东北大学机械设计课件第机械设计的基础知识
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机械设计基础PPT课件
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蜗杆传动
优点是具有自锁性、传动比大、结 构紧凑等；缺点是效率较低、发热 量大、需良好的润滑和冷却等。
链传动
优点包括适用于远距离传动、能在 恶劣环境下工作等；缺点主要有瞬 时传动比不准确、易磨损等。
齿轮传动设计计算与校核方法
设计计算
包括确定传动比、选择齿轮材料、计 算齿轮主要参数和尺寸、进行强度校 核等步骤。
根据实际需求选择合适的机构类型，并确 定构件数目。
根据实际尺寸选择合适的比例尺进行绘制 。
绘制构件及运动副
检查并修正简图
按照约束类型和相对位置关系绘制构件和 运动副。
检查简图是否符合实际情况，并进行必要的 修正。
常见机构运动简图实例分析
平面连杆机构
包括曲柄摇杆机构、双 曲柄机构、双摇杆机构
等。
凸轮机构
花键连接优点
承载能力高、定心精度高、导向性好；缺点 ：加工成本高、对设备要求高。
销连接和铆接应用场景分析
销连接应用场景
主要用于定位、传递扭矩或作为安全装置中 的过载剪断元件，适用于轻载或无载的连接 。
铆接应用场景
适用于金属构件的永久连接，如桥梁、建筑 、船舶等重载或承受冲击振动的场合。
弹簧在连接中作用及设计要点
螺纹连接类型
包括螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接、紧定螺钉连接等，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
防松措施
采用摩擦防松、机械防松和永久防松等方法，防止螺纹连接在振动或冲击载荷下自行松脱。
键连接和花键连接优缺点比较
键连接优点
结构简单、装拆方便、对中性好；缺点：承 载能力较低、易磨损、对轴和键槽的削弱较 大。
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
机械设计基础全套课件pptx
实践环节要求
学生需掌握机械设计的基本原理和方法，具备一 定的创新能力和团队协作精神。
2024/1/27
27
典型机械产品设计案例解析
案例选择原则
具有代表性、启发性、实用性，能够体现机械设计的基本原理和 方法。
案例解析内容
包括产品的功能分析、结构设计、制造工艺、性能测试等方面。
2024/1/27
案例解析方法
发展
现代机械设计已经发展成为一个综合性的学科，涵盖了力学 、材料学、热力学、控制学等多个领域的知识。同时，随着 计算机技术的发展，机械设计也逐渐实现了数字化和智能化 。
5
机械设计的分类与内容
要点一
分类
根据设计对象的不同，机械设计可分为零件设计、部件设 计和总体设计三个层次。根据设计任务的不同，机械设计 可分为新型设计、继承设计和变型设计三种类型。
包括气源、执行元件、控制元件、辅助元件等。
气压传动的基本参数
包括压力、流量、功率等，以及它们之间的关系和计算。
2024/1/27
24
液压与气压元件的选用与计算
液压元件的选用
根据系统需求和性能要求，选择 合适的液压泵、液压马达、液压
缸等元件。
气压元件的选用
根据系统需求和性能要求，选择 合适的气动马达、气缸等元件。
2024/1/27
液压传动的基本原理
利用液体静压力传递动力和运动，实现各种机械功能。
液压系统的组成
包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。
液压传动的基本参数
包括压力、流量、功率等，以及它们之间的关系和计算。
23
气压传动设计基础
气压传动的基本原理
利用气体压力传递动力和运动，实现各种机械功能。
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、
《机械设计基础》课件
疲劳强度设计
针对交变应力作用下的零 件，进行疲劳强度设计和 寿命估算。
零件结构设计及优化
结构设计原则
01
在满足功能要求的前提下，力求结构简单、紧凑、轻量化和易
于制造。
优化设计方法
02
运用优化设计理论和方法，对零件结构进行改进和优化，提高
性能并降低成本。
