5机械设计基础课件.pptx
机械设计基础PPT完整全套教学课件

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
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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。
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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。
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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
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2024版机械设计基础PPT全套完整教学课件pptx

人机交互优化
通过改进人机交互方式,提高机械操作的便捷性和舒适性。
未来机械设计的创新点与突破
• 跨领域融合:将不同领域的技术和理念融 入机械设计,创造出更具创新性和实用性 的产品。
未来机械设计的创新点与突破
新材料应用
探索和应用新型材料,提高机械 产品的性能和寿命。
先进制造技术
采用先进的制造技术,如精密加工、 超精密加工等,提高机械制造的精 度和效率。
绿色设计
注重环保和可持续发展,减少资源消耗 和环境污染。
机械设计的发展历程与趋势
集成化设计
实现多学科、多领域的协同设计和优化。
个性化设计
满足用户个性化需求,提供定制化的设计方案。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
包括齿轮、带轮、链轮 等,用于传递动力和扭
矩。
轴系零件
连接零件
密封零件
机械制造工艺的优化与改进
工艺优化
通过对现有工艺的改进和优化, 提高产品质量和生产效率,降低
生产成本。
新技术应用
积极引进和应用新技术、新工艺、 新材料等,推动机械制造工艺的 创新和发展。
智能化制造
借助人工智能、大数据等先进技 术,实现机械制造工艺的智能化 和自动化,提高生产效率和果
完成齿轮减速器的三维模型设 计、二维工程图绘制及装配图
等。
案例二:轴承座的设计
设计背景
轴承座是支撑轴承并传递载荷的重要部件, 广泛应用于各种机械设备中。
设计步骤
确定轴承类型、选择轴承座结构形式、计算 轴承座尺寸、校核轴承座强度等。
设计目标
实现支撑轴承、传递载荷、保证轴的旋转精 度等功能。
机械设计的发展趋势与挑战
《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
机械设计基础全套ppt课件

