机械设计总论
机械设计总论(ppt 95页)
3. 寿命要求 影响零件寿命的主要因素有
疲劳破坏 腐蚀 磨损
大部分零件工作在变应力下，疲劳破坏是引起 零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有
▲应力集中 ▲零件的尺寸大小 ▲零件表面质量及环境状况 零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。
2、经过优化的举升液压缸布置方式
3 举升运输装备结构设计
四、技术文件编制
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
试验大纲 ……
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片水平运输时，运输装备图。
湘电风能： 大型叶片举升运输装备
叶片举升一定角度运输图。
§2-3 对机器的主要要求
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：
机械零件失效实例：
潘存云教授研制
齿轮轮齿折断
潘存云教授研制
轮齿塑性变形
潘存云教授研制
轴承内圈破裂
潘存云教授研制
轴承外圈塑性变形
潘存云教授研制
轴瓦磨损
潘存云教授研制
齿面接触疲劳
失效原因: 强度、刚度4.79%; 腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%，是主要失效原
机器实例
机器实例
控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动 作。
传感部分——将机器的工作参数，如位移、速 度、加速度、温度、压力等反馈给控制部分。
辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。 也是保证机器正常工作不可缺少的部分
§2-2 设计机器的一般程序
一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的 关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实 践经验是保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。
机械设计机械设计总论考研公式大全
机械设计机械设计总论考研公式大全
机械设计是工程设计的一门学科，涉及到机械的构造、运动、力学、热力学等方面。
在考研中，机械设计总论是机械工程专业的一个重要科目。
以下是一些与机械设计总论相关的公式：
1.机械效率公式：
机械效率=有用输出功/输入功
2.刚体平衡公式：
ΣFx = 0
ΣFy = 0
ΣMz = 0
3.刚体平动的动力学公式：
F = ma
4.刚体转动的动力学公式：
ΣM = Iα
5.线速度与角速度的关系：
v = ωr
6.位移与速度的关系：
v = ds / dt
7.功率公式：
功率=功/时间= W / t
8.动能公式：
动能= 1/2mv^2
9.势能公式：
势能= mgh
10.齿轮传动公式（减速比）：
i = N2 / N1
这些公式只是机械设计中的一部分，还有很多其他公式需要在具体的题目中应用。
此外，除了公式，机械设计总论还涉及到机械设计
的原则、方法、工艺、材料等内容。
在考研中，还需要掌握相关的理
论知识和解题技巧。
拓展：机械设计总论还包括了机械设计的相关内容，比如机械元
件的设计、机械传动系统的设计、机械结构的设计等。
在机械设计中，还有一些常用的标准公式和表格，比如键与轴设计的公式、齿轮设计
的公式、动力传递、弹簧设计、轴承设计等，这些公式和表格可以作
为设计计算的基础。
总之，机械设计总论是机械工程专业考研的重要科目，涉及到众
多的公式和知识点。
掌握这些公式并理解其应用场景是考研成功的关键，同时也需要对机械设计相关的知识有一个全面的了解和掌握。
机械设计机械设计总论
机械设计机械设计总论机械设计是机械工程学科中的一个重要分支，是指根据一定的技术要求和客户需求，从机械结构、机械元器件、机械传动、机械控制等方面，综合设计出符合要求的机械产品的过程。
机械设计总论是机械设计学科中最为重要的基础课程之一，它的研究内容主要包括机械设计的基本概念、机械设计的流程、机械设计的原则和方法以及机械设计中常用的材料和工艺等方面。
机械设计的基本概念包括机械设计的定义、任务、设计对象和设计要求。
机械设计的定义是指以机械学和材料学为基础，根据技术要求和客户需求，综合设计出符合要求的机械产品的过程。
机械设计的任务是在技术经济的条件下，为解决问题而进行的一种有目的的创造性活动，是实现机械产品工程化的重要环节。
机械设计的设计对象主要包括机械结构、机械元器件、机械传动和机械控制等方面。
机械设计的设计要求主要包括机械产品的功能要求、质量要求、安全要求和经济要求等方面。
机械设计的流程是指从研究设计任务、制订设计方案、进行设计计算、制定制造工艺和进行产品试制等一系列过程。
机械设计的原则和方法主要包括平衡原理、强度原理、刚度原理、稳定性原理、尺寸和形状选取原则以及制造工艺的选取等方面。
机械设计中常用的材料和工艺主要包括金属材料、非金属材料、热加工、冷加工，机床加工等方面。