可靠性设计
03
考虑零件在复杂环境中的可靠性问题，进行可靠性设计和评估
液压与气压传动的特点
传动平稳、调速方便、易于实现自动化、可远距离传输动 力等。
液压与气压元件类型及功能
液压泵和空气压缩机
将原动机的机械能转换为液体 的压力能或压缩空气的压力能
。
控制阀
用于控制液压或气压系统中的 压力、流量和方向，如压力控 制阀、流量控制阀和方向控制 阀等。
执行元件
将液压或气压能转换为机械能 ，如液压缸、液压马达和气缸 等。
由蜗杆和蜗轮组成，具有传动比大、结构 紧凑、自锁性好等特点，但效率相对较低 。
传动比分配与计算
1 2
传动比分配原则
根据各级传动的特点和要求，合理分配各级传动 比，使整个传动系统达到最佳性能。
传动比计算方法
通过齿轮齿数、链轮齿数、带轮直径等参数计算 各级传动的传动比，进而得出总传动比。
3
传动效率考虑
紧固件选择与强度计算
紧固件类型
包括螺栓、螺钉、螺母、垫圈等，根据使用场合和要求选择适当的 类型。
材料选择
紧固件材料应具有足够的强度和耐腐蚀性，常用的有碳钢、合金钢 、不锈钢等。
强度计算
根据紧固件所受载荷和应力情况，进行强度校核和计算，确保紧固件 安全可靠。
连接结构设计及优化
《机械设计》知识点梳理PPT课件
摩擦、磨损及润滑 2、磨损的过程及分类
3、润滑剂及其指标；流体动压润滑的形成条件
2019/9/19
2
联接部分
螺纹及螺纹联接类型及应用场合
螺纹联接
螺纹联接的预紧与防松 螺纹联接的受力分析及强度计算 提高螺栓联接强度的措施
联接
键联接的类型及各种类型的特点
《机械设计》知识点梳理
总论
机械设计基础知识 摩擦、磨损及润滑
*
联接
螺纹联接 键连接 花键联接
*
其他联接 *
带传动
机 械 设 计
传动
齿链轮传传动动
蜗杆传动
其他传动 *
轴
支撑 轴承
箱体等 *
蜗杆传动
蜗杆传动的失效形式及材料 蜗杆传动受力分析
蜗杆传动的热平衡计算
2019/9/19
其他传动
5
支撑部分
轴的功用及类型
轴
轴的材料 轴的结构设计 轴的强度计算
滚动轴承的类型及代号
支撑
轴承
其他
联轴器、离合器 弹簧等 *
*
总论部分
1、机械零件的主要失效形式及设计准则
总论
机械设计基础知识
32、、载材荷料及的应疲力劳的曲分线类图和极限应力图 4、影响零件疲劳强度的因素 5、零件的疲劳强度计算
1、摩擦的类型及其特征
键联接及花键联接 平键联接的选择及强度计算
机械设计每章节知识点
机械设计每章节知识点第一章：机械设计基础知识1.1 机械设计的定义与概念机械设计是指根据使用要求和技术指标，进行各种机械产品及系统的设计的工作。
1.2 机械设计的基本要素机械设计的基本要素包括设计目标、设计条件、设计环境和设计方法。
1.3 机械设计的设计步骤机械设计的设计步骤包括需求分析、设计方案的选择、详细设计、制图和文件编制等。
1.4 机械设计的设计过程机械设计的设计过程包括概念设计、初步设计和详细设计等阶段。
第二章：机械设计基本原理2.1 物体的力学平衡物体的力学平衡是指物体在受力作用下，力的合力和力的力矩均为零的状态。
2.2 材料力学基本原理材料力学基本原理包括弹性力学、塑性力学和疲劳力学等。
2.3 运动学基本原理运动学基本原理包括运动学几何、速度和加速度的计算等。
2.4 动力学基本原理动力学基本原理包括牛顿定律、功和能的计算等。
第三章：机械零部件设计3.1 设计轴、轴承和轴承座设计轴、轴承和轴承座时需要考虑受力、运动性能和装配性能等因素。
3.2 设计齿轮传动设计齿轮传动时需要考虑齿轮的模数、压力角、齿数比和传动比等因素。
3.3 设计联轴器设计联轴器时需要考虑传递功率、防止轴向、径向和角向位移的要求。
3.4 设计链传动设计链传动时需要考虑链条的模数、节距和链板的选择等因素。
第四章：机械传动设计4.1 设计齿轮传动设计齿轮传动时需要确定齿轮的参数、选取合适的齿轮材料和进行齿轮强度校核。
4.2 设计带传动设计带传动时需要确定带传动的传动比、带传动的类型和带传动的长度等参数。
4.3 设计蜗杆传动设计蜗杆传动时需要确定蜗杆的蜗杆材料、蜗杆的模数和传动比等因素。
4.4 设计链传动设计链传动时需要确定链条的参数、选择适当的链条类型和进行链条的强度校核。
第五章：机械零部件制造工艺5.1 切削加工工艺切削加工工艺包括车削、铣削、钻削、镗削和磨削等。
