1.机械设计概述
陈立德第五版-机械设计基础 第1章机械设计概述
一、设计机械零件的基本要求
工作可靠并且成本低廉;
零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言称为承载能力。
设计机械零件要注意以下几点：
（1）合理选择材料，降低材料费用；
（2）保证良好的工艺性，减少制造费用；
（3）尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。
产品规划 设计任务书 原理方案设计 原理方案图 结构方案设计 总体布局设计 总装配图 施工设计 试制、实验、批 量生产、销售
由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。
设计结果以工程图及计算书的形式表达出来。
经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。
机械设计的内容与过程
市场调查 可行性研究 …… 功能分析 原理方案设计 …… 主参数匹配设计 主结构构形设计 …… 人机工程设计 外观设计 …… 产品部件设计 产品零件设计 …… 技术文档 样机试制 性能试验 定型批产 ……
使用功能要求 经济性要求 可靠性要求 劳动保护要求－操作方便、工作安全 造型美观、减少污染 其它专用要求
二、机械设计的基本要求
机械设计的基本要求
一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。
§1.1 机械设计的基本要求 §1.2 机械设计的内容与过程 §1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 §1.4 机械零件的接触强度 §1.5 机械零件的标准化 §1.6 现代机械设计理论概述
第1章 机械设计概述
1.1 机械设计的基本要求
机械设计包括以下两种设计:
机械设计名词解释
机械设计名词解释1. 机械设计的基本概念机械设计是基于机械工程原理和技术，通过研究、分析和应用相关知识和技能，设计机械结构和系统的过程。
以下是一些与机械设计相关的名词解释。
2. 名词解释2.1. 机械设计•机械设计是指利用工程设计和创新思维，将原始的机械构思、需求和目标转化为可实际制造和使用的机械产品的过程。
2.2. 机械结构•机械结构是机械系统中各个部件的组合和布置方式，包括连接、支撑、传力的构型和方法等。
•运动学研究物体在时间和空间上的运动规律，并用数学方法描述和分析机械系统的运动特性。
2.4. 动力学•动力学研究物体运动的原因和过程，包括力的作用、物体的加速度、力的平衡等。
2.5. 建模•建模是指将机械系统从现实世界中进行抽象化，用数学和物理方程来描述机械系统的行为和性能。
2.6. 材料力学•材料力学研究材料在受力下的力学行为和性能，包括弹性、塑性、断裂等。
•热力学研究热量和能量之间的转化，以及热力学系统的性质和变化规律。
2.8. 制造工艺•制造工艺是指将机械设计转化为实际产品的技术和方法，包括材料选择、加工工艺、装配工艺等。
2.9. 误差与公差•误差是因为各种因素导致实际尺寸或形状与设计尺寸或形状之间的差异。
•公差是为了控制误差，设定的允许范围，表示具有一定尺寸或形状的零件或装配体的尺寸或形状对于设计要求的偏差。
2.10. 机构设计•机构设计是指将一些零部件按照特定的方式组织和连接，使其实现特定的运动或功能的设计过程。
2.11. 机械传动•机械传动是指通过齿轮、带传动、链传动等方式将动力从原动机传递到工作机构的过程。
3. 结论以上是对机械设计中一些基本名词的解释。
机械设计是一个综合性学科，涵盖了许多领域的知识和技能。
了解这些基本概念对于理解和应用机械设计原理和方法非常重要。
机械系统的方案设计概述
机械系统的方案设计概述1. 引言机械系统的方案设计是指在机械制造过程中对机械系统进行设计的过程，包括了方案制定、设计流程、设计原则等内容。
本文将对机械系统的方案设计进行概述，介绍在设计过程中需要考虑的重要因素和设计方法。
