机械设计-第一章 绪论
机械创新设计第一章-绪论PPT课件
计算机辅助设计
优化设计
虚拟设计
现代 设计 方法
并行设计
可靠性设计
有限元设计-海量PPT模板免费下载
14
第二节 常规设计、现代设计与创新设计
三、创新设计
创新设计是指设计人员在设计中发挥创造性，提出新 方案，探索新的设计思路，提供具有社会价值的、新颖 的而且成果独特的设计成果。
其特点是运用创造性思维，强调产品的独特性和新颖 性。其特别强调人在设计过程中，特别是在总体方案、 结构设计中的主导性及创造性作用。
机械加工方法
椰子
化学方法生产 21 -海量PPT模板免费下载
第三节 机械创新设计的内容
一、有关机构的几个名词术语
（1）机构
机器中执行机械运动的装置。
（2）最简机构
发现
发明
创造
创新
原本早已客观 存在的事物， 经过人们不断 努力和探索后 被人们认知的 具体结果。
人们提出或完 成原本不存在 的、经过不断 努力和探索后 提出的或完成 的具体结果。
完成新成果的 过程，但这种 新成果可能有 一定的参照物， 而不强调原本 不存在的事物。
提出或完成 具有独特性、 新颖性和实 用性的理论 或产品的过程。
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第二节 常规设计、现代设计与创新设计
2、现代设计方法
采用计算机仿真、优化设计等现代设计方法，可减少消耗 、提高产量，但产品的工序基本同常规设计，生产机械的 本质没有变化。
3、创新设计方法
第一道工序：清洗→设计清洗机。 第二道工序：粉碎、过滤去皮、沉淀制浆、通过型板压制 成条状。
在设计领域中，提出的新的设计理念、新的 设计理论或设计方法，从而得到具有独特性 和新颖性的产品，达到提高设计的质量、缩 短设计时间的目的。
机械设计(吕宏_王慧主编)课后习题答案
第一章绪论习题答案思考题1）机器是由哪些基本部分构成？各部分作用是什么？2）什么是专用零件？什么是通用零件？试举例说明。
3）机械设计的研究对象是什么？学习时应注意哪些问题？4）机械零件的主要失效形式及设计准则是什么？5）设计机器应满足哪些基本要求？1）答：机器是由原动机、传动装置和工作机三大部分组成。
原动机是机械设备完成其工作任务的动力来源。
传动装置是按执行机构作业的特定要求，把原动机的运动和动力传递给执行机构。
执行机构也是工作部分，直接完成机器的功能。
2）答：所谓通用零件实际是指各种机器都经常使用的零件。
如轴、轴承和齿轮等。
专用零件是某些机器使用的零件，例如：发动机中的曲轴、汽轮机中的叶片。
3）答：本课程是研究普通条件下，一般参数的通用零件的设计理论与设计方法。
学习时应注意以下问题：1）理论联系实际。
2）抓住课程体系。
3）要综合运用先修课程的知识解决机械设计问题。
4）要理解系数引入的意义。
5）要努力培养解决工程实际问题的能力。
4）答：机械零件的主要失效形式有强度失效（因强度不足而断裂）、刚度失效（过大的变形）、磨损失效（摩擦表面的过度磨损），还有打滑和过热，联接松动，管道泄漏，精度达不到要求等等。
设计准则是1)强度准则2) 刚度准则3) 耐磨性准则4) 振动稳定性准则5) 热平衡准则6) 可靠性准则5）设计任何机器都必须满足如下要求1）使用要求2）经济性要求3）安全性要求4）其他要求（1）环保要求（2）外观要求（3）体积重量要求等第二章带传动习题1. 选择题1) 带传动中，在预紧力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带__3__.(1)强度高 (2)尺寸小 (3)有楔形增压作用 (4)没有接头2) 带传动中，若小带轮为主动轮，则带的最大应力发生在带__1__处(1)进入主动轮 (2)进入从动轮 (3)退出主动轮(4)退出从动轮3) 带传动正常工作时不能保证准确的传动比是因为__4__.(1)带的材料不符合虎克定律 (2)带容易变形和磨损 (3)带在带轮上打滑 (4)带的弹性滑动4)带传动打滑总是__1__.(1)在小轮上先开始 (2)在大轮上先开始 (3)在两轮上同时开始5) V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了_2___.(1)使结构紧凑 (2)限制弯曲应力(3)保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 (4)限制小带轮上的包角6) 带传动的主要失效形式之一是带的__3__。
机械设计基础第1章 绪论
1.1.2 机械中的构件、零件和部件 1. 构件 机构是由构件组成的，构件在机构中具有独立的运动特性， 在机械中形成一个运动整体。如图1-2（a）所示的内燃机是由 活塞、连杆、曲轴和汽缸等构件构成的一个典型的曲柄滑块机 构，其中，原动件活塞作直线往复运动，通过连杆带动曲轴作 连续转动。
2. 机械零件 机械零件 机械都是由机械零件组成的。 机械都是由机械零件组成的 。 机械零件是指机械中每一个 单独加工的单元体，例如图1-1所示的曲轴 所示的曲轴。 单独加工的单元体，例如图 所示的曲轴。构件可以是单一的 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图1-2(b)所 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图 所 示的连杆，它是由连杆体、连杆盖、 示的连杆 ， 它是由连杆体 、 连杆盖 、 螺栓和螺母等零件组合而 成的。这些零件之间没有相对运动，是一个运动整体， 成的 。 这些零件之间没有相对运动 ， 是一个运动整体 ， 故属一 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 随着机械的功能和类型的日益增多， 随着机械的功能和类型的日益增多 ， 作为组成机械的最基 本单元的零件更是多种多样。 本单元的零件更是多种多样。 通常将机械零件分为通用机械零 件和专用机械零件两大类。 件和专用机械零件两大类。