5.2 成形加工工艺成形加工工艺包括冲压、锻造、铸造和压缩等。
机械设计基础知识PPT课件
3、向视图的表6、剖视图的表达方法 全剖视图
半剖视图
局部剖视图
7、剖面图的表达方法
第三节 、常用简化画法 1）、机件上某些交线的投影的简化画法
2）、相同结构的简化画法
3）、机件上较小结构的简化画法
第四节、螺纹的规定画法
第五节、圆柱齿轮的规定画法 1）、单个的圆柱齿轮
2）、两圆柱齿轮啮合
第六节、滚动轴承简化画法 1）、滚动轴承的基本结构及表达方法
2）、三种画法的选用
第二章 产品图样的基本内容和要求
第一节 产品图样包括的主要内容
产品图样包括的主要内容： 1、标题栏及明细表 2、视图 3、材料 4、尺寸和尺寸公差 5、形状和位置公差及表面粗糙度 6、关重件、关重特性 7、技术要求 8、其它技术参数图表
1、发动机总成图要反映出发动机的主要外部形状、安装部 位形状、内部主要结构形状，各组件（或部件）的装配位置和装配
关系、运动关系等；
2、发动机主视图一般采用沿曲轴轴线方向的综剖视图， 主要反映与曲轴轴向有关的各主要零部件的装配关系和运动关 系等，发动机的左视图一般采用横剖视图，反映曲柄连杆的装 配、运动关系及配气机构的装配运动关系等；
4、化油器、磁电机、火花塞、点火器、消音器、空滤 器等专业性很强的部件可以不拆分或部分拆分。
第三节 尺寸
一、尺寸的标注 1、尺寸在图纸上要标注齐全、正确、具有唯一性；标注方
法要符合国家标准的规定；基准选择要合理。 2、.图样中所标注的尺寸数值是实物真实的尺寸，不以图样
的比例大小为依据； 3、 图样中未标注单位的尺寸数字的单位是mm ； 4、在标注直径尺寸时，应在尺寸数字前加写字母Φ。在标注
连杆机构的动平衡试验曲线、配气相位、配缸间隙分组等。 四、零件图的要求
机械设计基础完整全套教学课件
成规定功能的能力。
经济性原则
在满足功能和可靠性要 求的前提下，尽量降低 制造成本和提高经济效
益。
创新性原则
鼓励采用新技术、新工 艺、新材料，提高产品 的技术含量和附加值。
机械设计的发展历程与趋势
传统设计阶段
依赖经验、试错法进行设计，缺乏 系统性。
现代设计阶段
引入计算机辅助设计（CAD）、有 限元分析等先进技术，实现设计过 程的数字化、自动化。
CAD技术概述
介绍CAD技术的发展历程、基本原理和常用软 件。
CAD建模技术
详细讲解CAD建模的方法、步骤和技巧，包括 二维图形绘制、三维实体建模、曲面造型等。
CAD在机械设计中的应用
通过实例展示CAD技术在机械设计中的应用，如零件设计、装配设计、工程图 绘制等。
有限元分析（FEA）技术
FEA技术概述
量、配合公差等。
传动零件设计
齿轮传动
01
包括圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等的设计，涉及齿轮类型、
模数、齿数、压力角等。
带传动
02
包括平带传动、V带传动等的设计，涉及带型、带宽、带轮直径
等。
链传动
03
包括滚子链传动、齿形链传动等的设计，涉及链条类型、节距、
链轮齿数等。
轴系零件设计
轴的设计
包括轴的类型、尺寸、公差、配合等 的设计，涉及轴的强度计算、刚度计 算等。
03
机械零件设计
连接零件设计
01
02
03
04
螺纹连接
包括螺栓、螺母、垫圈等的设 计，涉及螺纹类型、尺寸、公
差、拧紧力矩等。
键连接
包括平键、半圆键、楔键等的 设计，涉及键的类型、尺寸、
经济性原则
在满足功能和可靠性要 求的前提下，尽量降低 制造成本和提高经济效
益。
创新性原则
鼓励采用新技术、新工 艺、新材料，提高产品 的技术含量和附加值。
机械设计的发展历程与趋势
传统设计阶段
依赖经验、试错法进行设计，缺乏 系统性。
现代设计阶段
引入计算机辅助设计（CAD）、有 限元分析等先进技术，实现设计过 程的数字化、自动化。
CAD技术概述
介绍CAD技术的发展历程、基本原理和常用软 件。
CAD建模技术
详细讲解CAD建模的方法、步骤和技巧，包括 二维图形绘制、三维实体建模、曲面造型等。
CAD在机械设计中的应用
通过实例展示CAD技术在机械设计中的应用，如零件设计、装配设计、工程图 绘制等。
有限元分析（FEA）技术
FEA技术概述
量、配合公差等。
传动零件设计
齿轮传动
