华中科技大学《机械设计》课件教案163页PPT
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机械设计全套课件 ppt课件
凡具备上述（1）、（2）两个特征的实物组合体称为机构。 机器能实现能量的转换或代替人的劳动去做有用的机械功，而 机构则没有这种功能。
仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们 都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。因此，通 常人们把机器与机构统称为机械。
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7
机械设计基础
绪论
如图1-1所示的内燃机，
图1-5（a）闭式运动链
机械设计基础
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图1-5（a）开式运动链
16
• 将运动链中的一个构件固定，并且它的一个 或几个构件作给定的独立运动时，其余构件 便随之作确定的运动，此时，运动链便成为 机构。
• 机构的组成:
• 机 架：固定不动的构件
• 原动件：输入运动的构件
• 从动件：其余的活动构件
1)运动副：两构件之间直接接触并能产生一定的相对
运动的连接称为运动副。
运动副元素：两构件上直接参与接触而构成运动副的部分— —点、线或面。
2) 运动副的分类
平面
运 运动副 动 副
空间 运动副
机械设计基础
高副：点、线接触 低副：面接触
球面副 螺旋副
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运动副 转动副
13
图1-2 转动副
图1-3 移动副
是由汽缸体1、活塞2、连杆3、曲轴4、 小齿轮5、大齿轮6、凸轮7、推杆8等系列 构件组成，其各构件之间的运动是确定的。
0.1.2 构件与零件
机构是由具有确定运动的单元体组成的，这 些运动单元体称为构件。
组成构件的制造单元体称为零件。 零件则是指机器中不可拆的一个最基本的 制造单元体。构件可以由一个或多个零件组成。
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20
机械设计基础
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。
机械设计课件ppt
04
详细设计
对技术设计方案进行优化和完善，完 成图纸绘制和工艺计划，为产品制造 提供根据。
02 机械材料
CHAPTER
金属材料
01
02
03
钢铁
常用的机械材料之一，具 有高强度、良好的塑性和 韧性，易于加工和焊接。
铜及铜合金
具有良好的导电导热性能 ，易于加工，常用于制造 电气和电子元件。
铝及铝合金
质轻、耐腐蚀、易于加工 ，广泛用于航空、汽车和 建筑领域。
非金属材料
工程塑料
具有良好的耐腐蚀、绝缘 、质轻和耐磨等特性，广 泛应用于化工、电子和汽 车等领域。
橡胶
具有弹性好、减震性能良 好、绝缘和耐腐蚀等特点 ，用于制造密封件、减震 器和绝缘材料等。
陶瓷
硬度高、耐磨、耐腐蚀， 常用于制造轴承、阀件和 刀具等高精度零件。
复合材料
玻璃纤维增强塑料
金属基复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而 成，具有轻质、高强、耐腐蚀等特点 。
以金属为基体，加入增强纤维或颗粒 等材料复合而成，具有高强度、耐磨 和耐热等特点。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合而成 ，具有高强度、高模量、轻质等特点 ，广泛应用于航空、汽车和体育器材 等领域。
链传动的类型
根据链条的结构，链传动可以分为滚子链、齿形链等多种类型。
链传动的特点
链传动具有承载能力强、传动效率高、可靠性好等优点，但同时也 存在结构尺寸较大、对安装精度要求高等缺点。
04 机械制造工艺
CHAPTER
铸造工艺
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造的方法，适用于各种 形状和大小的铸件。
熔模铸造
轴承结构设计
华中科技大学-机械设计基础-讲义课件