1.3 机械零件的材料选择
1.3.1 使用要求 按强度条件设计的零件，当其尺寸和重量都受限制时，应 选用强度较高的材料； 按刚度条件设计的零件，应选用弹性模 量较大的材料；若零件表面接触应力较高(如齿轮)，应选用可 以进行表面强化处理的材料(如调质钢、渗碳钢)。此外，对容 易磨损的零件(如蜗轮)，应选用耐磨性好的材料；对滑动摩擦 下工作的零件(如滑动轴承)，应选用减摩性好的材料；对高温 下工作的零件，应选用耐热材料；对腐蚀性介质中工作的零件， 应选用耐腐蚀材料。
机械设计期末知识点总结
第一章绪论1.通用零件、专用零件有哪些？P4通用零件：传动零件——带、链、齿轮、蜗轮蜗杆等；连接零件——平键、花键、销、螺母、螺栓、螺钉等；轴系零件——滚动轴承、联轴器、离合器等。
专用零件：汽轮机的叶片、内燃机的活塞、纺织机械中的纺锭、织梭等。
第二章机械设计总论1.机器的组成。
P5机器的组成：原动机部分、传动机部分、执行部分、测控系统、辅助系统。
2.机械零件的主要失效形式有哪些？P13①整体断裂；②过大的残余变形；③零件的表面破坏；④破坏正常工作条件引起的失效。
3.机械零件的设计准则有哪些？P16①强度准则；②刚度准则；③寿命准则；④振动稳定性准则；⑤可靠性准则。
第三章机械零件的强度1.交变应力参数有哪些？应力比r的定义是什么？r = -1、r =0、r=1分别叫什么？P27最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=σmax+σmin2、应力幅度σa=σmax−σmin2、应力比（循环特性系数）r=σminσmax。
最小应力与最大应力之比称为应力比（循环特性系数）。
r = -1：对称循环应力、r =0：脉动循环应力、r =1：静应力。
第五章螺纹连接和螺旋传动1.连接螺纹有哪些？各有哪些特点？P71①普通螺纹。
牙型为等边三角形，牙型角α=60°，内、外螺纹旋合后留有径向间隙。
同一公称直径螺纹按螺距大小可分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
②55°非密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
管螺纹为英制细牙螺纹。
可在密封面间添加密封物来保证密封性。
③55°密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密型。
④米制锥螺纹。
牙型角α=60°，螺纹牙顶为平顶。
2.传动螺纹有哪些？各有哪些特点？P72①矩形螺纹。
牙型为正方形，牙型角α=0°。
传动效率比其他螺纹高。
②梯形螺纹。
牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。
机械设计-习题集答案
第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么？答：机械零件1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。
答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。
如齿轮、轴、螺钉等。
构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。
如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。
部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。
1-3什么是通用零件？什么是专用零件？答：通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。
在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。
1-4机械设计课程研究的内容是什么？答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答：一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。
原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
2-2答：设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。
设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2-3答：机械零件常见的失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
2-4答：强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。