01
包括圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮等的设计，涉及齿轮类型、
模数、齿数、压力角等。
带传动
02
包括平带传动、V带传动等的设计，涉及带型、带宽、带轮直径
等。
链传动
03
包括滚子链传动、齿形链传动等的设计，涉及链条类型、节距、
链轮齿数等。
轴系零件设计
轴的设计
包括轴的类型、尺寸、公差、配合等 的设计，涉及轴的强度计算、刚度计 算等。
03
机械零件设计
连接零件设计
01
02
03
04
螺纹连接
包括螺栓、螺母、垫圈等的设 计，涉及螺纹类型、尺寸、公
差、拧紧力矩等。
键连接
包括平键、半圆键、楔键等的 设计，涉及键的类型、尺寸、
第1章 机械设计的基础知识
。m
max
min
2
※ 由O引出的射线 OA 上任意一点都代表一个对称循环应力
max m a
a
m ax lim 0
0
m
a
A
D (0 / 2,0 / 2)
σ 0/2
0 0
45°
22
o σ 0/2
m
※ D 代表脉动循环疲劳极限 0 。
a
m a
max t
min 0
※ 由O点引出的45°射线 OD上 任意一点都代表一个
第1章 机械设计的基础知识
1.1 机械零件的失效形式及设计准则 1.2 机械零件的强度计算 1.3 机械零件的材料及热处理 1.4 机械零件的标准化
1.1 机械零件的失效形式及设计准则
1.1.1 机械零件的主要失效形式
机械零件的失效：机械零件由于某些原因而丧失工作能力或达不 到设计要求性能时，称为失效。
1
a
a
m
―试件的材料常数
21 0
0
直线 GC 任意一点都代表
a
A
D G
K
a 45° C
o
m
σS
m
※ 直线 GC 的方程：
S
m
a
lim m a S
机械零件的极限应力线图
1
lim r 0
c
r 1 对称循环疲劳极限
r 0 脉动循环疲劳极限
1 r 1 非对称循环疲劳极限
塑性材料以屈服极限σS为极限应力，许用安全系数选取： 一般情况： S = 1.2 ~ 1.5
塑性较差材料：S = 1.5 ~ 2.5
脆性材料以强度极限σB为极限应力，许用安全系数选取：
2）变应力
机械设计基础(东北大学)
绪论
第一节 机械及其组成 第二节 本课程的研究内容、性质和任务
总目录
下一页 退出
第一节 机械及其组成
如:
车门， 锁， 玩具 机构 内燃机，抽油机 机器
机械
分目录
上一页 下一页 退出
第一节 机械及其组成
机构
1.人为的实物组合；
2.各部分之间有确定的相对 运动。
分目录
上一页 下一页 退出
第一节 机械及其组成
分目录
上一页 下一页 退出
第二节 本课程的研究内容、性质和任务
性质： 专业技术基础课
任务： 培养学生初步具备设计简单 机械及简单机械传动装置的 能力。
分目录
上一页 下一页 退出
分目录
上一页
分目录
上一页 下一页 退出
第一节 机械及其组成
机器:
原动机 传动机 工作机 控制器
分目录
上一页 下一页 退出
第二节 本课程的研究内容、性质和任务
研究内容： 1.机械设计的基本原则、基 本理论、及基本方法。 2.常用机构、常用联接、常 用机械传动及通用机械零 件的工作原理、性能、结 构特点、基本设计方法。
机器 1.人为的实物组合；
2.各部分之间有确定的相对运动； 3.完成有用功或包括机械能的能 量转换。
分目录
上一页 下一页 退出
、齿轮机构、凸轮机构…
机械
零件：制造单元
通用零件 专用零件
构件：运动单元
分目录
上一页 下一页 退出
第一节 机械及其组成
零 件 和 构 件
第一节 机械及其组成 第二节 本课程的研究内容、性质和任务
总目录
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第一节 机械及其组成
如:
车门， 锁， 玩具 机构 内燃机，抽油机 机器
机械
分目录
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第一节 机械及其组成
机构
1.人为的实物组合；
2.各部分之间有确定的相对 运动。
分目录
上一页 下一页 退出
第一节 机械及其组成
分目录
上一页 下一页 退出
第二节 本课程的研究内容、性质和任务
性质： 专业技术基础课
