機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第七版)

匯報(bào)人：AA機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第七版)2024-01-12目錄機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)軸系零部件設(shè)計(jì)連接與緊固設(shè)計(jì)液壓與氣壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)01機(jī)械設(shè)計(jì)概述Chapter機(jī)械設(shè)計(jì)的定義與重要性定義機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，涉及研究、構(gòu)思、分析和優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)的過(guò)程，旨在滿足特定功能要求并適應(yīng)各種工作條件。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能通過(guò)合理設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)，確保產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期功能，滿足用戶需求。提高產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高產(chǎn)品的可靠性、耐用性和安全性。降低成本通過(guò)合理選材、減少加工難度等方式降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。簡(jiǎn)單機(jī)械如杠桿、滑輪、輪軸等的應(yīng)用。古代機(jī)械設(shè)計(jì)工業(yè)革命帶來(lái)的蒸汽機(jī)、紡織機(jī)等復(fù)雜機(jī)械設(shè)計(jì)。近代機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)的歷史與發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、有限元分析（FEA）等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)的歷史與發(fā)展利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)提高設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度。智能化設(shè)計(jì)綠色設(shè)計(jì)集成化設(shè)計(jì)注重環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展等方面的設(shè)計(jì)理念。實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電子、控制等多學(xué)科知識(shí)的融合與集成。030201機(jī)械設(shè)計(jì)的歷史與發(fā)展確保設(shè)計(jì)滿足產(chǎn)品的功能要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。在滿足功能和可靠性要求的前提下，盡量降低制造成本和使用費(fèi)用。注重產(chǎn)品外觀造型和色彩搭配，提高產(chǎn)品審美價(jià)值。保證產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。確保產(chǎn)品在使用過(guò)程中不會(huì)對(duì)人員和環(huán)境造成危害。功能原則可靠性原則經(jīng)濟(jì)性原則安全性原則美觀性原則機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則02機(jī)械零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Chapter01020304包括齒輪、帶輪、鏈輪等，用于傳遞動(dòng)力和扭矩。傳動(dòng)零件包括軸承、軸、聯(lián)軸器等，用于支撐和定位旋轉(zhuǎn)部件。軸系零件包括螺栓、鍵、銷等，用于連接和固定各個(gè)部件。連接零件包括密封墊、密封圈等，用于防止泄漏和保持壓力。密封零件零件的類型與功能確保零件在預(yù)定工作條件下能夠正常、安全地運(yùn)行，同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性等要求。包括理論設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)等。理論設(shè)計(jì)基于力學(xué)、材料學(xué)等原理進(jìn)行；經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)借鑒類似產(chǎn)品或零件的成功經(jīng)驗(yàn)；試驗(yàn)設(shè)計(jì)則通過(guò)實(shí)際測(cè)試來(lái)驗(yàn)證和優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)方法零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與方法根據(jù)零件的工作條件、性能要求和成本等因素，選擇合適的材料，如鋼、鑄鐵、鋁合金等。包括熱處理、表面處理等工藝，以改善材料的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐磨性等，提高零件的使用壽命和可靠性。零件的材料選擇與處理材料處理材料選擇03機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)Chapter利用摩擦力傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，如帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)等。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、過(guò)載打滑等特點(diǎn)。摩擦傳動(dòng)利用齒輪、鏈輪等嚙合元件傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，如齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等。具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。嚙合傳動(dòng)傳動(dòng)類型與特點(diǎn)傳動(dòng)比計(jì)算根據(jù)傳動(dòng)類型和設(shè)計(jì)要求，計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，并合理分配各級(jí)傳動(dòng)的速比，以滿足整體傳動(dòng)比的要求。傳動(dòng)效率計(jì)算考慮傳動(dòng)過(guò)程中的功率損失，計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)的效率，并綜合評(píng)估整體傳動(dòng)的效率。