机械设计教学课件
机械设计课件濮良贵
设计软件与工具
设计软件简介
• SolidWorks：三维CAD软件，可广泛应 用于机械、工业设计等领域。
• Pro/E：用于三维CAD和输入输出控制 的工具。
• AN SYS：主要进行工程分析和仿真， 方便分析各种物理和几何现象。
工具和资源推荐
• 濮良贵《机械设计基础》：本课程主 要参考图书，结合实践案例深入浅出 地介绍机械设计的基本理论和方法。
• 计算机辅助设计（CAD）学习网站： 助您掌握各类CAD工具的技巧和操作
• 方机法械。设计专家论坛：请教专业人士和 交流设计心得的优秀平台。
实践和演示
1 小组设计任务和演示
本环节将安排小组进行机械设计任务，通过集思广益、互相审查、讲解展示、评估改进 等工作环节，推动设计思维的全面提高。
概念设计
通过手绘草图、3D模型、软件模拟等方式， 设计出多个不同方案，挑选最优方案。
详细设计
通过CAD、CAM和CAE等工具，进行工艺 分析、材料选择、构件设计、加工排布等， 完成设计方案的细化和优化。
制造和测试
通过数控加工、组装调试、检测测试等环 节，制造出符合规格要求的成品，逐步完 善整个设计过程。
桥梁结构案例
桥梁结构设计需要从多个方 面进行综合考虑，例如跨度、 荷载、材料、地基条件和环 境条件等。而钢筋混凝土梁 桥则是目前常用的桥梁结构 形式之一。
设计思路与技巧
• 多角度、多层次的思考和分析，从宏观到微观，全面细致地考虑整个 设计过程中的各种因素。
• 注重创新和实用性的结合，尽可能在保证产品性能的前提下，实现品 质、安全、可持续发展等方面的提升。
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
机械设计基础PPT课件
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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。
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》课件第6章
棘轮机构按其工作原理，可分为齿式棘轮机构和摩擦式 棘轮机构两大类;按其啮合的情况，可分为外啮合棘轮机构和 内啮合棘轮机构。
齿式棘轮机构的棘轮外缘、内缘或端面上具有刚性的轮
1. 这种机构的特点是摇杆正向摆动时棘爪驱动棘轮沿同一 方向转过某一角度; 2.双动式棘轮机构 这种机构的特点是摇杆1往复摆动皆能使棘轮2沿同一方 向间歇转动，驱动棘爪3可制成平头的或钩头的，如图6-2所 示。
图6-2 双动式棘轮机构
3.可变向棘轮机构 这种机构的棘轮采用矩形齿，如图6-3所示。其特点是当 棘爪3处于实线位置，摇杆1往复摆动时，棘轮2沿逆时针方向 做间歇运动;当棘爪3翻转到虚线位置，摇杆1往复摆动时，棘 轮2将沿顺时针方向做间歇运动。
图6-3 可变向棘轮机构
4.