任务： 培养学生初步具备设计简单 机械及简单机械传动装置的 能力。
分目录
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分目录
上一页
分目录
上一页 下一页 退出
第一节 机械及其组成
机器:
原动机 传动机 工作机 控制器
分目录
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第二节 本课程的研究内容、性质和任务
研究内容： 1.机械设计的基本原则、基 本理论、及基本方法。 2.常用机构、常用联接、常 用机械传动及通用机械零 件的工作原理、性能、结 构特点、基本设计方法。
机器 1.人为的实物组合；
2.各部分之间有确定的相对运动； 3.完成有用功或包括机械能的能 量转换。
分目录
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、齿轮机构、凸轮机构…
机械
零件：制造单元
通用零件 专用零件
构件：运动单元
分目录
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第一节 机械及其组成
零 件 和 构 件
机械设计基础ppt第一章
行力的合成与分解。
力矩与力矩平衡
力矩是力与力臂的乘积，它对物 体产生旋转运动或平衡状态的作 用。在静力学中，我们通过分析 力矩的平衡来研究物体的平衡状
态。
动力学基础
01
动力学基本概念
动力学是研究物体运动状态变化规律的学科。在动力学中，我们主要关
注物体的加速度、速度和位移等运动参数pt第一章
• 机械设计概述 • 机械零件的类型与功能 • 机械设计材料选择 • 机械设计中的力学基础 • 机械设计制图与标准
01
机械设计概述
机械设计的定义与特点
总结词
机械设计是一种将理论和实践相结合的过程，旨在创造满足特定需求的机械设备 。
详细描述
机械设计涉及对机械系统的整体设计和详细设计，包括对机械的工作原理、结构 、材料、制造工艺等方面的研究和规划。机械设计的特点在于其将理论和实践相 结合，需要综合考虑多种因素，如功能、性能、成本、可靠性等。
VS
详细描述
轴承类零件是支撑和引导轴类零件的重要 元件，主要作用是减小摩擦和磨损，提高 机械效率和使用寿命。轴承通常由内圈、 外圈和滚动体组成，根据不同的工作需求 和应用场景，轴承有多种类型，如深沟球 轴承、角接触轴承和圆柱滚子轴承等。
弹簧类零件
总结词
吸收和释放能量的弹性元件
详细描述
弹簧类零件是吸收和释放能量的弹性元件， 广泛应用于各种机械中，起到减震、缓冲和 平衡的作用。根据不同的工作需求和应用场 景，弹簧有多种类型，如螺旋弹簧、板弹簧 和橡胶弹簧等。弹簧通常由高弹性材料制成， 如钢丝、不锈钢和天然橡胶等。
橡胶
具有弹性好、耐磨损和隔 震等特性，用于制造密封 件、减震器和轮胎等。
陶瓷
硬度高、耐高温和化学稳 定性好，用于制造刀具、 发动机零件和耐腐蚀设备 等。
力矩与力矩平衡
力矩是力与力臂的乘积，它对物 体产生旋转运动或平衡状态的作 用。在静力学中，我们通过分析 力矩的平衡来研究物体的平衡状
态。
动力学基础
01
动力学基本概念
动力学是研究物体运动状态变化规律的学科。在动力学中，我们主要关
注物体的加速度、速度和位移等运动参数pt第一章
• 机械设计概述 • 机械零件的类型与功能 • 机械设计材料选择 • 机械设计中的力学基础 • 机械设计制图与标准
01
机械设计概述
机械设计的定义与特点
总结词
机械设计是一种将理论和实践相结合的过程，旨在创造满足特定需求的机械设备 。
详细描述
机械设计涉及对机械系统的整体设计和详细设计，包括对机械的工作原理、结构 、材料、制造工艺等方面的研究和规划。机械设计的特点在于其将理论和实践相 结合，需要综合考虑多种因素，如功能、性能、成本、可靠性等。
VS
详细描述
轴承类零件是支撑和引导轴类零件的重要 元件，主要作用是减小摩擦和磨损，提高 机械效率和使用寿命。轴承通常由内圈、 外圈和滚动体组成，根据不同的工作需求 和应用场景，轴承有多种类型，如深沟球 轴承、角接触轴承和圆柱滚子轴承等。
弹簧类零件
总结词
吸收和释放能量的弹性元件
详细描述
