机械零件现代设计方法介绍(ppt 19页)

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机械设计基础全套ppt课件

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• 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

现代机械设计方法介绍PPT(16张)

现代机械设计方法介绍PPT(16张)
主要内容包括:《机电企业管理导论》、《计算机 辅助设计及制造技术》、 《现代机械设计方法》等课程。
《现代机械设计方法》是其中的重要组成部分!学 习该课程,不是完全摒弃传统设计方法,而是多掌握一 些新的设计理论和方法。
《现代机械设计方法》大纲
一.总体要求
1. 了解创新设计、有限元分析、优化设计、可靠性设计 等方法的原理、功能、特点与工程应用。
有系统的理论 方法,但往往 只能近似满足 运动学要求
方案设计 创造性
运动学分 动力学分 析与设计 析与设计
零件工作 能力设计
结构设计
受到计算手段 的制约,分析 较简单。
常将复杂问题简化,得出近 似公式或经验公式。一般按 静载荷计算,引入动载系数
常采用类比 的方法
机械零件设计的一般步骤
机械零件设计的一般步骤
现代设计方法
特征和发展动向:
• 以动态取代静态 • 以定量取代定性 • 以变量取代常量 • 以优化取代可行性设计 • 以并行取代串行设计 • 以微观取代宏观 • 以系统工程取代分部处理 • 以自动化取代人工设计
具体方法:
• 计算机辅助设计 • 优化设计 • 可靠性设计 • 虚拟产品设计 • 参数化设计 • 智能设计 • 分形设计 • 网上设计 • 创新设计 • 反求工程
设计工作周期长、效率低,不能满足市场竞争 激烈、产品更新速度加快的新形势。
2.机械现代设计方法 机械现代设计方法简介1 现代设计方法从总体上概括为力求运用现代应用数学、应
用力学、微电子学及信息科学等方面的最新成果与手段实现下 列转换:
以动态的取代静态的─如机器结构动力学计算。 以定量的取代定性的─如有限元计算。 以随机量取代确定量─如可靠性设计。 以优化设计取代可行性设计─如优化设计。 并行设计取代串行设计─如并行设计。 微观的取代宏观的─如微-纳米摩擦学设计。 系统工程法取代分部处理法─如系统工程。 自动化设计取代人工设计的转化─如计算机辅助设计。

机械设计基础PPT完整全套教学课件

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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
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CONTENCT

• 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。

机械零件强度的现代设计方法

机械零件强度的现代设计方法

机械零件强度的现代设计方法
在现代机械设计中,确定机械零件的强度是非常重要的。

当设计机械零件时,需要考虑材料的强度和应力分析,以确保零件能够承受预期的负载和环境条件。

以下是一些现代机械零件强度设计的方法:
1.强度分析:对机械零件进行应力和应变分析,以确定零件在负载下的强度。

可以使用有限元分析(FEA)等数值方法进行强度分析,通过计算应力和应变的分布来评估零件的承载能力。

2.力学原理:应用力学原理,如弹性力学和塑性力学,对零件的应力和变形进行分析。

力学原理可以用于计算零件在不同负载下的最大应力和变形程度,以确定零件的强度。

3.材料选择:选择合适的材料对机械零件的强度至关重要。

材料的强度属性,如屈服强度、抗拉强度和韧性,应该与设计要求相匹配。

根据零件的功能、负载和工作环境,选择具有合适强度和耐磨性的材料。

4.安全系数:在进行机械零件的强度设计时,常常采用安全系数来考虑不确定性因素和荷载变化。

安全系数是指零件能够承受的负载与实际应用负载的比值。

高安全系数可以提高零件的可靠性和寿命。

5.条件检查:在设计过程中,对机械零件的应用条件进行检查是必要的。

考虑到工作环境的温度、湿度、振动和腐蚀等因素,可以更准确地评估零件的强度,以确保其在实际工作条件下的可靠性。

综上所述,现代机械零件的强度设计方法包括强度分析、力学原理、材料选择、安全系数和条件检查等。

通过综合运用这些设计方法,可以确保机械零件在负载下具有足够的强度和可靠性。

机械零件设计概论PPT(共 40张)