齿式棘轮机构的棘轮转角都是相邻两齿所夹中心角的倍 数，也就是说，棘轮的转角是有级性改变的。如果需要无级 性改变转角，可采用摩擦式棘轮机构，如图6-4所示。它由摩 擦轮3和摇杆1及其铰接的驱动偏心楔块2、止动楔块4和机架5 组成。当摇杆1逆时针方向摆动时，通过驱动偏心楔块2与摩 擦轮3之间的摩擦力，使摩擦轮沿逆时针方向运动。当摇杆1 顺时针方向摆动时，驱动偏心楔块2在摩擦轮上滑过，而止动 楔块4与摩擦轮之间的摩擦力，促使此楔块与摩擦轮卡紧，从
槽轮机构的结构简单，制造方便，转位迅速，工作可靠， 外形尺寸小，机械效率高。因此在自动机械中得到了广泛应 用。如图6-9所示为槽轮机构在电影放映机中的应用情况。
图6-9 电影放映机中的槽轮机构
6.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构
6.3.1 不完全齿轮机构
机械设计学习装配图教学课件PPT
多考虑几种表达 方案，比较后确定 最佳方案。
A 往复 俯视图
柱塞
小轮
柱塞套 泵体 弹簧 螺塞 吸 油
小球
弹簧
小轴 排 油
13.4 装配图的尺寸标注、零件编 号和明细栏
一、装配图的尺寸标注
1. 性能（规格）尺寸
表示部件的性能和规 格的尺寸。
决定流量的尺寸 3
2. 装配尺寸
零件之间的配合尺寸及影响其性能的重要 相对位置尺寸。
4. 按装配顺序, 画主装 配线上其它零件。
5. 画其它装配线
进、出口单向 阀，小轮、轴等。
6. 画细部结构
弹簧、销钉等。
7. 完成装配图
检查无误后加 深图线，画剖面线， 标注尺寸，对零件 进行编号，填写明 细栏、标题栏，书 写技术要求等，完 成装配图。
13.7 装配图的读图方法和拆画零件图
读装配图的要求：
⒉ 选择主视图
选择原则：
➢符合部件的工作位置。 ➢能清楚表达部件的工
作原理、主要的装配 关系或其结构特征。
⒊ 选择其它视图
表达主视图没能表达 的内容。
柱塞泵的主视图如 何选最好呢？
柱塞泵主视图 排
油
为了将吸油系统 A 的还装需配选关择系什及么视工图作呢？ 原理表达完全，需选
择局部剖的俯视图。
为了清楚表明 柱塞在凸轮作用下, 上下往复运动的动 作原理，特增加了 A向视图。
➢了解部件的功用、使用性能和工作原理。 ➢弄清各零件的作用和它们之间的相对位置、装
配关系和连接固定方式。
➢ 弄懂各零件的结构形状。
➢了解部件的尺寸和技术要求。
一、读装配图的方法和步骤
以齿轮油泵为例：
⒈ 概括了解
机械设计基础ppt课件完整版
齿轮传动设计
选择合适的齿轮类型和材料； 确定齿轮模数、齿数和压力角 ；进行齿轮的强度校核和优化 设计。
链传动设计
选择合适的链型和链轮材料； 确定链轮齿数、链节距和中心 距；进行链的张紧和调整。
液压传动设计
选择合适的液压泵和液压马达 ；确定系统工作压力和流量；
进行系统布局和管道设计。
04
液压与气压传动设计 基础
精度设计的意义
确保产品性能和质量，提高生产效率，降低成本，增强产品竞争力。
公差配合的原理与方法
公差配合的定义
公差配合是指通过合理确定零部 件的尺寸公差和配合公差，保证 零部件在装配和使用过程中具有 互换性、稳定性和可靠性的过程
。
公差配合的原理
基于互换性、稳定性和可靠性的 要求，通过尺寸链的计算和公差 分配，实现零部件之间的精确配
机械零件的强度与刚度设计
强度设计
根据零件的受力情况和材料性能，进 行应力分析和强度校核，确保零件在 正常工作条件下不会发生破坏。
疲劳强度设计
针对承受交变应力的零件，进行疲劳 强度分析和设计，提高零件的疲劳寿 命。
刚度设计
考虑零件的变形对机器性能的影响， 进行刚度分析和校核，保证零件的变 形在允许范围内。
液压与气压传动的原理与特点
液压传动原理
利用液体的压力能进行动力传递。
气压传动原理
利用气体的压力能进行动力传递。