2. 方案制定方案制定是机械系统方案设计的第一步，需要明确设计的目标和要求。
在方案制定阶段，应该考虑以下几个方面：•使用环境：机械系统使用的环境将直接影响到设计方案的选择，包括温度、湿度、振动等因素。
•功能需求：明确机械系统需要完成的功能，例如工作速度、载荷要求等。
•资源投入：考虑可用的预算、材料和人力资源等，以确定设计方案的可行性。
•安全性：确保机械系统可以在安全的条件下运行，防止事故或伤害的发生。
3. 设计流程设计流程是指在方案制定之后，对机械系统进行详细设计的过程。
根据不同的机械系统，设计流程可能略有差异，但通常包括以下几个步骤：3.1. 概念设计概念设计阶段是在方案制定基础上进行更详细的设计。
在这个阶段，需要将机械系统的功能划分为不同的模块或部件，并进行初步的尺寸计算和布局设计。
3.2. 详细设计在概念设计阶段确定了机械系统的基本结构后，需要进行详细设计。
详细设计包括选择合适的材料、确定部件的尺寸和形状、设计连接方式等。
在这个阶段，需要充分考虑机械系统的可制造性和可维护性。
3.3. 验证和优化设计完成后，需要对机械系统进行验证和优化。
验证主要是通过计算和仿真的方式，分析机械系统的性能和安全性是否满足设计要求。
如果存在问题或不足，需要进行适当的优化和调整。
3.4. 制造和装配设计验证通过后，可以进行机械系统的制造和装配。
在制造过程中，需要按照设计要求进行加工和组装。
同时，需要进行质量控制和测试，确保机械系统的性能和质量符合设计要求。
4. 设计原则在机械系统方案设计过程中，需要遵循一些基本的设计原则，以确保设计的有效性和可靠性。
•功能性：设计方案应该能够实现所需的功能，满足用户的需求。
机械文档
3.3 机构运动简图有什么作用如何绘制机构运动简图 答1能抛开机构的具体结构和构件的真实外形简明地表达机构的传动原理并能对机构进行方案讨论和运动、受力分析。 2绘制机构运动简图的步骤如下所述 ①认真研究机构的结构及其动作原理分清机架确定主动件。 ②循着运动传递的路线搞清各构件间相对运动的性质确定运动副的种类。 ③测量出运动副间的相对位置。 ④选择视图平面和比例尺用规定的线条和符号表示其构件和运动副绘制成机构运动简图。 3.4 计算如题3.4图所示各机构的自由度并说明欲使其具有确定运动需要有几个原动件 题3.4图 答aL H9 13 0n P P 代入式3.1中可得L H3 2 3 9 2 13 0 1F n P P 此机构要具有确定的运动需要有一个原动件。 b) B处存在局部自由度必须取消即把滚子与杆刚化则L H3 3 2n P P 代入式3.1中可得L H3 2 3 3 2 3 2 1F n P P 此机构要具有确定的运动需要有一个原动件。 c) L H5 7 0n P P 代入式3.1中可得L H3 2 3 5 2 7 0 1F n P P 此机构要具有确定的运动需要有一个原动件。 3.5 绘制如题3.5图所示各机构的运动简图并计算其自由度。 题3.5图 题3.5答案图 答取L0.001m / mm 绘制运动简图如题3.5答案图所示 图a)L H3 4 0n P P )L H3 4 0n P P 则L H3 2 1F n P P 。 3.6 试计算如题3.6图所示机构的自由度并判断该机构的运动是否确定图中绘有箭头的构件为原动件。
第1章 机械设计概述 1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段各阶段的主要内容是什么 答机械设计过程通常可分为以下几个阶段 1.产品规划 主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 2.方案设计 在满足设计任务书中设计具体要求的前提下由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。 3.技术设计 完成总体设计、部件设计、零件设计等。 4.制造及试验 制造出样机、试用、修改、鉴定。 