学习不同的机械传动类型， 如齿轮传动、皮带传动和 链传动等。
传动比
了解传动比的计算和选择， 以实现所需的输出转速和 扭矩。
传动效率
掌握传动效率的影响因素， 优化传动系统的性能。
齿轮传动的设计原理
齿轮类型
学习直齿轮、斜齿轮和渐开线 齿轮等不同类型的齿轮。
齿轮设计
了解齿轮的设计原理和参数计 算，确保传动的平稳和可靠。
华中科技大学-机械设计 基础-PPT讲义课件
机械设计基础课程概述
本课程旨在介绍机械设计的基本概念、流程和方法，以及一些常见的设计原 理和实例分析。通过本课程的学习，您将掌握机械设计的核心知识和技能。
机械设计流程
1
需求分析
了解客户需求和要求，进行产品规划和功能分析。
2
概念设计
根据需求分析，进行创意设计和初步选型。
了解不同材料的特性和 应用范围，做出合理的 材料选择。
机械零件的加工工艺与加工方法
1
加工工艺
Hale Waihona Puke 学习常见的机械加工工艺，如车削、铣削和钻削等。
2
加工方法
掌握不同材料的加工方法，如金属加工、塑料加工和复合材料加工等。
3
加工精度
了解加工精度的要求和控制方法，确保零件的尺寸和质量。
机械传动基本概念
传动类型
3
详细设计
进行详细的零部件设计，确定参数和标准。
机械制图基础
平面投影
了解正射投影、轴测投影和截面投影等基本制图方法。
尺寸标注
学习如何正确标注尺寸和公差，确保设计准确性。
图样折叠
掌握图样的折叠方法，能够进行零件展开图绘制。
零部件图、装配图、爆炸图的概念与制 作
传动比
了解传动比的计算和选择， 以实现所需的输出转速和 扭矩。
传动效率
掌握传动效率的影响因素， 优化传动系统的性能。
齿轮传动的设计原理
齿轮类型
学习直齿轮、斜齿轮和渐开线 齿轮等不同类型的齿轮。
齿轮设计
了解齿轮的设计原理和参数计 算，确保传动的平稳和可靠。
华中科技大学-机械设计 基础-PPT讲义课件
机械设计基础课程概述
本课程旨在介绍机械设计的基本概念、流程和方法，以及一些常见的设计原 理和实例分析。通过本课程的学习，您将掌握机械设计的核心知识和技能。
机械设计流程
1
需求分析
了解客户需求和要求，进行产品规划和功能分析。
2
概念设计
根据需求分析，进行创意设计和初步选型。
了解不同材料的特性和 应用范围，做出合理的 材料选择。
机械零件的加工工艺与加工方法
1
加工工艺
Hale Waihona Puke 学习常见的机械加工工艺，如车削、铣削和钻削等。
2
加工方法
掌握不同材料的加工方法，如金属加工、塑料加工和复合材料加工等。
3
加工精度
了解加工精度的要求和控制方法，确保零件的尺寸和质量。
机械传动基本概念
传动类型
3
详细设计
进行详细的零部件设计，确定参数和标准。
机械制图基础
平面投影
了解正射投影、轴测投影和截面投影等基本制图方法。
尺寸标注
学习如何正确标注尺寸和公差，确保设计准确性。
图样折叠
掌握图样的折叠方法，能够进行零件展开图绘制。
零部件图、装配图、爆炸图的概念与制 作
华中科技大学机械设计基础篇课件
第一章 概论－机械零件的强度
循环特征： r
min max
——表示应力变化的情况
对称循环 — r = -1； 脉动循环 — r = 0；
非对称循环 — r≠ 0 且 | r | ≠ 1; 静应力 — r = +1
用σr 表示循环特征为 r 的变应力。如 σ-1、σ0 等
平均应力： m
max
min
强度问题
刚度问题 耐磨性问题 稳定性问题
机械设计
第一章 概论－一般问题
零件的工作能力 —
不失效条件下零件的安全工作限度
这个限度通常是以零件承受载荷的大小来表示，
所以又常称为“承载能力”
吊钩最大起重量——50 kN 工作能力或承载能力——50 kN
50 kN
机械设计
第一章 概论－一般问题
二、承载能力判定条件（设计准则）
机械设计
其他通用零件
联 轴 器
第一章 概论
弹 簧
机 架
机械设计
专用零件
第一章 概论
活塞
曲轴
同一零件可能发生各种不同形式的失效
nF
轴可能出现的失效形式： 断裂 塑性变形 过大弹性变形 共振
强度条件： 工作应力≤许用应力 σ≤ [σ] 或 τ≤ [τ]
刚度条件： 实际变形量≤许用变形量 y ≤[y]、 θ ≤[θ] 、φ ≤ [φ]
稳定性条件： 工作转速 n ≤许用转速 [n]
机械设计
三、机械零件的设计步骤
机械设计
第一章 概论－内容、性质及要求