液压传动的特点
传动平稳、调速方便、易于实现自动化等。
气压传动的特点
动作迅速、反应快、维护简单等。
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
07
机械设计中的创新方 法与实例
《机械设计基础》教学课件主题10 齿轮传动
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
1、轮齿折断 轮齿就好像一个悬臂梁，在外载荷作用下，在其轮齿根部产生的 弯曲应力最大。同时，在齿根部位过渡尺寸发生急剧变化，以及加工时 沿齿宽方向留下加工刀痕而造成应力集中的作用，当轮齿重复受载，在 脉动循环或对称循环应力作用下，弯曲应力超过弯曲疲劳极限时，在齿 轮根部会产生疲劳裂纹，如图（a）所示。随着裂纹的逐步扩展，最终 引起断裂，如图（b）所示。
轮齿折断都是其弯曲应力超过了材料相应的极限应力，是最危险 的一种失效形式。一旦发生断齿，传动立即失效。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
2、齿面点蚀 在润滑良好的闭式齿轮传动中，由于齿面材料在交变接触应力 作用下，因为接触疲劳产生贝壳形状凹坑（麻点）的破坏形式称为点 蚀。点蚀也是常见的一种齿面破坏形式。齿面上最初出现的点蚀随材 料不同而不同，一般出现在靠近节线的齿根面上，如图所示，最初为 细小的尖状麻点。当齿面硬度较低、材料塑性良好，齿面经跑合后， 接触应力趋于均匀，麻点不再继续扩展，这是一种收敛性点蚀，不会 导致传动失效。但当齿面硬度较高、材料塑性较差时，点蚀就会不断 扩大，这是一种破坏性点蚀，是一种危险的失效形式。
单元1 齿轮的失效形式和设计准则
一、轮齿常见的失效形式
3、齿面胶合 对于某些高速重载的齿轮传动（如航空发动机的主传动齿轮）， 齿面间的压力大，瞬时温度高，油变稀而降低了润滑效果，导致摩擦增 大，齿面温度升高，将会使某些齿面上接触的点熔合，焊在一起，在两 齿面间相对滑动时，焊在一起的地方又被撕开。于是，在齿面上沿相对 滑动的方向形成伤痕，如图所示，这种现象称为胶合。
机械设计基础
主题10 齿轮传动
单元1 单元2 单元3 单元4 单元5 单元6
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机械设计教学课件
机械设计教学课件
教学内容
1. 机械设计基础知识
– 机械设计的定义与分类
– 机械设计的原理与方法
– 机械设计的相关标准与规范
2. 机械设计流程
– 机械设计的需求分析与可行性研究
– 机械设计的概念设计与初步设计
– 机械设计的详细设计与制图
– 机械设计的样机制作与测试
– 机械设计的改进与完善
教学准备
1. 电脑及投影仪
2. PPT/Keynote软件
3. 教学讲义与教材
4. 设计软件（如CAD）
5. 实例案例（可选）
教学目标
1. 掌握机械设计的基本概念和原理
2. 熟悉机械设计的流程和方法
3. 能够运用所学知识解决实际的机械设计问题
4. 培养学生的创新思维和团队合作能力
设计说明
本课件以PPT为主要工具，通过图文并茂的方式呈现机械设计的
基础知识、流程和方法。结合实例案例，引导学生深入理解机械设计
的实际应用。同时，设置互动环节，促进学生思考与讨论，提高学习
效果。
教学过程
1. 机械设计基础知识
– 介绍机械设计的定义与分类，引导学生了解机械设计的广
泛应用领域。
– 阐述机械设计的原理与方法，包括力学、材料学、工程热
学等方面的知识。
– 引导学生学习机械设计的相关标准与规范，培养规范意识
和实践能力。
2. 机械设计流程
– 分阶段讲解机械设计的流程，并介绍每个阶段的主要任务
和要求。
– 通过案例分析，展示机械设计流程的具体应用。
