机械零件设计总论PPT(共 52张)

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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。 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。
机械设计的一般过程: ▲ 计划阶段
▲ 方案设计阶段
▲ 技术设计阶段
▲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。
计 评价
决策----选定方案
明确构形要求 结构化
选择材料、确定尺寸
评价
决策—确定结构形状与尺寸

零件设计

部件设计


总体设计
编制技术文件
§2-3 对机器的主要要求
----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,要求如下:
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。
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。
四、技术文件编制 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。
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


分析对机器的要求
确定任务要求
机器功能分析
提出可能的解决办法 方 案
组合几种可能的方案 设
▲ 技术文件编制阶段
一、计划阶段 包括:需求分析、明确功能、制定设计任务书。
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
二、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。
第2章 机械零件设计概论
§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
使用费用
设计制 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
三、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
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。
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。
执行部分-完成预定的动作,位于传动路线的终点。 传动部分-联接原动机和执行部分的中间部分。 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
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
▲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
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
计算构件所受公称载荷(名义载荷)的大小和特性。
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
§2-1 机器的组成
人们为了满足生产和生活的需要,研制了类型繁多、 功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后,使机器具有 了完整的形态。 一台完整的机器的组成如下:
润滑、显示、照明等辅助部分
原动机部分 传感器
传动部分
执行部分
传感器
传感器
控制系统
原动部分-机器完成预定功能的动力源,最常见的是 内燃机、电动机。
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