四、学习方法
1、掌握零件设计时的共性
工作原理、结构、
受力分析、
类型、应用场合
失效形式
设计准则、 设计计算
【精编】华科机械设计课程设计资料幻灯片
等） 14. 参考资料（[编号] 作者. 书名. 出版地：出版社，出版年，
版次）
答辩
完成时间：1天 地点：机械学院西楼 B509
双级圆柱齿轮减速器 + 开式齿轮
双级圆柱齿轮减速器 + 链传动
带传动 +双级圆柱齿轮减速器
两级蜗杆+齿轮减速器 + 链传动
设计方法：边画图、边计算、边修改
❖ 画出齿轮的轮廓和箱体内壁线 ❖ 确定轴承座孔宽度L，画出轴承座的外端线。 ❖ 确定轴承的位置 ❖ 轴的结构设计——由端部开始，逐段确定轴径和宽
减速器附件设计
❖ 窥视孔和视孔盖：要能够观察到齿轮啮合状况 （P133）
❖ 通气器：根据工作选用（P136-137） ❖ 起吊装置（P137-138） ❖ 油标：注意油标的倾斜度 ❖ 放油孔和螺塞（P139）：放油孔设置在箱座内底面
最低处；箱座内底面常做成1°~1.5°的斜面；在 油孔附近做成凹坑
❖ 零件工作图是制造、检验零件及制定工艺规程的重 要技术资料，应包含制造、检验零件所需的全部内 容，包括：
必要的视图 正确的尺寸标注 尺寸公差与形位公差 表面粗糙度 技术要求
❖ 先画装配图，再拆画零件图
齿轮结构设计
❖ 小齿轮一般为齿轮轴，P29图5-9
❖ 大齿轮根据齿顶圆直径选择结构型 式，P188-189
❖ 箱内：蜗杆传动
模数和分度圆直径应取标准值，且应与直径系数符合标准的匹配关 系
热平衡验算
1.6 选择联轴器 初算轴径
❖ 方案1、2、4：减速器高速轴 外伸端用联轴器与电动机相 联，高速轴轴径应与电动机、 联轴器相匹配。
❖ 方案3：减速器高速轴外伸端 与大带轮相联，高速轴轴径 应与大带轮孔径匹配。
版次）
答辩
完成时间：1天 地点：机械学院西楼 B509
双级圆柱齿轮减速器 + 开式齿轮
双级圆柱齿轮减速器 + 链传动
带传动 +双级圆柱齿轮减速器
两级蜗杆+齿轮减速器 + 链传动
设计方法：边画图、边计算、边修改
❖ 画出齿轮的轮廓和箱体内壁线 ❖ 确定轴承座孔宽度L，画出轴承座的外端线。 ❖ 确定轴承的位置 ❖ 轴的结构设计——由端部开始，逐段确定轴径和宽
减速器附件设计
❖ 窥视孔和视孔盖：要能够观察到齿轮啮合状况 （P133）
❖ 通气器：根据工作选用（P136-137） ❖ 起吊装置（P137-138） ❖ 油标：注意油标的倾斜度 ❖ 放油孔和螺塞（P139）：放油孔设置在箱座内底面
最低处；箱座内底面常做成1°~1.5°的斜面；在 油孔附近做成凹坑
❖ 零件工作图是制造、检验零件及制定工艺规程的重 要技术资料，应包含制造、检验零件所需的全部内 容，包括：
必要的视图 正确的尺寸标注 尺寸公差与形位公差 表面粗糙度 技术要求
❖ 先画装配图，再拆画零件图
齿轮结构设计
❖ 小齿轮一般为齿轮轴，P29图5-9
❖ 大齿轮根据齿顶圆直径选择结构型 式，P188-189
❖ 箱内：蜗杆传动
模数和分度圆直径应取标准值，且应与直径系数符合标准的匹配关 系
热平衡验算
1.6 选择联轴器 初算轴径
❖ 方案1、2、4：减速器高速轴 外伸端用联轴器与电动机相 联，高速轴轴径应与电动机、 联轴器相匹配。
❖ 方案3：减速器高速轴外伸端 与大带轮相联，高速轴轴径 应与大带轮孔径匹配。
华中科技大学机械设计基础PPT课件
华中科技大学机械学院 杨家军
灵巧机械手 航天飞机
华中科技大学机械学院 杨家军
课程的性质与任务
是一门介绍常用机构和通用机械零件的基 本知识和基本设计方法的技术基础课。
华中科技大学机械学院 杨家军
教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法。
3、讨论机械零部件的设计方法，如零部件 的工作能力、参数设计、结构设计、加工 工艺等。
工作载荷 名义载荷 计算载荷
——实际工作条件下的载荷 ——根据原动机功率求得的载荷
——对名义载荷进行修正得到的近似值
计算载荷
？
= K × 名义载荷
载荷系数
2、应力的分类
静应力 变应力
——不随时间改变或变化缓慢 ——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力 非稳定变应力——非周期性循环变应力