1.2 常见的失效形式有哪几种 答断裂过量变形表面失效破坏正常工作条件引起的失效等几种。 1.3 什么叫工作能力计算准则是如何得出的 答工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。对于载荷而言称为承载能力。 根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。 1.4 标准化的重要意义是什么 答标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少简化生产管理过程降低成本保证产品的质量缩短生产周期。 第2章 摩擦、磨损及润滑概述 2.1 按摩擦副表面间的润滑状态摩擦可分为哪几类各有何特点 答摩擦副可分为四类干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。 干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜摩擦系数及摩擦阻力最大磨损最严重在接触区内出现了粘着和梨刨现象。液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触被液体油膜完全隔开摩擦系数极小摩擦是在液体的分子间进行的称为液体润滑。边界摩擦的特点是两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开但由于边界膜较薄不能完全避免金属的直接接触摩擦系数较大仍有局部磨损产生。混合摩擦的特点是同时存在边界润滑和液体润滑摩擦系数比边界润滑小但会有磨损发生。 2.2 磨损过程分几个阶段各阶段的特点是什么 答磨损过程分三个阶段即跑合摩合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。各阶段的特点是:跑合磨损阶段磨损速度由快变慢稳定磨损阶段磨损缓慢磨损率稳定剧烈磨损阶段磨损速度及磨损率都急剧增大。 2.3 按磨损机理的不同磨损有哪几种类型 答磨损的分类有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损点蚀、腐蚀磨损。 2.4 哪种磨损对传动件来说是有益的为什么 答跑合磨损是有益的磨损因为经跑合磨损后磨损速度减慢可改善工作表面的性质提高摩擦副的使用寿命。 2.5 如何选择适当的润滑剂 答选润滑剂时应根据工作载荷、运动速度、工作温度及其它工作条件选择。 当载荷大时选粘度大的润滑油如有较大的冲击时选润滑脂或固体润滑剂。高速时选粘度小的润滑油高速高温时可选气体润滑剂低速时选粘度小的润滑油低速重载时可选润滑脂多尘条件选润滑脂多水时选耐水润滑脂。 2.6 润滑油的润滑方法有哪些 答油润滑的润滑方法有分散润滑法和集中润滑法。集中润滑法是连续润滑可实现压力润滑。分散润滑法可以是间断的或连续的。间断润滑有人工定时润滑、手动油杯润滑、油芯油杯润滑、针阀油杯润滑、带油润滑、油浴及飞溅润滑、喷油润滑、油零润滑等几种。 2.7接触式密封中常用的密封件有哪些 答接触式密封常用的密封件有O形密封圈J形、U形、V形、Y形、L形密封圈以及毡圈。 2.8非接触式密封是如何实现密封的 答:非接触式密封有曲路密封和隙缝密封它是靠隙缝中的润滑脂实现密封的。 第3章 平面机构的结构分析 3.1 机构具有确定运动的条件是什么? 答机构的主动件数等于自由度数时,机构就具有确定的相对运动。 3.2 在计算机构的自由度时要注意哪些事项 答应注意机构中是否包含着复合铰链、局部自由度、虚约束。
《机械设计基础》教案
《机械设计基础》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解机械设计的基本原理和方法；（2）掌握机械零件的主要参数和选型依据；（3）熟悉机械系统的运动分析和动力分析；（4）能够运用机械设计软件进行简单的机械设计。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生的创新意识和解决问题的能力；（2）利用模拟实验和实际操作，提高学生的动手能力和实践能力；（3）采用小组讨论和课堂讲解，培养学生的团队协作和沟通能力。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情；（2）增强学生对机械工程领域的认同感和责任感；（3）培养学生追求卓越、精益求精的职业精神。