机械零件设计概论PPT(共 40张)
第9章 机械零件设计概论
§9-1 机械零件设计概论 §9-2 机械零件的强度 §9-3 机械零件的接触强度 §9-4 机械零件的耐磨性 §9-5 机械制造常用材料及其选择 §9-6 公差与配合、表面粗糙度和优先数系 §9-7 机械零件的工艺性及标准化
§9-1 机械零件设计概论
机械设计应满足的要求:
计算应力-----按名义载荷计算所得之应力: σ、τ
强度判 定条件:
[] []
其中
[
]

lim
S

[ ] lim
S

[σ]=、[τ]-----许用应力 S-----安全系数
σlim、τ lim -----极限应力,由实验方法测定。
一、应力的种类
在满足预期功能的前提下,性能好、效率高、成本 低,在预定使用期限内安全可靠,操作方便、维修 简单和造型美观等。
机械零件的失效: 机械零件曲于某种原因不能正常工作时,称为失效。
工作能力----在不发生失效的条件下,零件所能安全
工作的限度。通常此限度是对载荷而言,所以习惯上
又称为:承载能力。
如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带
3)变应力下,
S =1.3~1.7
材料不均匀,或计算不准时取: S =1.7~2.5
§9-3 机械零件的接触强度
若两个零件在受载前是点接触或线接触。受载后,
由于变形其接触处为一小面积,通常此面积甚小而表
层产生的局部应力却很大,这种应力称为接触应力。
这时零件强度称为接触强度。 如齿轮、凸轮、滚动轴承等。
σmax
σa
σmax σmin σm
σmax
σa
σmin
σa
σa σm

机械现代设计方法

机械现代设计方法
(2)产品开发过程的并行重组及团队工作 方式。通过工作步骤的平行交叉,缩短 开发周期。如当产品开发处于某一特定 环节时,原本只是由一个或几个部门进 行操作的,可能会得到来自其他部门的 共同关注,他们随时发表评价和建议, 与产品的开发过程一直保持接触。
基本原则:所选用的方法及程序适用于设计者的数学模型;计算效 率高、容易收敛到规定的精度要求;尽可能避免采用求导数的方法, 以避免人为的错误和减少上机前的准备时间。
3.6.1 优化设计
优化结果的常用形式:最大值或最小值。 优化的相对性:优化是相对某种目标的,目标不同优化的结果不 同;在大多数的情况下,优化结果并不是最优的,只是相对好的。 优化目标的矛盾性:很多优化目标往往是互相抵触的。把不同的 目标综合在一起考虑,如果侧重点不同,最优解也是不同的。 优化的实效性:优化设计往往只是针对某时期的产品而言,具有 相对性。随着科技的发展,当时的"优化设计"也可能会被淘汰。
如果插值函数选的合适,单元分得越细,计算结果就越精确。但是, 单元数的增加,计算量和存储信息会迅速增加,因此一般都是根据问 题对精度的要求,只取一定数量的单元进行分析。
3.6.3 有限元分析
1.有限元法的基本概念和特点
有限元法的特点: (1)不受物体几何形状限制,可以用大大小小的多种单元进行拼装,以适
3.6.1 优化设计
1.优化设计的设计过程
(1) 根据设计要求和目的定义优化设计问题。 (2) 建立优化设计问题数学模型。 (3) 选用合适的优化计算方法。 (4) 确定必要的数据和设计初始点。 (5) 编写包括数学模型和优化算法的计算机程序,通过计算机的求解
计算获取最优参数。 (6) 对结果数据和设计方案进行合理性和适用性分析。
现代设计方法

现代机械设计理论与方法(1)