机械设计的研究不仅涉及到机械工程学科的基础，还需要深入了解材料科学、力学、流体力学等相关学科的知识，才能较好地完成机械产品的设计。
而在实际的机械设计过程中，还需要根据不同的任务和需求，选择合适的设计软件和开发平台，进行三维模型的构建、动态仿真以及优化设计等工作，这些技术的应用将大大缩短了设计周期和成本，提高了设计的精度和效率。
总之，机械设计是一个复杂的、创新型的工作，需要设计人员全面掌握机械设计的基本概念、流程、原则和方法以及材料和工艺等知识，既重视创新和研究能力，又注重实践操作和团队协作等综合能力，才能更好地完成机械产品的设计任务。
第二章 机械设计总论
§2-3
二、 经济性要求： 经济性要求：
对机器的主要要求
一、使用功能的要求：要满足预期的使用要求 使用功能的要求：
1）设计制造经济性——成本低 设计制造经济性——成本低
最大限度地采用标准化 系列化及通用化的零 部件。 最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、部件。 标准化、 的零、 采用现代设计方法，使设计参数最优化。 采用现代设计方法，使设计参数最优化。 尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。 尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。 改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加工、易装配。 改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加工、易装配。
失 共振 胶合 效 (打滑) 打滑) (脱链) 脱链)
零件本身的 固有频率与 激振源的频 率重合或成 整数倍关系
摩擦功在接触 表面间产生瞬 时高温, 时高温,将表面 油膜破坏， 油膜破坏 ， 使 得接触表面间 材料微观熔化 后粘焊现象
带传动中由于 过载导致带与 轮之间发生全 面相对滑动的 现 象
链传动中由于 铰链销轴磨损 导致链节距过 长产生脱链的 现 象
机器可靠性的高低是用可靠度来衡量的。机器的可靠度R， 机器可靠性的高低是用可靠度来衡量的 。 机器的可靠度 ， 是指在规定的使用 时间内和预定的环境条件下机器能够正常工作的概率。机器不能正常工作， 时间内和预定的环境条件下机器能够正常工作的概率。 机器不能正常工作，即机器 由于某种故障而不能完成其预定的功能叫做失效。 由于某种故障而不能完成其预定的功能叫做失效。失效和正常工作是相互独立的一 对互斥事件。因此机器失效的概率F应当为 应当为： 对互斥事件。因此机器失效的概率 应当为：F=1-R。机器的可靠性也是机器的一种 。 固有属性。作为机器的设计者，当然对机器的可靠性能起到决定性的作用。 固有属性。作为机器的设计者，当然对机器的可靠性能起到决定性的作用。
机械设计总论
5）力求改善零件的结构工艺性，使其用料少、易加工、易
装配。
机
提高使用经济性指标的主要途径有：
械
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。 2）选用高效率的传动系统，尽可能减少传动的中间环节，
设 计 上
邓
以期降低能源消耗。
召
3）适当地采用防护及润滑，以延长机器的使用寿命。 义
第二章 机械设计总论
内容提要
本章主要分为两部分：关于机器总体设计的概述和关于机
械零件设计的概述。机器总体设计包括：机器的组成、设
计机器的一般程序、对机器的主要要求等；
机械零件设计包括：机械零件的主要失效形式、设计机械
零件时应满足的基本要求、机械零件的计算准则、机械零
件的设计方法、机械零件设计的一般步骤、机械零件材料
设计机械零件时应满足的基本要求、机械零件的 计 上
计算准则、机械零件的设计方法、机械零件设计 邓
的一般步骤、机械零件材料的选用原则、机械零
召 义
件设计中的标准化等。
21.06.2019
第二章 机械设计总论
2
§2-1机器的组成
机器的发展经历了一个从简单到复杂的过程
人类为了满足生产及生活的需要，设计和制
邓
通过方案评价，最后进行决策，即确定下一步技术设计的原理图或机
构运动简图。在方案设计阶段，要正确处理借鉴与创新的关系，既要
召 义
反对保守和照抄照搬，又要反对一味求新而弃用原有合理经验。
21.06.2019
第二章 机械设计总论
8
§2-2设计机器的一般程序-续3
（三）技术设计阶段
技术设计阶段的目标是总装配草图和部件装配草图。通过草图设
机械设计总论学习课件教学课件
灰铸铁 (TH300) 铸铁 球墨铸铁(QT500-5)
…
金属材料
黑色金属 钢
低碳钢 (08F) 中碳钢 (45) 高碳钢 (60) 合金钢 (1Cr18）
有色金属
… 铝合金 (LY12)
铜
合
金
(ZCuSn10P1)
非金属材料
高分子材料 陶瓷材料 复合材料
第二章 机械设计总论
第十节 机械零件设计中的标准化
件失效的比率定义为失效率，即：
dN
(t) dt
N
第二章 机械设计总论
将上式分离变量并积分，
t
(t)dt
N dN ln N
ln R
0
N N0
N0
t
R
(t )dte 0这就是可靠度和失效率的关系.