机械设计基础全套ppt 课件•机械设计概述•机械零件设计基础•传动系统设计•轴系零部件设计目录•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。
•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。
机械设计原则技术性能准则:技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能,既包含静态性能,又包含动态性能。
经济性准则:提高设计经济性的途径有:选择适当的设计准则,避免或减小过剩设计;采用现代设计方法,合理地设计零部件或系统;设计高效率的零部件;提高制造精度,采用可靠性设计,优化产品设计结构,减少维修频次和维修量,延长产品寿命。
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。
经验设计根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。
它主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零部件。
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采用理论设计。
类比设计应用类比推理方法进行的设计。
它适用于有定型产品的零部件和工艺装备的设计,特别适用于对系列产品的改进和新产品的开发。
绿色是从环境保护领域中引用来的,人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。
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O1 O3
例5-1: (图5-4)已知Z1=16 ,Z2=32, Z2′=20, Z3=40, Z3′=2(右),Z4=40,若n1=800r/min, 求蜗轮的转速n4 及各轮的转向。 解: 1.蜗杆传动: ①旋向
②蜗轮转向: 左右手定则判→ 蜗杆相对蜗轮的运动方向 →蜗轮逆时针转动 3′ ③传动比: i = n3/n4= Z4 / Z3′ 右 2.求轮系传动比: Z Z Z 32 40 40 2 3 4 i 80 ①大小: ②方向: 画箭头
200 n 25 60 H 5 ( 50 ) n 15 20 H
nH= - 8.3r/min
n=4,PL=4,PH=2 差动轮系
例题5:已知齿数Z1=12 , Z2 = 28 , Z 2’ = 14 , Z3 = 54。 求iSH (P.259) 行星轮系
中心轮
第 五 章 轮 系
§5-1 轮系的类型
§5-2 定轴轮系及其传动比
§5-3 周转轮系及其传动比 §5-4 复合轮系及其传动比 §5-5 轮系的应用
§5-1轮系的类型
p.74
(一)引言 轮系 :一系列齿轮组成的传动系统 1 )获得大传动比 2 )连接距离较远的轴 应用 3)变速 4)变向 图5-3.a 平行轴 外啮合: 转向相反 内啮合: 转向相同 图5-3.b 运动 简图 相交轴: 圆锥齿轮机构 图5-3.c 交错轴: 蜗杆蜗轮 图5-3.d 2 2 1
H 13 H 1 H 3
例5-2(图5-5 p.78)
Z Z Z n n n 61 2 3 3 1 H i n Z Z Z 27 n n 3 H 1 2 1 n 61 1 n H i n n 1 61 27 3 . 26 1 H 1 H 0§5-4复合轮系及其传动比
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液压与气压传动的设计方法与步骤
设计方法
根据实际需求选择合适的传动方式, 进行系统设计。
设计步骤
明确设计任务和要求、选择执行元件、 确定系统工作压力和流量、设计液压或 气压回路、选择液压或气压元件、进行 系统性能验算等。
液压与气压传动系统的维护与保养
日常维护 保持系统清洁、定期更换液压油或空 气滤清器滤芯等。
机械设计的定义与重要性
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。
好的设计能降低成本,提高生产效率,增加产品竞争力。
机械设计的基本原则
01
02
03
04
功能需求原则
设计应满足机器或 性,即在规定条件下和规定时
表面处理技术
在保持材料心部性能不变的前提下,通过改变材料表面的化学 成分或组织结构,提高其耐磨性、耐蚀性和疲劳强度等。常见 的表面处理技术有表面淬火、化学热处理(渗碳、渗氮等)、 电镀和喷涂等。
06
机械设计中的精度设计 与公差配合
精度设计的概念与意义
精度设计的定义
在机械设计中,精度设计是指根据产品使用要求、制造工艺和经济性等因素, 合理确定零部件的尺寸、形状和位置等精度要求的过程。
从手工设计到计算机辅助设计 (CAD),再到现在的数字化、 智能化设计。
智能化设计
利用人工智能、机器学习等技 术进行自动化、智能化的设计。
人机融合设计
注重人机交互、人体工程学等 方面的设计,提高产品的易用 性和舒适性。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
齿轮、带轮、链轮等, 用于传递动力和扭矩。
07
机械设计中的创新方法 与实例
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。21.3.121.3.1Monday, March 01, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。09:34:3409:34:3409:343/1/2021 9:34:34 AM 11、越是没有本领的就越加自命不凡 。21.3.109:34:3409:34Mar-211-Mar- 21 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人 的错儿 。09:34:3409:34:3409:34Monday, March 01, 2021 13、知人者智,自知者明。胜人者有 力,自 胜者强 。21.3.121.3.109:34:3409:34:34Marc h 1, 2021 14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年3月1日星期 一上午9时34分 34秒09:34:3421.3.1 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月上午 9时34分21.3.109:34March 1, 2021 16、业余生活要有意义,不要越轨。2021年3月1日 星期一9时34分 34秒09:34:341 March 2021 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要 自强不 息。上 午9时34分34秒 上午9时34分09:34:3421.3.1
3
4-6 平面四杆机构的设计
一、平面连杆机构设计的基本问题 ◎机构的选型 ◎确定机构运动简图参数
(按对从动件的“运动要求与几何要求” →设计条件)
1、实现预定的位置和预定的运动规律
4
5
2、实现预定的运动轨迹 二、平面连杆机构的设计方法 1、图解法 2、解析法 3、实验法等
三、平面四杆机构的设计(作图法) 1、按给定的行程速比系数K设计四杆机构
4-5 铰链四杆机构的演化 1、转动副化为移动副法
2、扩大转动副法 3、取不同的构件为机架
1
内容提要
4-6 平面四杆机构的设计 一、平面连杆机构设计的基本问题 二、平面连杆机构的设计方法 三、平面四杆机构的设计(作图法) 四、图谱法设计“给定轨迹”的平面四杆机构
2
学习提示:
1、明确平面连杆机构设计的基本问题 2、了解平面连杆机构的各种设计方法 3、掌握平面四杆机构的图解设计法
---敢为天下先,勇争第一
曲柄摇杆机构
分析:
① 确定固定铰链A ② 求AB、 BC、 AD?
9
C
C1
C2
B
θ
B2 A
ψ
D
B1
AC1 BC AB l2 l1
AC2 BC AB l2 l1
AB
l1
AC 2
2
AC1
10
《作图法设计曲柄摇杆机构》
C1
C2
90°-θ
θ
B2
ψ
A
D
θ
P
N
M
11
2、按给定的连杆位置设计铰链四杆机构
14
2、运用连杆曲线图谱 设计平面四杆机构
15
第4章作业:(第三周周四交到工学所!)
教科书 p67 : 4-5~8、4-10、4-11(可采用 计算机图解)
思考题: p66: 4-1~
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下周周一做实验,不上课!
预习:
第6章 齿轮机构 齿轮机构的特点和类型 齿廓啮合基本定律 渐开线齿廓
16
Thank You...
⑴ 已知:连杆的三个位置及其长度BC
设计:铰链四杆机构
— ABCD
C 2
B
3
分析:
1 A
4D
确定固定铰链中心 A、D
曲柄摇杆机构
12
B2 B1
B3
C2
C3
C1 A
D
13
⑵ 已知:连杆BC的二个位置及其长度 l2
设计:铰链四杆机 — ABCD 可得无穷解!
四、图谱法设计“给定轨迹”的平面四杆机构 1、连杆曲线
6
⑴ 导杆机构
已知:机架长度 l1 , 行程速比系数K
设计:摆动导杆机构
分析:
θ= ψ 求 AB = ? 180 K 1
K 1
7
ψ
C 8
《作图法设计摆动导杆机构》
n B (B1)
m A
(2) 曲柄摇杆机构
已知:摇杆CD长度 l3 , 摆角为ψ 行程速比系数K
B
1 A
C 2
3
4
D
设计:曲柄摇杆机构ABCD