应力
(2) 对称循环变应力 (3) 脉动循环变应力 (4) 静应力
选择材料
确定计算准则
理论计算 (参数设计)
结构设计
技术文档
失效：零件失去正常工作的能力
计算准则：衡量零件工作能力的指标
约束条件式如强度准则 []
机械设计中的强度问题
一、载荷和应力
1. 载荷
工作载荷： 机器正常工作时所受的实际载荷 (一般难以确定)
名义载荷：按原动机功率求得 T9.55106P (Nm)m (理想状态)
变应力作用下： 疲劳断裂
零件表面应力超过极限值
微裂纹
(2) 极限应力
扩展
断裂
静应力极限应力： 与材料性能有关
变应力疲劳极限： 与材料有关外，还与
循环特征 r 、应力循环次数 N 、应力集中、 绝对尺寸、表面状态有关
2. 不同循环次数 N 时的疲劳极限
(1) 疲劳曲线
在循环特征为 r 的变应力作用下