零件可靠度可用另一个指标表示，即零件的平均 工作时间（也称零件的平均寿命MTTF）。
第二章 机械设计总论
3）零件的工作能力设计
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
第二章 机械设计总论
技术文件编制阶段：技术文件：用来说明产品性 能、设计、制造、操作使用、维护、或其它所有与 产品相关的文档资料。包括：设计说明书、使用说 明书、零件明细表、标准件汇总、产品验收条件等 等。
模型实验设计：把初步设计的零、部件或机器做成 小模型或小尺寸样机，经过试验的手段对其特性进 行检验，根据实验结果再对设计进行逐步修改，达 到完善。 这种方法对于那些尺寸巨大而结构又很复杂的重要 零件的设计是一种很有效的方法。
第二章 机械设计总论
上世纪60年代末开始，设计领域中相继出现了 一系列新兴理论和方法，运用到了现代数学、力学、 计算机科学、信息科学等方面的最新成果。是过去 长期的传统设计活动的延伸和发展。
机械设计总论(doc 15页)
机械设计总论(doc 15页)第二章机械设计总论§2 – 1 机器的组成机器的组成如下：控制系统原动件传动装置执行机构辅助系统§2 – 2 设计机器的一般程序一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。
作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。
要提高♦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§2 – 4 机械零件的主要失效形式失效：――机械零件由于某种原因不能正常工作时失效并不单纯指破坏。
破坏只是失效的形式之一。
同一种机械零件的可能失效形式往往有数种机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等（一）整体断裂整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。
（二）过大的残余变形当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将产生残余变形。
（三）零件的表面破坏零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。
（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的工作，如：•液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作。
•带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作。
高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作。
零件在工作时会发生那一种失效，这与零件的工作环境、载荷性质等很多因素有关。
有统计结果表明，一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。
§2 – 5 设计机械零件时应满足的基本要求机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求❑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。
第1章机械设计总论
二、本课程的任务：
1）树立正确的设计思想 2）掌握通用机械零部件的设计原理、方法和一般规律。 3）掌握一定的设计技能（查阅资料，运用标准、规范。） 4）掌握典型机械零件的实验方法，获得基本的实验技能。 5）树立创新意识，培养机械设计的创新能力。 6）了解机械设计的最新动态 。
本课程的设计性、综合性和实践性都较强。
标准分为国家标准（ＧＢ）和行业标准（JＢ） 主要参数系列化 零部件的通用化：不同的产品中，可以有此零
件或部件是相同的 “三化”：标准化、通用化、系列化
§1—5 机械设计的最新进展
1、系统工程理论用于机械设计 2、可靠性设计 3、运用机械学理论新成果解决机械设计问题（机构学、振
动学、结构强度学、摩擦学、传动机械学、机器人机械 学）
工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度
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（计算所依据的 条件）
1、强度准则
强度、屈服极限
零件在载荷作用下抵抗破坏的能力
2、刚度准则
