工程机械设计基础分解共36页
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机械设计基础课后答案(陈立德高等教育出版社第二版).共36页文档
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
机械设计基础课后答案(陈立德高等教 育出版社第二版).
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
机械设计基础课后答案(陈立德高等教 育出版社第二版).
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。
机械设计基础PPT完整全套教学课件
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
机械设计基础PPT完整全套教 学课件
目
CONTENCT
录
• 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。
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
机械设计基础PPT完整全套教 学课件
目
CONTENCT
录
• 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。
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
机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版
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
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。
04
CHAPTER
连接与紧固设计
详细解释螺纹的形成过程、不同类型螺纹的特点以及螺纹的主要参数，如螺距、牙型角等。
螺纹的形成、类型和参数
螺纹连接的基本类型
螺纹连接的预紧和防松
螺旋传动的应用和分类
介绍常见的螺纹连接类型，如螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接等，并分析其适用场合和优缺点。
阐述螺纹连接预紧的目的和方法，以及防松措施，如摩擦防松、机械防松等。
02
CHAPTER
机械零件设计基础
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
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。
材料选择
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。
06
CHAPTER
轴系零部件设计
轴的结构设计
确定轴的合理外形和全部结构尺寸。
轴的设计计算
包括强度计算和刚度计算。
轴的校核
对设计完成的轴进行强度和刚度校核，以确保其满足使用要求。
联轴器的选用与设计
离合器的选用与设计
制动器的选用与设计
07
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
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。
04
CHAPTER
连接与紧固设计
详细解释螺纹的形成过程、不同类型螺纹的特点以及螺纹的主要参数，如螺距、牙型角等。
螺纹的形成、类型和参数
螺纹连接的基本类型
螺纹连接的预紧和防松
螺旋传动的应用和分类
介绍常见的螺纹连接类型，如螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接等，并分析其适用场合和优缺点。
阐述螺纹连接预紧的目的和方法，以及防松措施，如摩擦防松、机械防松等。
02
CHAPTER
机械零件设计基础
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
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。
材料选择
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。
06
CHAPTER
轴系零部件设计
轴的结构设计
确定轴的合理外形和全部结构尺寸。
轴的设计计算
包括强度计算和刚度计算。
轴的校核
对设计完成的轴进行强度和刚度校核，以确保其满足使用要求。
联轴器的选用与设计
离合器的选用与设计
制动器的选用与设计
07
工程机械设计基础分解