– 引导学生进行小组讨论，设计一个简单的机械产品，并按
照设计流程进行分析和讨论。
3. 机械设计案例分析
– 选择一些典型的机械设计案例，通过图文并茂的方式进行
分析和讲解。
– 分析案例中的设计思路、优化方案以及设计团队的合作模
式。
– 引导学生思考案例中的设计问题，并提出改进意见。
4. 实践操作与实验
– 给予学生机械设计软件的操作指导，实践基本的机械设计
操作。
– 设计一个小型机械装置，并进行样机制作与测试。
– 结合实验结果，进行反思与改进。
课后反思
1. 学生掌握情况
– 总结学生对机械设计基础知识的掌握程度。
– 分析学生在机械设计流程中的理解与应用能力。
2. 教学效果评估
– 评估课件的设计与教学方法的有效性。
– 收集学生的反馈意见，改进课程内容与教学方式。
3. 教学改进
– 根据学生的反馈和评估结果，对课件和教学方法进行改进。
– 更新案例和实例，提高课程的针对性和实用性。
4. 拓展延伸
– 提供学生进一步了解机械设计领域的资源和推荐书籍。
– 组织机械设计相关的实践活动和比赛，激发学生的学习兴
趣。
以上是一份关于“机械设计教学课件”的整理，希望能对您的教
学提供一些参考。
教学内容
• 机械设计基础知识
– 机械元件与组成部分
– 机械运动学基础
– 机械力学基础
– 机械材料与制造工艺
– 机械传动原理与选择
• 机械设计流程与方法
– 机械设计流程的概述
– 机械设计的概念设计与需求分析
– 机械设计的构思与创新
– 机械设计的详细设计与制图
– 机械设计的样机制作与测试
– 机械设计的改进与优化
教学准备
• 电脑与投影仪
• 设计软件（如CAD、SolidWorks等）
• 教学讲义与教材
• 实例案例和练习题
• 实验器材和样机制作材料
教学目标
• 理解机械设计的基本概念和原理
• 掌握机械设计流程和方法
• 能够运用所学知识解决机械设计问题
• 培养学生的创新思维和团队合作能力
设计说明
本课件将采用PPT形式，结合图文和案例，向学生介绍机械设计
的基础知识、流程和方法。通过互动式教学方式，鼓励学生参与讨论
和实践，拓展他们的机械设计能力。
教学过程
1. 引入与导入
– 介绍机械设计的重要性和应用领域，激发学生的学习兴趣
和好奇心。
– 激发学生对机械设计的思考，引发讨论。
2. 机械设计基础知识
– 通过讲解与实例，介绍机械元件与组成部分，机械运动学
基础，机械力学基础等基本概念。
– 引导学生理解机械材料与制造工艺的选择对机械设计的影
响。
– 探讨机械传动原理和选择准则。
3. 机械设计流程与方法
– 详细解读机械设计的各个阶段，包括概念设计、详细设计、
制图和样机制作等。
– 通过案例分析和练习题，引导学生运用设计工具与方法解
决机械设计问题。
– 强调敏捷开发和迭代改进的重要性。
4. 实践操作与实验
– 给予学生机械设计软件的基本操作指导，并组织实践操作
练习。
– 设计一个简单机械装置，并进行制图和样机制作。
– 进行实验测试，分析结果并进行反思。
5. 课程总结与展望
– 总结课程的重点内容和学习收获。
– 展望机械设计领域的发展趋势和未来挑战。
课后反思
1. 学生掌握情况
– 检查学生对机械设计基础知识的理解程度。
– 分析学生在实践操作和案例分析中的表现和应用能力。
2. 教学效果评估
– 收集学生的反馈意见，评估课件和教学方法的有效性。
– 检视教学过程中存在的问题和改进空间。
3. 教学改进
– 根据学生的反馈和评估结果，重新设计课件和教学方法。
– 强化实践操作和案例分析的环节，提高学生的实际操作能
力。
4. 拓展延伸
– 提供学生进一步学习机械设计的资源和推荐书籍。
– 组织学生参加机械设计竞赛和项目实践，提高学生的实践
能力和创新意识。
以上是一份关于“机械设计教学课件”的整理，希望可以满足您
的需求。如有需要进一步补充或修改，请告知。