[ ] lim
S
[ ] lim
S
lim
(
lim
)
B S
( (
B) S)
学习本课程的注意事项：
1）注意理论联系实际，将机械零件的设计放到整个机械系统 中加以考虑。(系统性)
2）注意掌握零部件的共性，机械零部件设计的一般思路 (典 型性)
3）综合性 4）工程性
三、机械设计的类型
1、开发性设计 工作原理和结构都是新的
2、适应性设计 工作原理和设计方案不变，作局部变更或增
４、计算机在机械设计中的应用
5、人机工程的发展 6、运用价值工程理论 7、机械设计的实验研究技术有了很大的发展和提高，实验
《机械设计总论》课件
案例三：航空发动机叶片设计
总结词
航空发动机叶片设计是机械设计中的高难度案例，需 要综合考虑气动性能、材料科学和制造工艺等多个方 面的因素。
详细描述
航空发动机叶片设计需要精确计算叶片的气动性能， 选择合适的材料和加工工艺，以确保发动机的性能和 可靠性。同时，还需要考虑叶片的振动、疲劳和耐腐 蚀等方面的要求。在设计中，需要运用先进的计算和 分析工具，以确保设计的可行性和可靠性。
案例二：机器人结构设计
总结词
机器人结构设计是机械设计中的又一重要案 例，涉及到运动学、动力学、材料科学等多 个学科领域。
详细描述
机器人结构设计需要综合考虑机器人的运动 性能、负载能力、精度和稳定性等方面的要 求。在设计中，需要对机器人的整体结构进 行合理布局，选择合适的材料和加工工艺， 以确保机器人的性能和寿命。此外，还需要 考虑机器人的可维护性和可扩展性等方面的
机械设计标准与规范
国家标准与行业标准
01
了解常用的机械设计相关国家标准和行业标准。
设计规范与准则
02
掌握机械设计的基本规范和准则，如强度、刚度、稳定性等。
标准化设计方法
03
了解标准化设计的基本原则和方法，以提高设计效率和质量。
03
机械设计方法论
机械设计方法论 创新设计方法
总结词
强调创新思维和创造性解决问题的方法
CFD技术
总结词
计算流体动力学
详细描述
CFD技术即计算流体动力学，通过计算机模拟流体流动、传热等物理现象，优化机械产 品的流体性能。
智能设计技术
要点一
总结词
基于人工智能的设计技术
要点二
详细描述
智能设计技术基于人工智能和大数据，能够自动进行设计 推理、优化和创新，提高设计效率和创新能力。
工程类机械设计总论
机械零件的强度 分析：通过对零 件的受力分析， 确定其受力分布 和大小，从而确 定其强度是否满 足要求。
机械结构的强度 分析：通过对结 构的整体受力分 析，确定其稳定 性、刚度和强度 是否满足要求。
疲劳强度分析： 通过对机械零件 的疲劳强度分析， 确定其寿命和可 靠性，预防疲劳 断裂等故障。
强度分析的应用 领域：广泛应用 于汽车、航空、 船舶、能源、化 工、冶金等领域， 为产品的设计、 优化和改进提供 技术支持。
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
机械设计是机械 工程的重要组成 部分，是机械制 造的前提和基础。
它涉及机械零件、 部件、系统等的 构思、分析、绘 图和优化等过程。
机械设计的基本 概念包括功能设 计、结构设计、 材料选择、制造 工艺等方面的考 虑。
新型高强度材料：如钛合金、复合材料等，具有更高的强度和耐久性，适用于复杂环境和重要工 程。
智能材料：能够根据环境变化自我调整性能，如形状记忆合金、智能复合材料等，具有广阔的应 用前景。
生物相容材料：用于医疗器械和人体植入物，具有优良的生物相容性和安全性，提高医疗效果。
纳米材料：具有极高的强度和硬度，同时具备良好的韧性和塑性，为机械设计提供了新的选择。
金属材料：如钢 铁、铜等，具有 高强度、耐腐蚀 等优点，广泛应 用于机械制造。
非金属材料：如 塑料、橡胶等， 具有轻质、绝缘、 耐磨等特性，适 用于特定场合。
复合材料：由两 种或多种材料组 成，如玻璃钢等， 具有各组成材料 的优点，适用于 高性能要求的场 合。
功能材料：如形 状记忆合金、超 导材料等，具有 特殊功能，用于 特定技术领域。
协调。
确定设计任务和目标 进行需求分析和市场调研 设计方案的制定与评估 详细设计、制图与模型制作 试制、试验与改进 生产准备与批量生产
机械设计总论
粉末冶金等先进工艺。
三、经济性要求 主要是制造成本
●简化零件的结构； ●采用无余量、少余量的毛坯，减少加工；
●采用价格低而充足的材料代替昂贵材料； ●大型零件采用组合结构； ●尽量采用标准件。
四、质量小的要求
零件质量小可以节约材料，减小惯性，改善机器的 动力性能。
σlim ----材料的极限应力
脆性材料：σlim = σB (强度极限) 塑性材料：σlim = σS (屈服极限)