弹簧类零件是吸收和释放能量的弹性元件， 广泛应用于各种机械中，起到减震、缓冲和 平衡的作用。根据不同的工作需求和应用场 景，弹簧有多种类型，如螺旋弹簧、板弹簧 和橡胶弹簧等。弹簧通常由高弹性材料制成， 如钢丝、不锈钢和天然橡胶等。
橡胶
具有弹性好、耐磨损和隔 震等特性，用于制造密封 件、减震器和轮胎等。
陶瓷
硬度高、耐高温和化学稳 定性好，用于制造刀具、 发动机零件和耐腐蚀设备 等。
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②名义载荷与计算载荷
第四节 静应力机械零件的强度计算
名义载荷
原动机
传动机
工作机
额定功率
在理想工作条件
工作阻力
力学公式 名义载荷P、M、T、F
第四节 静应力机械零件的强度计算
计算载荷
P ca KP M ca KM T ca KT F ca KF
第四节 静应力机械零件的强度计算
2.应力的分类
1.具有预定功能的要求 2.经济性要求 3.安全性要求 4.可靠性要求 5.操作使用方便的要求
第一节 概 述
三、本课程的内容、性质和任务
内容: 机械设计的基础知识
联接零件设计：螺纹联接、轴毂联接
传动零件设计：带传动、链传动、齿轮传动、 蜗杆传动、螺旋传动、摩擦传动 轴系零部零件设计：轴、滚动轴承、滑动轴承、 联轴器、离合器
2. N>N0 KN=1；
3. N0<103按静应力问题处理;
4. 近似的疲劳曲线.
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
m axm in
2
σa
σmax
σmin
σm
r min
max
0
t
第四节 静应力机械零件的强度计算
脉动循环 r=0
稳定变应力
σm= σa =σmax/2 ,σmin=0
对称循环 r=－1 σmax= σa = －σmin ,σm=0
非对称循环 －1<r<1 σmax= σm+σa σmin= σm－σa
其它零部件设计：弹簧
机械设计新方法
第一节 概 述
本课程的性质: 专业技术基础课
本课程的任务:
使学生掌握机械设计 的基本知识、基本理 论和基本技能
第二节 机械零件设计的一般步骤
类 型 选 择
受 力 分 析
选 择 材 料
确理 定论 计设 算计 准计
结 构 设 计
精 确 校 核
绘 制 零 件 工
则算
作
图
编 写 设 计 计 算 说 明
书
‘
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则
一、机械零件的主要失效形式
1.整体断裂 2.表面破坏
3.变形量过大 4.功能失效
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 二、机械零件的计算准则
1.强度准则 2.刚度准则 3.寿命准则
4.耐磨性准则 5.振动稳定性准则
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 1.强度准则
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
疲劳曲线
m 1NNC,(NN0)
N0 107（HB≤350） N0 2510（7 HB>350）
m1NNm1N0 1N KN1
1N A
m
KN
N0 N
O
有限寿命区
无限寿命区
BC
σ－1
N0
N
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
注意:
1. m由疲劳曲线决定。一般设计中， 钢制零件受弯曲应力，m=9;
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
一、疲劳曲线及疲劳极限
疲劳断裂的三个阶段： 1.形成初始裂纹 2.裂纹扩展 3.瞬断
疲劳断口
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
疲劳破坏的特点：
1.循环应力多次反复作用下产生； 2.无宏观的、明显的塑性变形迹象； 3.循环应力远小于材料的静强度极限； 4.对材料的组成、零件的形状、尺寸、 表面状态、使用条件非常敏感。
五、许用安全系数与许用应力
原 则：
在保证机器安全可靠的前提下,尽 可能减小许用安全系数或提高许用 应力。
不同的机器制造部门，常制定 有自己的许用安全系数或许用应力 规范。