现代机械设计理论与方法(1)
2 2 g7 ( X ) z小x3 x2 AHT小(1 z小 / z大) 0
⑦ 满足轮齿弯曲强度要求,应有
2 g8 ( X ) x3 z小x2 AFT小YF 0
3)选用合适的优化方法求解,得
z1 22 X b 53 m 4. 5
优化设计
将设计问题的 物理模型转化 为数学模型
选用适当的优化方 法和计算机程序
通过计算机 求解得到最 佳设计方案
② 计算机辅助设计(CAD)
CAD能够帮助我们完成机械设计中的图形设计(制图) 及部分分析计算。(以计算机为工具) 计算机辅助设计
传统设计
人工计算、绘图
用计算机设计、 计算、绘图。
设计精度、稳定性 和效率有限,修改 不方便
四、现代设计方法的特点
程式性。研究设计的全过程,要求设计者从产品 规划、方案设计、技术设计到试验、试制进行全面考 虑,按步骤有计划地进行设计。
创造性。突出人的创造性,力求探寻更多新方案, 开发创新性产品。
最优化。设计的目的是得到功能全、性能好、成 本低的最优产品。 综合性。建立在系统工程和创造工程基础上,综 合运用信息论、优化论、相似论、决策论、预测论等 相关理论,提供多种途径解决产品的设计问题。 计算机化。
④ 模数和齿宽之间要求 5m b 17 m
g 4 ( X ) x2 5x3 0 g5 ( X ) 17x3 x2 0
⑤ 保证各行星轮之间齿顶不相碰撞,应满足
g 6 ( X ) x1 sin

C

1 x1 (i 2)(1 sin ) 0 2 C
⑥ 满足接触强度要求,应有
主要应用于 以下方面

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汇报人:
目录
01 02 03 04 05 06
机械制造概述 传统机械制造技术 现代机械制造技术 机械制造工艺流程 机械制造质量控制 机械制造的未来发展
01
机械制造概述
机械制造的定义
机械制造是将原材料转化为成品的生产过程。 机械制造包括产品设计、工艺设计、加工制造、检测和质量控制等环节。 机械制造广泛应用于各个领域,如航空、汽车、机床等。 机械制造的核心目标是提高生产效率、降低成本、保证产品质量。
05
机械制造质量控制
质量控制的方法
统计过程控制 测量系统分析 过程能力分析 质量改进方法
质量检测的步骤
检测计划制定 检测工具准备 样品选择与制备 检测数据记录与分析
质量问题的解决
确定问题:明确机械制造过程中出现的质量问题
分析原因:分析问题产生的原因,如材料、工艺、设备等
制定措施:根据分析,制定相应的解决措施,如改进工艺、更换材料、 调整设备等 实施方案:按照制定的措施实施方案,并对实施过程进行监控和调 整
精密加工技术
定义:使用精密机床和精细加工刀具进行加工 分类:超精加工、镜面加工、纳米加工等 应用:航空航天、医疗器械、光学仪器等领域 发展趋势:高精度、高效率、智能化
04
机械制造工艺流程
零件的定位与装夹
定位原理:六点 定位原理,限制 工件的自由度
装夹方法:如三 爪卡盘、四爪卡 盘等,固定工件
定位元件:如V 形块、定位销等, 限制工件的自由 度
焊接工艺及 设备
焊接种类及 特点
焊接应用及 发展
切削加工技术
定义:利用切削 工具从工件上切 除多余材料的加 工方法
分类:车削、铣 削、钻孔、刨削、 磨削等