傳動(dòng)比與傳動(dòng)效率計(jì)算根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求，選擇合適的聯(lián)軸器類型、規(guī)格和連接方式，并進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。根據(jù)軸的受力情況，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算和剛度校核，選擇合適的材料和熱處理方式。根據(jù)齒輪傳動(dòng)的類型、載荷和速度等條件，進(jìn)行齒輪齒形、模數(shù)、齒數(shù)、變位系數(shù)等參數(shù)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、載荷和工作環(huán)境等條件，選擇合適的軸承類型、尺寸和精度等級(jí)，并進(jìn)行壽命計(jì)算和校核。軸的設(shè)計(jì)齒輪設(shè)計(jì)軸承的選型聯(lián)軸器的選型傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與選型04軸系零部件設(shè)計(jì)Chapter軸的分類根據(jù)承載方式可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸；根據(jù)軸線形狀可分為直軸、曲軸和撓性軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮軸上零件的裝配、定位、固定、調(diào)整、潤(rùn)滑和密封等要求，以及加工和裝配工藝性。軸的類型與結(jié)構(gòu)根據(jù)工作條件、載荷大小和方向、轉(zhuǎn)速高低等因素，選擇合適的軸承類型，如滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承。軸承的選型根據(jù)傳遞扭矩的大小、轉(zhuǎn)速高低、工作條件和安裝精度等因素，選擇合適的聯(lián)軸器類型，如剛性聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的選型根據(jù)傳遞扭矩的大小、軸的直徑和長(zhǎng)度、鍵槽的加工和裝配工藝性等因素，選擇合適的鍵連接類型，如平鍵連接或花鍵連接。鍵連接的選型軸系零件的設(shè)計(jì)與選型軸系零部件的潤(rùn)滑與密封潤(rùn)滑方式的選擇根據(jù)工作條件、載荷大小、轉(zhuǎn)速高低和溫度等因素，選擇合適的潤(rùn)滑方式，如油潤(rùn)滑或脂潤(rùn)滑。密封方式的選擇根據(jù)工作條件、密封要求和成本等因素，選擇合適的密封方式，如接觸式密封或非接觸式密封。同時(shí)需考慮密封件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和尺寸等因素。05連接與緊固設(shè)計(jì)Chapter不可拆連接如焊接、鉚接、過(guò)盈連接等，連接件間無(wú)法分離，適用于長(zhǎng)期固定且不需拆卸的場(chǎng)合?？刹疬B接如螺紋連接、鍵連接、銷連接等，連接件間可以方便地拆卸和重新裝配，適用于需要經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。連接類型與特點(diǎn)根據(jù)連接形式和受力特點(diǎn)選擇合適的連接件，如螺栓、螺釘、鉚釘、銷等。連接件類型連接件材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐腐蝕性，常用的有碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。材料選擇根據(jù)連接件的受力情況和被連接件的厚度等因素確定連接件的尺寸。尺寸確定連接件的設(shè)計(jì)與選型強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)緊固件的類型、材料和受力情況，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，確定其承載能力和安全系數(shù)。校核方法采用理論計(jì)算、經(jīng)驗(yàn)公式或試驗(yàn)等方法對(duì)緊固件的強(qiáng)度進(jìn)行校核，確保其滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)防措施針對(duì)可能出現(xiàn)的緊固件松動(dòng)或斷裂等問(wèn)題，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，如增加防松裝置、提高緊固件強(qiáng)度等。緊固件的強(qiáng)度計(jì)算與校核06液壓與氣壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Chapter液壓與氣壓傳動(dòng)是利用液體或氣體的壓力能來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)方式。其工作原理基于帕斯卡原理和伯努利定理，通過(guò)液壓泵或空氣壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體或氣體的壓力能，然后通過(guò)管道、閥門等控制元件將壓力能傳遞到執(zhí)行元件，從而驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。工作原理液壓與氣壓傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)極調(diào)速、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、可遠(yuǎn)距離傳輸動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也存在泄漏、噪音、效率低等缺點(diǎn)。特點(diǎn)液壓與氣壓傳動(dòng)的工作原理及特點(diǎn)液壓泵和空氣壓縮機(jī)01液壓泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的裝置，其結(jié)構(gòu)類型有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等?？諝鈮嚎s機(jī)則是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的裝置，其結(jié)構(gòu)類型有活塞式、螺桿式、離心式等?？刂崎y02控制閥是用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓或氣壓系統(tǒng)中液體或氣體的壓力、流量和方向的元件。其結(jié)構(gòu)類型有方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥等。執(zhí)行元件03執(zhí)行元件是將液體或氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，如液壓缸、液壓馬達(dá)、氣缸等。液壓與氣壓元件的結(jié)構(gòu)及工作原理VS液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括確定系統(tǒng)的工作原理圖、選擇適當(dāng)?shù)脑⒋_定管道布局和安裝方式等。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮系統(tǒng)的工作壓力、流