第四节 静应力机械零件的强度计算
五、许用安全系数与许用应力
无规范可循时，可参照表1-3
σs /σB [S] 说明
塑性材料 0.45~0.55 0.55~0.7 0.7~0.9
第一节 概 述
机械: 原动机 传动机 工作机 控制器
第一节 概 述
机械
零件：制造单元 构件：运动单元
通用零件 专用零件
零件与构件举例
第一节 概 述
一、机械设计的一般程序
制
试
定 设 计
方 案 设
技施 术工 设设
制 、 试 验
定 型 产 品
工 作
计
计计
、 鉴
设 计
计
定
划
第一节 概 述
二、机器应满足的基本要求（设计阶段）
5.振动稳定性准则
fp 0.87 f
fp
1.18 f
1. 提高零件制造精度； 2. 提高回转件动平衡精度； 3. 增加阻尼系统； 4. 提高材料或结构的衰减系数； 5.采用减振、隔振装置等都可改善零件的振动稳定性 。
第四节 静应力下机械零件的强度计算 一、载荷及应力的分类
1.载荷的分类 ①静载荷与变载荷
σ
0
t
σ
0t σ
0t
第四节 静应力机械零件的强度计算
σ
有规律非稳
定变应力
o
t
周期
非稳定变应力
σ
无规律非稳
定变应力 o
t
第四节 静应力机械零件的强度计算
二、静应力下机械零件的强度判据caFra bibliotek[]lim
[S]
S
lim [S] ca
ca
[]
lim
[S]
S
lim [S] ca
第四节 静应力机械零件的强度计算
应力
静应力
不随时间变化或缓慢变化
对称循环
稳定变应力
脉动循环
变应力
非稳定变应力
非对称循环 有规律非稳定 变应力
无规律非稳定 变应力
第四节 静应力机械零件的强度计算
静应力: 不随时间变化或缓慢变化。
σmax= σmin=σm
σ
σa=0
o
t
第四节 静应力机械零件的强度计算
稳定变应力
σ
m
maxmin
2
a
三、极限应力
塑性材料： lim s, lims
脆性材料：
lim B, lim B
第四节 静应力机械零件的强度计算
四、计算应力
单向应力（拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转） ——危险剖面上的最大应力为计算应力
复杂应力——按强度理论计算常用到第一、三、 四强度理论
第四节 静应力机械零件的强度计算
铸件
1.2~1.5 1.4~1.8 1.7~2.2 1.6~2.5
如载荷和应力的计算不十分准确时, [S]值加大20%~50%
脆性材料
3~4 计算不十分准 确时.[S]值加大
50%~100%
第四节 静应力机械零件的强度计算
五、许用安全系数与许用应力
影响许用安全系数的因素： 1. 载荷和应力计算的准确性； 2. 材料机械性能数据的可靠性； 3. 零件的重要性等
[]MP a
[]MPa
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 2.刚度准则
y [y]
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 3.寿命准则
疲劳寿命计算 腐蚀和磨损
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 4.耐磨性准则
p[p]MPa
pvpvMPa.m
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则
第四节 静应力机械零件的强度计算
名义载荷
原动机
传动机
工作机
额定功率
在理想工作条件
工作阻力
力学公式 名义载荷P、M、T、F
第四节 静应力机械零件的强度计算
计算载荷
P ca KP M ca KM T ca KT F ca KF
第四节 静应力机械零件的强度计算
2.应力的分类
1.具有预定功能的要求 2.经济性要求 3.安全性要求 4.可靠性要求 5.操作使用方便的要求
第一节 概 述
三、本课程的内容、性质和任务
内容: 机械设计的基础知识
联接零件设计：螺纹联接、轴毂联接
传动零件设计：带传动、链传动、齿轮传动、 蜗杆传动、螺旋传动、摩擦传动 轴系零部零件设计：轴、滚动轴承、滑动轴承、 联轴器、离合器
2. N>N0 KN=1；
3. N0<103按静应力问题处理;
4. 近似的疲劳曲线.