二、教学内容第1课时：机械设计概述1. 机械设计的意义和任务2. 机械设计的过程和方法3. 机械设计师的要求和素质第2课时：机械零件的设计方法1. 机械零件的设计原则2. 机械零件的选材和加工3. 机械零件的强度计算和校核第3课时：机械系统的运动分析1. 机械系统的自由度和平衡条件2. 机械系统的运动学分析3. 机械系统的动力学分析第4课时：机械系统的动力分析1. 机械系统的动力源和动力传递2. 机械系统的负载分析和计算3. 机械系统的动力性能优化第5课时：机械设计实例分析1. 机械设计案例介绍2. 机械设计案例分析3. 机械设计案例总结和启示三、教学资源1. 教材：《机械设计基础》2. 辅助材料：PPT课件、教学图样、设计软件教程3. 实验设备：机械设计实验台、测量工具、模拟实验器材四、教学过程1. 导入：通过展示实际机械产品，引发学生对机械设计的兴趣，激发学习动机。
2. 讲解：结合PPT课件和教材，讲解本节课的重点内容，引导学生主动思考和提问。
3. 案例分析：分析机械设计实例，让学生了解机械设计的过程和方法，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4. 实践操作：安排学生进行模拟实验或实际操作，巩固所学知识，提高学生的动手能力和实践能力。
5. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享学习心得和设计思路，培养学生的团队协作和沟通能力。
机械设计基础入门从零开始学习机械设计
机械设计基础入门从零开始学习机械设计机械设计是工程设计领域中非常重要的一部分，它涉及到各种机械设备的设计、制造和维修。
对于刚开始学习机械设计的人来说，掌握基础知识和技能是非常重要的。
本文将从零开始介绍机械设计的一些基础内容，帮助初学者入门机械设计。
一、机械设计的概述机械设计是指通过对设备、零部件或系统进行合理的设计，使之具有一定的性能、质量和可靠性，并能满足特定功能和使用要求的过程。
在机械设计中，需要考虑材料的选择、结构的设计、运动的传递和控制等方面。
机械设计的基础包括力学、材料学、机械制图等知识，掌握这些基础知识对于机械设计非常重要。
二、机械设计的基本原理1.力学基础：机械设计中的重要基础知识是力学，包括静力学和动力学。
静力学研究不变形力学系统的平衡条件，动力学研究物体的运动规律和力的作用。
了解力学的基本原理对于机械设计非常重要，可以帮助合理设计机械结构和确定机械零部件的尺寸和材料。
2.材料学：机械设计中的材料选择非常重要，不同材料具有不同的力学性能和耐久性。
了解材料的性质和特点，可以根据设计需求选择合适的材料。
常用的机械材料包括金属、塑料、复合材料等。
3.机械元件的设计：机械设计中的元件包括轴、轮、齿轮、传动装置等。
对于不同的机械元件，需要考虑其功能和使用要求，选择合适的结构和材料来设计。
同时，还需要注意元件之间的配合和传动的平稳性。
三、机械设计的软件工具在现代机械设计中，使用计算机辅助设计（CAD）软件是非常常见的。
CAD软件可以帮助设计师进行绘图、模拟分析和模型验证等工作。
熟练掌握CAD软件的使用，可以提高设计效率和设计质量。
常见的CAD软件包括AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。
四、机械设计实例分析为了更好地理解机械设计的基础知识，下面将通过一个简单的机械设计实例来进行分析。
假设我们需要设计一个简单的手摇搅拌器，用于搅拌液体混合物。
首先，我们需要考虑搅拌器的结构和功能要求，选择合适的材料（如不锈钢）来制作搅拌器的主要零部件。
浅谈机械设计中的设计要素