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用各种数字信息和图形信息进行工程或 产品设计。 • 在制造工业中CAD技术已经成为先进制 造技术群中的一项主体关键技术。
• 2.CAD技术的优越性 • ①能显著提高设计效率 • 提高结构设计和工程制图的速度 • ②有利于产品的标准化、系列化 • 可利用存储的信息及数据库中的标准件。 • ③设计与分析统一 • 利用CAE软件进行性能分析 • ④设计与制造一体 • CAD数据可生成数据代码,用于数控机
• ③设计过程。研究各设计阶段的任务与特点寻 找符合设计规律的设计方法。
• ④设计步骤。研究解决问题的合理逻辑步骤。
• ⑤设计类型。研究不同类型的设计特点及方法 步骤。
• ⑥设计信息库。大量设计信息的表达存储和使 用。
• ⑦设计工具。研究先进的高效的设计工具
• 四、工业设计
• 1.概念 • 以工业产品为表现对象,在满足工业属性的前提下,
用艺术手段创造出实用、美观、经济的产品。
• 2.基本特征 • ①批量性:有一定批量有工业属性,不同于工艺品 • ②创造性:区别于仿制,是一种创造活动 • ③实用性:考虑产品的规定功能 • ④艺术性:造型美是产品整体设计体现出来的全部美
的综合
• ⑤舒适性:考虑操作的生理和心理因素 • ⑥经济性:应用价值工程学、设计物美价廉的产品 • ⑦时代性:产品具有时尚性和流行性 • ⑧社会性:考虑消费者的社会属性和社会环境
床加工。
• 三、设计方法学
• 1.概念 • 用系统观点,考虑自然科学、社会科学
经济学诸因素以获得优质,价廉新颖的 产品,所应用的设计思想、设计规律及 设计中的设计过程、设计方法和设计工 具的总和。
• 2.主要研究内容
• ①设计规律。设计工作应符合客观事物发展规 律
• ②设计思维规律。设计人员运用科学的创造性 思维规律、方法和技术
• 五、价值分析
• 1.概念 • 以功能分析为核心以开发创造性为基础,以科
学分析为工具,寻求功能与成本最佳比例,是 产品获得最大价值的一种现代管理技术。 • 2.分析程序(过程) • ①确定价值分析对象 • ②进行成本分析和功能价值估算 • ③应用最新成果进行革新和创造提出新方案。 • ④对新方案进行评价和决策。
• 2.过程
• ①进行模型试验
• ②对模型进行仿真
• 九、优化设计
• 1.概念 • 将设计问题的物理模型转化成数学模型
运用最优化的数学理论、选适当的优化 方法,用计算机求解数学模型。 • 2.优化设计是现代设计方法追求的目标
• 十、可靠性设计
• 1.概念 • 在满足性能、费用、时间等条件下使
产品的可靠性提高或者在保证可靠性指 标下,使上述因素最佳。
• 六、专家系统 • 1.概念 • 在专家水平上工作的计算机程序系统。 • 2.应用特点 • ①具有该领域专家的丰富知识
• ②具有该领域专家的专门知识和推理能 力
•功能不同性能,不同 规格的产品进行功能分析的基础上,划分设计出一系 列的功能模块,通过模块的不同选择,可构成不同的 产品。
• 2.优点: • ①减少产品的设计和制造时间 • ②有利于产品的更新换代 • ③有利于提高产品质量降低成本 • ④便于产品维修 • 3.举例 • ①兼容式计算机 • ②汽车的各总线
• 八、相似设计
• 1.概念
• 工厂常设计和生产系列产品。首先选定 某一型号为基础对它进行最佳方案设计 定出参数和尺寸。然后通过相似的原理 求出系列产品中的其它产品的参数和尺 寸。