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
m axm in
2
σa
σmax
σmin
σm
r min
max
0
t
第四节 静应力机械零件的强度计算
脉动循环 r=0
稳定变应力
σm= σa =σmax/2 ,σmin=0
对称循环 r=－1 σmax= σa = －σmin ,σm=0
非对称循环 －1<r<1 σmax= σm+σa σmin= σm－σa
其它零部件设计：弹簧
机械设计新方法
第一节 概 述
本课程的性质: 专业技术基础课
本课程的任务:
使学生掌握机械设计 的基本知识、基本理 论和基本技能
第二节 机械零件设计的一般步骤
类 型 选 择
受 力 分 析
选 择 材 料
确理 定论 计设 算计 准计
结 构 设 计
精 确 校 核
绘 制 零 件 工
则算
作
图
编 写 设 计 计 算 说 明
书
‘
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则
一、机械零件的主要失效形式
1.整体断裂 2.表面破坏
3.变形量过大 4.功能失效
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 二、机械零件的计算准则
1.强度准则 2.刚度准则 3.寿命准则
4.耐磨性准则 5.振动稳定性准则
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 1.强度准则
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
疲劳曲线
m 1NNC,(NN0)
N0 107（HB≤350） N0 2510（7 HB>350）
m1NNm1N0 1N KN1
1N A
m
KN
N0 N
O
有限寿命区
无限寿命区
BC
σ－1
N0
N
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
注意:
1. m由疲劳曲线决定。一般设计中， 钢制零件受弯曲应力，m=9;
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
一、疲劳曲线及疲劳极限
疲劳断裂的三个阶段： 1.形成初始裂纹 2.裂纹扩展 3.瞬断
疲劳断口
第五节 对称循环应力下机械零件的疲劳强度计算
疲劳破坏的特点：
1.循环应力多次反复作用下产生； 2.无宏观的、明显的塑性变形迹象； 3.循环应力远小于材料的静强度极限； 4.对材料的组成、零件的形状、尺寸、 表面状态、使用条件非常敏感。
五、许用安全系数与许用应力
原 则：
在保证机器安全可靠的前提下,尽 可能减小许用安全系数或提高许用 应力。
不同的机器制造部门，常制定 有自己的许用安全系数或许用应力 规范。
第四节 静应力机械零件的强度计算
五、许用安全系数与许用应力
无规范可循时，可参照表1-3
σs /σB [S] 说明
塑性材料 0.45~0.55 0.55~0.7 0.7~0.9
第一节 概 述
机械: 原动机 传动机 工作机 控制器
第一节 概 述
机械
零件：制造单元 构件：运动单元
通用零件 专用零件
零件与构件举例
第一节 概 述
一、机械设计的一般程序
制
试
定 设 计
方 案 设
技施 术工 设设
制 、 试 验
定 型 产 品
工 作
计
计计
、 鉴
设 计
计
定
划
第一节 概 述
二、机器应满足的基本要求（设计阶段）
5.振动稳定性准则
fp 0.87 f
fp
1.18 f
1. 提高零件制造精度； 2. 提高回转件动平衡精度； 3. 增加阻尼系统； 4. 提高材料或结构的衰减系数； 5.采用减振、隔振装置等都可改善零件的振动稳定性 。
第四节 静应力下机械零件的强度计算 一、载荷及应力的分类
1.载荷的分类 ①静载荷与变载荷
σ
0
t
σ
0t σ
0t
第四节 静应力机械零件的强度计算
σ
有规律非稳
定变应力
o
t
周期
非稳定变应力
σ
无规律非稳
定变应力 o
t
第四节 静应力机械零件的强度计算
二、静应力下机械零件的强度判据caFra bibliotek[]lim
[S]
S
lim [S] ca
ca
[]
lim
[S]
S
lim [S] ca
第四节 静应力机械零件的强度计算
应力
静应力
不随时间变化或缓慢变化
对称循环
稳定变应力
脉动循环
变应力
非稳定变应力
非对称循环 有规律非稳定 变应力
无规律非稳定 变应力
第四节 静应力机械零件的强度计算
静应力: 不随时间变化或缓慢变化。
σmax= σmin=σm
σ
σa=0
o
t
第四节 静应力机械零件的强度计算
稳定变应力
σ
m
maxmin
2
a
三、极限应力
塑性材料： lim s, lims
脆性材料：
lim B, lim B
第四节 静应力机械零件的强度计算
四、计算应力
单向应力（拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转） ——危险剖面上的最大应力为计算应力
复杂应力——按强度理论计算常用到第一、三、 四强度理论
第四节 静应力机械零件的强度计算
铸件
1.2~1.5 1.4~1.8 1.7~2.2 1.6~2.5
如载荷和应力的计算不十分准确时, [S]值加大20%~50%
脆性材料
3~4 计算不十分准 确时.[S]值加大
50%~100%
第四节 静应力机械零件的强度计算
五、许用安全系数与许用应力
影响许用安全系数的因素： 1. 载荷和应力计算的准确性； 2. 材料机械性能数据的可靠性； 3. 零件的重要性等
[]MP a
[]MPa
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 2.刚度准则
y [y]
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 3.寿命准则
疲劳寿命计算 腐蚀和磨损
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则 4.耐磨性准则
p[p]MPa
pvpvMPa.m
第三节 机械零件的主要失效形式及计算准则