S为大于1的数。 S过大，虽安全但浪费材料； S过小，虽节省材料，但趋于危险。
二、刚度准则 零件在力作用下的弹性变形量不得超过许用值。 即： y ≤[y]
三、寿命准则 影响零件使用寿命的因素主要是腐蚀、磨损和疲劳， 前两者还没有成熟的计算方法，工程中常求出该寿命 时的疲劳极限，作为计算的依据。
3、模型实验设计 把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸 样机，经过试验的手段对其特性进行检验，根据实 验结果再对设计进行逐步修改，达到完善。 对于尺寸巨大、结构又很复杂的重要零件的设计， 是一种有效的方法。
4、现代设计方法 是指在近二、三十年发展起来的较为完善、科学、 计算精度高、设计与计算速度更快的机械设计方法。
一、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、寿命等。 1、强度要求 零件不发生断裂、塑性变形、过大磨损等。 2、刚度要求 零件工作时的弹性变形不能超过允许的范围。 3、寿命要求 影响零件寿命的主要因素有：疲劳破坏、磨损、腐蚀。 大部分零件工作在变应力下，易发生疲劳破坏。
二、结构工艺性要求 在一定的生产条件下，零件应便于加工且费用低。 1、 毛坯选择合理 毛坯选择与生产批量、材料性能和加工方法有关。 ●单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。 ●大批量生产时，常选用铸造、锻造、冲压等方法。
机械设计总论(ppt 41页)
第1章 机械设计总论
整体断裂
过大的残余变形
零件的表面破坏
破坏正常工作条 件引起的失效
机械零件的失效主要是由于疲劳、 磨损、腐蚀等因素引起！
1.4 设计机械零件时应满足的基本要求
设计机械零件时应满足的基本要求
第1章 机械设计总论
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、刚度和寿命。
1.4 设计机械零件时应满足的基本要求
设计机械零件时应满足的基本要求
第1章 机械设计总论
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、刚度和寿命。
结构工艺性要求 经济性要求 质量小的要求 可靠性要求
3. 寿命要求
疲劳破坏
影响零件寿命的主要因素有： 腐蚀
抗腐蚀的措施有： ▲表面发兰（发黑）； ▲表面镀层；
金属材料
黑色金属
铁 ：灰铸铁、球墨铸铁… (如：TH300 QT500-5)
设计机械零件时应满足的基本要求
第1章 机械设计总论
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、刚度和寿命。
结构工艺性要求 经济性要求 质量小的要求 可靠性要求
3. 寿命要求
疲劳破坏
影响零件寿命的主要因素有： 影响疲劳强度的因素有：
腐蚀 磨损
▲应力集中； ▲零件的尺寸大小； ▲零件表面质量及环境状况。
施工设计
理论分析及设计计算资料 产品装配图
1.1 设计机器的一般程序
机械产品的设计过程
产品规划
例题：硬币计数包卷机
方案设计
技术设计
施工设计
第1章 机械设计总论
第1章 机械设计总论
1.1 设计机器的一般程序
机械设计总论
机械设计总论机械设计总论作为机械设计的基础课程，是机械工程学科体系中的一门重要课程，其内容涵盖了机械工程的各个领域。
机械设计总论是一门综合性的学科，其目的是使学生获得机械设计的基本理论知识和技能，为实现各种机械结构之设计、优化和创新打下坚实的基础。
机械设计总论主要包括机械设计的基本原理、机械结构设计、机械零件设计、机械传动设计、机构设计等内容，其重点是如何通过优化机械结构的设计来解决实际工程问题。
机械设计总论的课程安排几乎涉及了机械设计的每个环节，为了让学生更好地理解和掌握机械设计总论的知识，通常将机械设计总论的课程安排分为理论知识和实践教学两部分。
机械设计总论所包含的基础理论部分主要包括工程设计的基本概念与方法、设计流程、材料知识、机械动力学原理、刚度与自然频率、脱敏措施、特种材料的特殊设计原则等方面的知识。
在基础理论部分的学习中，学生需要熟练掌握机械工程领域的常用代码规范以及设计软件的使用，学会全面、系统地应对各种形式的设计任务。
机械设计总论所包含的实践教学部分则是机械设计总论的重头戏，其主要是通过实际案例来培养学生具备机械设计的各项技能，并在实践中训练学生的创造力和实际操作能力。
实践教学部分通常采用“小批量、多样性”的模式，包括机械结构的布局设计、组装、调试和测试等环节。
通过实践教学，学生可以深入了解如何通过实际操作来将机械设计理论应用于实际生产中。