强度条件为[]σσ≤。
提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，提高材料的力学性能；d、提高运动零件的制造精度，降低工作时的动载荷；e、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。
《机械设计(3D版)》张继忠 第1章 绪论
§1-1本课程在现代化建设中的作用 §1-2 机器的基本组成要素 §1-3 本课程的内容、性质与任务
§1-1 本课程在现代化建设中的作用
第一节
机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。
机械设计是机械工业中最为关键的环节，是机械生产的第一步，是决定 机械性能的最主要的因素和机械制造工业发展的关键因素。
3、素质目标 培养学生有正确的设计思想、创新思维和创新能力；培养学生的团
队合作精神；培养学生具有良好的质量、安全和环保意识等。
本课程的几个特点
§1-1 本课程的内容、性质与任务
第三节 2
涉及面广 关系多─因与诸多先修课关系密切。 要求多─强度、刚度、寿命、工艺、重量、安全、经济性。 门类多─各类零件，各有特点，设计方法各异。 公式多─计算多，有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式。 图表多─结构图、分析图、原理图、示意图、曲线图、标准、经验数表。
本课程的主要任务是培养学生：
1、知识目标 掌握机械设计基本原则和一般方法；机械零件的工作原理、受力分
析、应力分析、失效分析；机械零件工作能力的计算等。
2、能力目标 具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；掌握
通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所 学的知识，研究改进或开发新的零部件及设计简单机械装置的能力等。
设计计算与结构设计 ──设计决非只是计算，同学更应重视结构设计的学习。
性能要求与经济性 ──永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。
经验设计与现代设计 ──二者均重要，前者是后者的基础。
具体的设计方法与一般的设计能力 ──前者是学习的形式，后者是学习的目的。
机械设计基础第1章绪论
机械工业肩负着为国民经济各个部门提供装备和促进技术 改造的重任。
大量地设计制造和广泛采用各种先进的机器，可大大加强 促进国民经济发展的力度加速我国的现代化建设。
本课程研究的对象
传统机器的定义：
①人为的实物组合体； ②各实体间具有确定的相对运动； ③能代替人类做有用的机械功或进行能
①形成和积累时期，从远古到西周时期。 ②迅速发展和成熟时期，从春秋时期到东汉末年。 ③全面发展和鼎盛时期，从三国时期到元代中期。 ④缓慢发展时期，从元代后期到清代中期。 ⑤转变时期，从清代中后期到解放前的发展时期。 ⑥复兴时期，解放后的发展时期。 每个时期又可分为不同的发展阶段。
中国机械发展简史
我国古代人民在这方面有着光辉的成就，在商代就
还有宋朝的水运仪象台、秦朝的铜车马等。
三星堆图片1
三星堆介绍
1986年7月至9月，三星堆两个大型祭祀坑的发现，是本 世纪以来最为重要的考古发现。大宗精品文物洋洋洒洒横空 出世，成为举世轰动的重大新闻，三星堆从此名扬四海。在 这批古蜀秘宝中，有许多光怪陆离、奇异诡谲的各类青铜造 型：威仪凛然的青铜大立人、神奇怪异的青铜面具和‘通天 彻地’的青铜神树等，均堪称独一无二的旷世神品。而以流 光溢彩的金杖为代表的金器，以满饰图案的边璋为代表的玉 器，亦多属前所未见的稀世珍宝……。
机械设计基础
柴鹏飞
太原理工大学长治学院
第1章 绪 论
知识要素
1. 中国机械发展简史。 2.本课程的性质和研究对象、本课程的内容和 任务及学习方法。 3. 机械、机器、机构、构件、零件、部件的基 本概念及其相互之间的联系与区别。 4.机械设计应满足的基本要求。 5.机械零件的失效形式和设计准则。
机械设计整理绪论与第一章
绪论构件：独立影响机构功能并能独立运动的单元体 （实物、刚体、运动的整体） 零件：加工的制造单元体 通用零件、专用零件零件和构件的关系：构件，是基本运动元件；零件，是基本制造元件。
构件由零件组成。
构件可以由一个零件组成 也可以由几个零件组成构件和机构的关系：两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合。
机构和机器的区别：1 机构只是一个构件系统，而机器除了构件系统之外，还包括电气、液压等其它装置。
2 机构只用于传递运动和力机器除用于传递运动和力，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。
机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析与动力源组合机器的组成(从运动观点看)由构件组成(从制造观点看)由零件组成机械机器机构构件零件通用零件专用零件{{原动构件从动构件机架}零件构件机构机器静联接动联接(运动副)机构的特征：机构是一种人为的实物构件的组合。
机构各部分之间具有确定的相对运动。