作用原理、构思总体原理解及布局造型等等, 都是最具创造性的 工作 因此也是决定新产品开发成败与否的最关键阶段。 设计进程本身是一个不断反馈循环的过程, 设计者在每一步都可 能获得新的信息, 从而反馈到前面的步骤。 因此, 一个出色的设计者往往要经历多次反复才能真正达到其最 优效果。
华中科技大学机械学院 杨家军
华中科技大学机械学院 杨家军
0．1．2 设计的原则
华中科技大学机械学院 杨家军
“不以规矩、不成方圆”
华中科技大学机械学院 杨家军
1、创新原则
创新概念 创新就是通过引入新概念、
新思想、新方法、新技术等．或对已有产 品的革新来创造具有相当社会价值的事物 或形式。
华中科技大学机械学院 杨家军
【案例分析】
洗
灵巧机械手 航天飞机
华中科技大学机械学院 杨家军
课程的性质与任务
是一门介绍常用机构和通用机械零件的基 本知识和基本设计方法的技术基础课。
华中科技大学机械学院 杨家军
教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法。
3、讨论机械零部件的设计方法，如零部件 的工作能力、参数设计、结构设计、加工 工艺等。
工作载荷 名义载荷 计算载荷
——实际工作条件下的载荷 ——根据原动机功率求得的载荷
——对名义载荷进行修正得到的近似值
计算载荷
？
= K × 名义载荷
载荷系数
2、应力的分类
静应力 变应力
——不随时间改变或变化缓慢 ——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力 非稳定变应力——非周期性循环变应力
作用原理、构思总体原理解及布局造型等等, 都是最具创造性的 工作 因此也是决定新产品开发成败与否的最关键阶段。 设计进程本身是一个不断反馈循环的过程, 设计者在每一步都可 能获得新的信息, 从而反馈到前面的步骤。 因此, 一个出色的设计者往往要经历多次反复才能真正达到其最 优效果。
华中科技大学机械学院 杨家军
华中科技大学机械学院 杨家军
0．1．2 设计的原则
华中科技大学机械学院 杨家军
“不以规矩、不成方圆”
华中科技大学机械学院 杨家军
1、创新原则
创新概念 创新就是通过引入新概念、
新思想、新方法、新技术等．或对已有产 品的革新来创造具有相当社会价值的事物 或形式。
华中科技大学机械学院 杨家军
【案例分析】
洗
2024版机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版
机械设计基础全套PPT电子课件教案完整版目录•机械设计概述•机械零件设计基础•机构设计基础•连接与紧固设计•传动设计•轴系零部件设计•机械设计实践与应用01机械设计概述机械设计的定义与重要性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。
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机械设计的基本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。
设计应确保机器或设备在使用过程中的安全性，防止对人员和环境造成危害。
机械设计的发展历程与趋势发展历程从传统的经验设计、类比设计到现代的优化设计、创新设计，机械设计经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程。
发展趋势未来机械设计将更加注重创新、智能化、绿色化和人性化等方面的发展，同时还将涉及到更多的新材料、新工艺和新技术等领域。
02机械零件设计基础包括齿轮、带轮、链轮等，用于传递动力和扭矩。
传动零件包括轴、轴承、联轴器等，用于支撑和定位旋转部件。
轴系零件包括螺栓、键、销等，用于连接和固定各部件。
连接零件包括密封垫、密封圈等，用于防止泄漏和保持压力。
密封零件机械零件的分类与功能满足功能要求，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。
优化设计机械零件的设计准则与方法机械零件的材料选择与强度计算材料选择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。
强度计算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。