机械设计总论的学习对于机械工程师的职业生涯是非常重要的，机械设计总论一旦学好，对于解决工程问题就会更加游刃有余。
在当今的机械工业中，设计的重要性不言而喻，而机械设计总论正是针对这种需要去培养人才的需求而诞生的，是提高机械工程师设计技能的关键课程之一。
在今天的机械工业中，机械设计经常需要经历变化，而机械设计总论的目的就是为了让学生建立更为广泛、更为稳健的基础，以便实现高效、安全的工程设计。
机械设计的成功不仅仅依赖于学生对机械结构建模的基本知识和能力，还需求学生为每一个工程项目都充分地考虑工程实际上诉求并将这些实践一一应用到设计中去。
《机械设计总论 》课件
了解塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的性能和应用特点。
非金属材料
掌握根据机械零件的工作条件和要求选择合适的材料的原则。
材料选用原则
锻造工艺
了解锻造的基本原理和工艺过程，掌握自由锻和模锻的特点和应用。
铸造工艺
了解铸造的基本原理和工艺过程，掌握铸造合金的特理和工艺过程，掌握焊接方法和应用特点。
机械设计在工业设计和制造中具有不可替代的作用，其重要性主要体现在提高产品质量、降低生产成本、增强市场竞争力等方面。
总结词
机械设计是工业设计和制造过程中的核心环节，它决定了产品的性能、质量、成本和市场竞争力。通过合理的机械设计，可以提高产品的可靠性、稳定性和使用寿命，降低维修和保养成本，提高生产效率，从而提升企业的市场竞争力。同时，机械设计还可以推动技术进步和产业升级，促进经济发展和社会进步。
随着科技的不断进步，机械设计面临着一系列新的挑战，如高精度、高效率、高可靠性和环保要求等。
挑战
随着智能化、数字化和自动化技术的广泛应用，机械设计也迎来了新的发展机遇，如优化设计、智能制造和绿色制造等领域。
机遇
利用人工智能、大数据和云计算等技术，实现机械设计的智能化和自主化，提高设计效率和精度。
智能化
强调环保和可持续发展，注重机械系统的能效和资源利用率。
04
机械设计实例分析
总结词：汽车发动机设计是机械设计的重要应用之一，需要考虑诸多因素，如性能、可靠性、成本等。
总结词：机器人结构设计是实现机器人功能的关键，需要考虑运动学、动力学、材料等方面的因素。
总结词：航空发动机设计是高度复杂和精密的机械系统，需要满足高温、高压、高转速等极端条件的要求。
通过数字化建模和仿真技术，实现机械设计的数字化和可视化，提高设计质量和可预测性。
机械设计2设计总论
一台完整的机器的组成如下：原动机部分传动部分执行部分润滑、显示、照明等辅助部分控制系统传感器传感器传感器对机器的主要要求：使用功能经济性界面友好可靠性其它专用要求§2.2 设计机器的一般程序机器设计的一般过程：计划阶段需求分析、明确功能、制定设计任务书。
方案设计阶段对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出可行的方案。
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。
技术文件编制阶段设计说明书、使用说明书、零件明细表、产品验收条件等。
机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时，称为失效。
常见的失效的形式有：因强度不足而引起的断裂；过大的塑性（残余）变形；因刚度不足而引起的过大弹性变形；零件的表面破坏，如磨损、腐蚀和接触疲劳等；破坏正常工作条件引起的失效，如打滑、过热、联接松动、泄漏、运动精度达不到要求等。
机械零件的失效实例齿轮轮齿折断轴承内圈破裂机械零件的失效实例轮齿塑性变形轴承外圈塑性变形机械零件的失效实例齿面接触疲劳轴瓦磨损§2.4 设计机械零件的基本要求一、避免在预定寿命期内失效的要求零件有足够的强度、刚度、寿命。
二、结构工艺性要求在具体的生产条件下，零件要便于加工而加工费用又很低。
三、经济性要求四、动力性能要求五、可靠性要求为了提高零件的可靠性，应当在工作条件和零件性能两个方面使其随机变化尽可能小。
§2.5 机械零件的设计准则设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相应的设计计算方法。
一般来讲，有以下几种准则：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。
振动稳定性准则高速运转机械的设计应注重此项准则。
可靠性准则当计及随机因素影响时，仍应采用的准则。
强度准则一般，强度准则是指零件中的应力不得超过许用值，可以是静应力强度、动应力强度、冲击强度或接触强度，其代表性表达式为：刚度准则是指零件在力作用下的弹性变形量不得超过许用值。