浅谈机械设计中的设计要素随着科技的发展和社会的进步，许多现代化的设计理念和设计方法被逐渐应用到机械设计领域。
为了满足人们对于机械产品越来越高的要求，机械设计的流程也呈现日益复杂化和多样化趋势。
文章对机械设计中的设计要素进行了深入的分析和探讨，以期起到参考和借鉴的作用。
标签：机械设计；设计要素；探析1 机械设计概述当前，机械设计正以飞快的速度发展，并取得了显著的成果，为人类文明和社会的进步做出了巨大的贡献。
机械设计是一个非常复杂的领域，涉及的理论、技术、方法非常多，为了从中总结出规律，以便更好地将机械设计应用到生产实践，应致力于机械设计的探索和研究，从而在掌握其内在规律的基础上，对于设计理论和设计方法进行创新，设计出日趋完美的机械产品。
此外，在进行机械产品的设计时，应充分运用现代化的设计方法，如可靠性设计、优化设计、人体工程学，充分发挥计算机辅助设计的作用，提高设计的准确性、缩短设计周期。
通常来说，机械设计可以分为以下几个工作阶段。
1.1 计划阶段在机械设计的计划阶段，需要进行大量的相关资料的查找工作，机械设计产品必须满足一定的行业规范和要求，因此应对机械资料进行深入细致的分析，从而使机械产品的质量、安全和性能都能满足设计要求。
这一阶段是很重要的阶段，其目的是为后续的设计工作做好充分的准备。
1.2 方案阶段这一阶段的主要任务是针对机械的每个部分进行详细的设计，是机械设计中的关键环节。
方案设计重在机械设计方案的选择，即从多个方案中，优选出满足设计要求的、兼顾使用性能和经济性能的方案。
方案设计并非最终的设计方案，要想设计出完整的机械，还必须进行进一步的设计。
1.3 技术设计阶段技术设计阶段，顾名思义就是针对技术部分的完善和优化。
在这一阶段，需要根据总装配草图，并查阅相关的技术性文件，从而使得设计的有效性和合理性都能获得提高。
然而，机械设计是一个非常复杂的过程，其变动性也较大，还受到很多因素的影响，因此这一阶段所产生的设计方案，很可能由于某些原因而需要修改，对于设计方案应进行很好的保存，以方便后续工作的进行。
机械设计基础
机械设计基础概述机械设计是指通过对机械系统的结构、运动和力学性能的分析、计算和优化，设计出满足特定功能和性能要求的机械产品的过程。
机械设计基础是机械设计的基本理论和方法的总称，它包括机械设计的基本原理、基本计算方法以及常用的机械设计软件的使用等内容。
机械设计的基本原理1.基本材料力学: 机械设计中需要考虑材料的力学性能，如强度、刚度、韧度等。
了解基本材料力学理论对合理选材和结构设计有重要意义。
2.运动学：运动学研究物体在空间中的运动规律，机械设计中需要分析物体的运动轨迹和速度等参数，以确定机构的工作性能。
3.动力学：动力学研究物体的运动状态和受力情况，机械设计中需要对机械系统受到的各种力进行分析和计算，以确保机械系统的安全和稳定性。
4.刚体力学：刚体力学是研究刚体受力和运动的力学学科，机械设计中需要对机械构件进行刚体分析，以计算各个构件的应力和变形，从而确定结构的稳定性。
5.机构学：机构学是研究机械构件之间相对运动和传动的学科，机械设计中需要对机构的结构和运动进行分析，以满足特定的功能和工艺要求。
机械设计的基本计算方法1.强度计算：在机械设计中，强度是一个重要的考虑因素。
常用的强度计算方法有应力计算、应变计算和变形计算等。
通过这些计算方法可以评估机械结构的强度，从而避免结构因载荷过大而破坏的问题。
2.变形计算：机械结构在受到载荷作用时，会发生一定的变形。
变形计算是对机械结构的变形进行分析和计算，以保证结构的稳定性和工作性能。
3.高强度螺栓组合计算：在机械设计中经常会使用螺栓连接各个构件，螺栓组合的计算是为了确定螺栓的尺寸和数量，以满足机械结构的强度要求。
4.刚度计算：机械结构的刚度对于机构运动的精度和稳定性有很大的影响。
刚度计算是对机械结构的刚度进行分析和计算，以确保机构的工作性能。
5.选择轴承和传动元件：在机械设计中，选择合适的轴承和传动元件对于机械结构的运动效果和寿命有重要的影响。
选择轴承和传动元件的计算方法包括轴承尺寸计算、带传动计算等。