当卷筒长度确定，导向轮与卷筒距离要满足 要求。（对于光面卷筒γ ≤20）
推荐在40～60之间，实际选用不大于50
4.4 三角形机构
E
Fi C M0 P0 ω0 D 几何关系： H θ0 G
2 2 l12 l2 l3 2l1 l2 cos0
0
l1 vi l2l3 sin 0
2 2 2 l l l 1,max 2 3 2l1 l2 cos 0,max 2 2 2 l l l 2l1 l2 cos 0,min 1,min 2 3
c
s
2
铸铁，脆性材料
c
b
5
钢，塑性材料 铸铁，脆性材料
s
2.5
b6来自钢丝绳允许偏角：β
S
l
γ
hmax d
tan
γ
K S d 1 sin 2
tan D 1 1 K
单层有槽卷筒，绳偏离槽两端的角度不大于 3.50；无槽卷筒和多层卷筒，偏离卷筒轴垂 直平面的角度不大于20。
L0 1.1nd 1.1 H max n1 D1 s d m D md
D2 2d D1 D 3d D3 D 2 2d D 5d Dm D 2m 1 d
卷筒的强度计算：
Smax
σ1 D σ1
δ Smax
当 L0≤3D 时，忽略弯曲和扭转应力
2 2 l1,max l1,min arccos cos 0,min 2l2l3 l 1,max l1,min
l2
l1 l3
Pi vi θi A
0,max 0,min
0,min
推荐在40～60之间，实际选用不大于50
4.4 三角形机构
E
Fi C M0 P0 ω0 D 几何关系： H θ0 G
2 2 l12 l2 l3 2l1 l2 cos0
0
l1 vi l2l3 sin 0
2 2 2 l l l 1,max 2 3 2l1 l2 cos 0,max 2 2 2 l l l 2l1 l2 cos 0,min 1,min 2 3
c
s
2
铸铁，脆性材料
c
b
5
钢，塑性材料 铸铁，脆性材料
s
2.5
b6来自钢丝绳允许偏角：β
S
l
γ
hmax d
tan
γ
K S d 1 sin 2
tan D 1 1 K
单层有槽卷筒，绳偏离槽两端的角度不大于 3.50；无槽卷筒和多层卷筒，偏离卷筒轴垂 直平面的角度不大于20。
L0 1.1nd 1.1 H max n1 D1 s d m D md
D2 2d D1 D 3d D3 D 2 2d D 5d Dm D 2m 1 d
卷筒的强度计算：
Smax
σ1 D σ1
δ Smax
当 L0≤3D 时，忽略弯曲和扭转应力
2 2 l1,max l1,min arccos cos 0,min 2l2l3 l 1,max l1,min
l2
l1 l3
Pi vi θi A
0,max 0,min
0,min
机械设计基础教材
1.3 运动确定性的概念
第25页/共476页
F = 3×3–2×4 = 1
F = 3×4–2×5 = 2
n = 3
Pl= 4
n = 4
Pl = 5
如图1-12（a）：
如图1-12（b）：
第26页/共476页
【例1-2】如图1-13所示，计算曲柄滑块机构的自由度。 活动构件数n=3低副数高副数
第19页/共476页
第20页/共476页
第21页/共476页
平面机构运动简图的绘制
绘制机构运动简图的步骤：（1）分析机构的组成，观察相对运动关系，了解其工作原理。（2）确定所有的构件（数目与形状）、运动副（数目和类型）。（3）选择合理的位置，能充分反映机构的特性。（4）确定比例尺 （5）用规定的符号和线条绘制成机构运动简图。
1. 机构运动简图的定义
第15页/共476页
运动副及构件的表示方法
1．构件构件均用直线或小方块来表示，如图1-6示。
第16页/共476页
2．转动副
第17页/共476页
3．移动副 如图1-8所示，注意移动副的导路应与两构件相对移动的方向一致。
第18页/共476页
4．高副两构件组成高副时的相对运动与这两个构件在接触处的轮廓形状有直接关系，因此，在表示高副时必须画出两构件在接触处的曲线轮廓。如图1-8、图1-9所示为齿轮高副和凸轮高副的表示方法。
图1-4 （a）凸轮高副
平面机构中高副引入一个约束，保留两个自由度。
图1-4 （b）齿轮高副
第12页/共476页
运动链与机构
运动链：两个以上的构件以运动副连接而构成的系统。如图1-5所示，若运动链中各构件首尾相连，则称之为闭式运动链，否则称为开式运动链。
第25页/共476页
F = 3×3–2×4 = 1
F = 3×4–2×5 = 2
n = 3
Pl= 4
n = 4
Pl = 5
如图1-12（a）：
如图1-12（b）：
第26页/共476页
【例1-2】如图1-13所示，计算曲柄滑块机构的自由度。 活动构件数n=3低副数高副数
第19页/共476页
第20页/共476页
第21页/共476页
平面机构运动简图的绘制