机器的特征：机器具备机构的特征外，还必须具备第三个特征：实现能量转换或完成有效的机械功机械原理多媒体教学——绪论◆机器的组成动力系统传动系统控制系统执行系统辅助系统，例如：润滑、显示、照明等第一章自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。
结论：一个作平面运动的自由构件有三个自由度。
运动副: 两构件直接接触而形成的可动联接两种分类：机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析按接触形式分类：接触形式:点、线、面 低副：面接触高副：点、线接触平面低副空间低副xyo高副高副空间低副平面低副平面低副按相对运动分类：转动副：相对转动 ——回转副(铰链) 移动副：相对移动 螺旋副：螺旋运动 球面副：球面运动运动副特性:运动副一经形成, 组成它的两个构件间的可能的相对运动就确定。
而且这种可能的相对运动, 只与运动副类型有关, 而与运动副的具体结构无关。
工程上常用一些规定的符号代表运动副机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析平面副低副：转动副、移动副(面接触)高副：齿轮副、凸轮副(点、线接触)xyoxyott nnnt更多的机构运动简图中的运动副的表示见 课本第8页。
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二、本课程研究的对象和内容
2. 零件、部件与构件
齿 轮
螺钉
零件：是组成机器的最小制造单元。
部件：由若干装配在一起的零件组成。
2
第一章 绪 论
机械设计在经济建设中的作用 本课程研究的对象和内容 本课程的性质和任务
学习本课程应注意的问题
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一、机械设计在经济建设中的作用
机械工业在国民经济中的地位和作用
– 为国民经济各部门（工业、农业和社会生活各个方面）提供各种 性能先进、价格低廉、使用方便安全可靠的技术装备任务
– 衡量一个国家技术水平和现代化程度的重要标志 – 对机械的研究不断深入，机械方面的知识日趋完善 – 逐渐形成系统的研究机械设计的学科
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机械设计的作用
– 生产的第一道工序 – 生产的关键工序
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二、本课程研究的对象和内容
1. 机器与机构
机器：既能实现确定的机械运动，又能作有用的机械功或完成能量、 物料和信息转换或传递的装置。其具有以下三个特征：
1.都是人为的各种实物的组合。 2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。 3.可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。 机构：是由构件通过运动副连接起来的、具有确定相对运动的构件系统。 二者区别：机构只用来传递或变换运动。
轴
承
零件和部件统称为零部件。
构件：是组成机器的相对运动的单元。 构件可由单一零件构成； 也可由多个零件刚性连接构成。
多单个一零零件件的—刚—性内组燃合机—曲—轴连杆
零件与构件的区别：构件是运动的单元；
零件是制造的单元。
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二、本课程研究的对象和内容
带
链
传
传
动
动
3. 研究对象 ——通用零部件
通用零部件：各种机械中普遍使用的零部件。 轴.机械设计（第一版）.北京:电子工业出版社,2010.
参考教材：
1. 濮良贵,纪名刚.机械设计（第八版）.北京:高等教育出版 社,2006.
2. 李育锡.机械设计作业集.北京:高等教育出版社,2001. 3. 纪明刚.机械设计（第七版）.北京:高等教育出版社,2001.
先修课程：机械制图、金属工艺学、机械工程材料、高等数学、公差配合等
学习任务： – 培养正确的设计思想 – 掌握通用零部件设计方法和一般规律，具有确定机械系统方案、 设计机械传动装置和简单机械的能力 – 掌握一定的设计技能 – 了解机械设计发展的最新动态
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四、学习本课程应注意的问题
本课程的特点：
键
专用零部件：只在特定的机械中用到的零部件。
内
燃
机
4. 研究内容
内燃机曲轴
活 塞
主要研究在普通条件下，一般参数的通用零部件的设计理论与 设计方法。
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三、本课程的性质和任务
性质：机械类和近机类专业的一门主干技术基础课 机械制造有关课程的先导课 综合运用多种有关的基础理论与生产实践知识，解决机械设计 中的问题。
– “公式多”、“系数多”、“图表多”、“关系多”
注意问题：
⑴理论联系实际 ⑵抓住课程体系 ⑶综合运用先修课程的知识解决机械设计的实际问题 ⑷理解系数引入的意义 ⑸培养解决工程实际问题的能力
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思考与练习
1．试说明机器、机构、构件、零件的概念及其特征，并各 举一例。
2．试说明机械设计课程的性质和任务。 3．学习本课程应注意那些问题？