设 计 方 法 学
优 化 设 计
可 靠 性 设 计
算 机 辅 助 设
有 限 元 法
工 业 设 计
专 家 系 统
价 值 工 程
相 似 性 设 计
动 态 设 计
人 工 智 能
模 块 化 设 计
摩 擦 学 设 计
反 求 工 程

• 二、计算机辅助设计
• 1.概念 • 以计算机为主要技术手段,来生成和运
迹往往是执著者造成的。许多人惊奇地发现,他们之所以达不到自己孜孜以求的目标,是因为他们的主要目标太小、而且太模糊不清,使自己失去动力。如果你的主要 实现就会遥遥无期。因此,真正能激励你奋发向上的是确立一个既宏伟又具体的远大目标。实现目标的道路绝不是坦途。它总是呈现出一条波浪线,有起也有落,但你 你的时间表,框出你放松、调整、恢复元气的时间。即使你现在感觉不错,也要做好调整计划。这才是明智之举。在自己的事业波峰时,要给自己安排休整点。安排出 是离开自己挚爱的工作也要如此。只有这样,在你重新投入工作时才能更富激情。困难对于脑力运动者来说,不过是一场场艰辛的比赛。真正的运动者总是盼望比赛。 很难在生活中找到动力,如果学会了把握困难带来的机遇,你自然会动力陡生。所以,困难不可怕,可怕的是回避困难。大多数人通过别人对自己的印象和看法来看自 尤其正面反馈。但是,仅凭别人的一面之辞,把自己的个人形象建立在别人身上,就会面临严重束缚自己的。因此,只把这些溢美之词当作自己生活中的点缀。人生的 上找寻自己,应该经常自省。有时候我们不做一件事,是因为我们没有把握做好。我们感到自己“状态不佳”或精力不足时,往往会把必须做的事放在一边,或静等灵 些事你知道需要做却又提不起劲,尽管去做,不要怕犯错。给自己一点自嘲式幽默。抱一种打趣的心情来对待自己做不好的事情,一旦做起来了尽管乐在其中。所以, 要尽量放松。在脑电波开始平和你的中枢神经系统时,你可感受到自己的内在动力在不断增加。你很快会知道自己有何收获。自己能做的事,放松可以产生迎接挑战的 社会,面对工作,一切的未来都需要自己去把握。人一定要靠自己。命运如何眷顾,都不会去怜惜一个不努力的人,更不会去同情一个懒惰的人,一切都需要自己去努 一时的享受也只不过是过眼云烟,成功需要自己去努力。当今社会的快速发展,各行各业的疲软,再加上每年几百万毕业生涌向社会,社会生存压力太大,以至于所有 高自己。看着身边一个个同龄人那么优秀,看着朋友圈的老同学个个事业有成、买房买车,我们心急如梵,害怕被这个社会抛弃。所以努力、焦躁、急迫这些名词缠绕 变自己,太想早一日成为自己梦想中的那个自己。收藏各种技能学习资料,塞满了电脑各大硬盘;报名流行的各种付费社群,忙的人仰马翻;于是科比看四点钟的洛杉 早起打卡行动。其实……其实我们不觉得太心急了吗?这是有一次自己疲于奔命,病倒了,在医院打点滴时想到的。我时常恐慌,害怕自己浪费时间,就连在医院打点 浪费。想快点结束,所以乘着护士不在,自己偷偷的拨快了点滴速度。刚开始自己还能勉强受得了,过了差不多十分钟,真心忍不住了,只好叫护士帮我调到合适的速 就在想,平时做事和打点滴何尝不是一样,都是有一个度,你太急躁了、太想赶超,身体是受不了的。身体是革命的本钱,我们还年轻,还有大把的时间够我们改变, 前面的那个若是1都不存在了,后面再多的0又有什么用?我是一个急性子,做事风风火火的,所以对于想改变自己,是比任何人都要心急。这次病倒了,个人
机械零件现代设计方法简介
一、概述
现代设计方法 二十世纪六十年代以来,机械产品
设计领域相继出现了一系列新兴的理论 与方法。为区别于过去的传统的方法, 把这些称为现代设计方法。
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
主要现代设计理论与方法
• 2.失效率曲线
• Ⅰ区-早期失效期 • Ⅱ区-偶然失效期 • Ⅲ区-损耗失效期
我们很容易遭遇逆境,也很容易被一次次的失败打垮。但是人生不容许我们停留在失败的瞬间,如果不前进,不会自我激励的话,就注定只能被这个世界抛弃。自我激 组成部分,主要表现在对于在压力或者困境中,个体自我安慰、自我积极暗示、自我调节的能力,在个体克服困难、顶住压力、勇对挑战等情况下,都发挥着关键性的 有弹性,经常表现出反败为胜、后来居上、东山再起的倾向,而缺乏这种能力的人,在逆境中的表现就大打折扣,表现为过分依赖外界的鼓励和支持。一个小男孩在自 对自己大喊:“我是世界上最棒的棒球手!”然后扔出棒球,挥动……但是没有击中。接着,他又对自己喊:“我是世界上最棒的棒球手!”扔出棒球,挥动依旧没有 和球,然后用更大的力气对自己喊:“我是世界上最棒的棒球手!”可是接下来的结果,并未如愿。男孩子似乎有些气馁,可是转念一想:我抛球这么刁,一定是个很 喊:“我是世界上最棒的挥球手!”其实,大多数情况下,很多人做不到这看似荒谬的自我鼓励,可是,这故事却深深反映了这个男孩子自我鼓励下的执著,而这执著
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