绘制机构运动简图的步骤：（1）分析机构的组成，观察相对运动关系，了解其工作原理。（2）确定所有的构件（数目与形状）、运动副（数目和类型）。（3）选择合理的位置，能充分反映机构的特性。（4）确定比例尺 （5）用规定的符号和线条绘制成机构运动简图。
1. 机构运动简图的定义
第15页/共476页
运动副及构件的表示方法
1．构件构件均用直线或小方块来表示，如图1-6示。
第16页/共476页
2．转动副
第17页/共476页
3．移动副 如图1-8所示，注意移动副的导路应与两构件相对移动的方向一致。
第18页/共476页
4．高副两构件组成高副时的相对运动与这两个构件在接触处的轮廓形状有直接关系，因此，在表示高副时必须画出两构件在接触处的曲线轮廓。如图1-8、图1-9所示为齿轮高副和凸轮高副的表示方法。
图1-4 （a）凸轮高副
平面机构中高副引入一个约束，保留两个自由度。
图1-4 （b）齿轮高副
第12页/共476页
运动链与机构
运动链：两个以上的构件以运动副连接而构成的系统。如图1-5所示，若运动链中各构件首尾相连，则称之为闭式运动链，否则称为开式运动链。
机械设计基础全套课件
动量定理描述了力的时间累积效应，导致物体动量的变化；动量矩定理描述了力 对旋转运动的效应，即力矩对动量矩的影响。这两个定理在分析机械系统的动态 行为时非常重要。
刚体的平面运动和定轴转动
总结词
描述刚体在平面和旋转运动的运动学和动力学特性
详细描述
刚体的平面运动涉及到刚体在平面内的平移和旋转运动，需要考虑速度和加速度的分析。定轴转动是刚体绕固定 轴线的旋转运动，需要分析转动惯量、角速度和角加速度等参数。这些运动形式在机械系统中广泛存在，对于理 解机械系统的动态行为至关重要。
传动系统
将动力传递至执行机构，包括齿轮 、链条、带轮等。
控制系统
控制机械的运动，如控制器、传感 器等。
04
机械系统的设计流程
方案设计
根据需求分析，制定多个设计 方案，并评估其可行性。
仿真与优化
通过仿真分析验证设计的正确 性和性能，并进行优化。
需求分析
明确机械系统的功能和性能要 求。
详细设计
对选定方案进行详细设计，包 括零件尺寸、材料、工艺等。
弹簧的制造工艺
根据工作需求和弹簧形状，确定弹簧的参 数，如弹簧刚度、圈数、节距等。
根据弹簧的材料和形状，选择合适的制造 工艺，如热卷、冷卷、锻造等。
CHAPTER 03
机械系统设计
机械系统的基本组成
01
动力系统
为机械提供动力，包括发动机、电 动机等。
执行系统
执行机械动作，如连杆、凸轮等。
03
02
淬火
将金属加热到临界点以上，快速冷却以提高 硬度。
回火
将淬火后的金属加热到一定温度，以稳定组 织、消除内应力。
表面处理
通过化学或电化学方法改变金属表面的性质 ，以提高耐腐蚀性、耐磨性等。
刚体的平面运动和定轴转动
总结词
描述刚体在平面和旋转运动的运动学和动力学特性
详细描述
刚体的平面运动涉及到刚体在平面内的平移和旋转运动，需要考虑速度和加速度的分析。定轴转动是刚体绕固定 轴线的旋转运动，需要分析转动惯量、角速度和角加速度等参数。这些运动形式在机械系统中广泛存在，对于理 解机械系统的动态行为至关重要。
传动系统
将动力传递至执行机构，包括齿轮 、链条、带轮等。
控制系统
控制机械的运动，如控制器、传感 器等。
04
机械系统的设计流程
方案设计
根据需求分析，制定多个设计 方案，并评估其可行性。
仿真与优化
通过仿真分析验证设计的正确 性和性能，并进行优化。
需求分析
明确机械系统的功能和性能要 求。
详细设计
对选定方案进行详细设计，包 括零件尺寸、材料、工艺等。
弹簧的制造工艺
根据工作需求和弹簧形状，确定弹簧的参 数，如弹簧刚度、圈数、节距等。
根据弹簧的材料和形状，选择合适的制造 工艺，如热卷、冷卷、锻造等。
CHAPTER 03
机械系统设计
机械系统的基本组成
01
动力系统
为机械提供动力，包括发动机、电 动机等。
执行系统
执行机械动作，如连杆、凸轮等。
03
02
淬火
将金属加热到临界点以上，快速冷却以提高 硬度。
回火
将淬火后的金属加热到一定温度，以稳定组 织、消除内应力。
表面处理
通过化学或电化学方法改变金属表面的性质 ，以提高耐腐蚀性、耐磨性等。
机械设计基础课后答案(陈立德高等教育出版社第二版).共36页文档
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
机械设计基础课后答案(陈立 德高等教育出版社第二版).
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
机械设计基础课后答案(陈立 德高等教育出版社第二版).
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来