機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)概論

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)概論匯報人：AA2024-01-14CATALOGUE目錄機(jī)械設(shè)計概述機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)知識機(jī)械設(shè)計中的常用機(jī)構(gòu)機(jī)械設(shè)計中的傳動設(shè)計機(jī)械設(shè)計中的軸系設(shè)計機(jī)械設(shè)計中的連接設(shè)計機(jī)械設(shè)計中的潤滑與密封設(shè)計01機(jī)械設(shè)計概述定義機(jī)械設(shè)計是依據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。重要性機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要因素。從某種程度上來說，機(jī)械設(shè)計的質(zhì)量決定了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。機(jī)械設(shè)計的定義與重要性歷史機(jī)械設(shè)計的歷史可以追溯到古代，如中國的指南車、記里鼓車等都是古代機(jī)械設(shè)計的杰作。隨著工業(yè)革命的興起，機(jī)械設(shè)計經(jīng)歷了從經(jīng)驗設(shè)計到科學(xué)設(shè)計的轉(zhuǎn)變。發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計已經(jīng)發(fā)展成為一個綜合性的學(xué)科，涵蓋了力學(xué)、材料學(xué)、熱力學(xué)、控制學(xué)等多個領(lǐng)域的知識。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計也逐漸實現(xiàn)了數(shù)字化和智能化。機(jī)械設(shè)計的歷史與發(fā)展功能原則機(jī)械設(shè)計必須滿足預(yù)定的功能要求，這是設(shè)計的核心。設(shè)計師需要根據(jù)使用要求，確定機(jī)械應(yīng)具備的功能，并選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)來實現(xiàn)這些功能。經(jīng)濟(jì)性原則機(jī)械設(shè)計必須考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，即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成本。設(shè)計師需要合理選擇材料和工藝，優(yōu)化設(shè)計方案，提高生產(chǎn)效率。安全性原則機(jī)械設(shè)計必須保證產(chǎn)品的安全性，即在使用過程中不會對人員和環(huán)境造成傷害或危害。設(shè)計師需要充分考慮安全因素，采取必要的安全措施，如設(shè)置防護(hù)裝置、限制操作范圍等?？煽啃栽瓌t機(jī)械設(shè)計必須保證產(chǎn)品的可靠性，即在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。設(shè)計師需要充分考慮材料、工藝、環(huán)境等因素對可靠性的影響。機(jī)械設(shè)計的基本原則02機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)知識研究物體在力系作用下的平衡條件，以及如何建立各種力系的平衡方程。靜力學(xué)運(yùn)動學(xué)動力學(xué)研究物體的運(yùn)動軌跡、速度和加速度等運(yùn)動參數(shù)，以及物體之間的相對運(yùn)動關(guān)系。研究物體在力系作用下的運(yùn)動規(guī)律，包括質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動方程、動量定理、動量矩定理等。030201工程力學(xué)基礎(chǔ)研究材料在不同條件下的力學(xué)性能，包括強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面的性能指標(biāo)。材料的力學(xué)性能分析材料在受力過程中的破壞機(jī)理和失效模式，以及如何提高材料的抗破壞能力。材料的破壞與失效研究材料在交變應(yīng)力作用下的疲勞行為和斷裂特性，以及疲勞裂紋的擴(kuò)展規(guī)律和斷裂韌性的評估方法。材料的疲勞與斷裂材料力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)械制造工藝概述毛坯制造與加工方法切削加工與機(jī)床特種加工與新技術(shù)機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)介紹機(jī)械制造工藝的基本概念、分類和特點(diǎn)，以及工藝過程的設(shè)計和規(guī)劃方法。研究切削加工的基本原理、切削用量和切削力的計算方法，以及各類機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能和使用范圍。分析毛坯的制造方法和加工工藝，包括鑄造、鍛造、焊接等工藝過程及其特點(diǎn)。介紹特種加工方法如電火花加工、激光加工等，以及機(jī)械制造領(lǐng)域的新技術(shù)和新工藝。03機(jī)械設(shè)計中的常用機(jī)構(gòu)由四個鉸鏈連接的桿件組成，包括曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)等。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)由連桿和滑塊組成，常用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動或?qū)⒅本€運(yùn)動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?；瑝K機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿和滑塊組成，導(dǎo)桿上裝有導(dǎo)套，導(dǎo)套在導(dǎo)桿上滑動，實現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)由盤形凸輪和從動件組成，通過凸輪的輪廓形狀控制從動件的運(yùn)動規(guī)律。移動凸輪機(jī)構(gòu)由移動凸輪和從動件組成，移動凸輪在固定導(dǎo)軌上移動，驅(qū)動從動件實現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動。圓柱凸輪機(jī)構(gòu)由圓柱凸輪和從動件組成，圓柱凸輪的輪廓形狀控制從動件的運(yùn)動規(guī)律。圓錐齒輪機(jī)構(gòu)由兩個或多個圓錐齒輪組成，用于傳遞相交軸或交錯軸之間的動力和運(yùn)動。圓柱齒輪機(jī)構(gòu)由兩個或多個圓柱齒輪組成，通過齒輪的嚙合實現(xiàn)動力的傳遞和運(yùn)動的變換。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)由蝸輪和蝸桿組成，常用于傳遞垂直軸之間的動力和運(yùn)動，具有較大的傳動比和自鎖性能。齒輪機(jī)構(gòu)04機(jī)械設(shè)計中的傳動設(shè)計帶的類型與特點(diǎn)根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，帶傳動可分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動。摩擦型帶傳動依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力，如平帶傳動和V帶傳動；嚙合型帶傳動則通過帶齒與輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力，如同步帶傳動。帶傳動的優(yōu)缺點(diǎn)帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)；但也存在傳動比不準(zhǔn)確、帶壽命短、需要張緊等缺點(diǎn)。帶傳動的設(shè)計計算設(shè)計帶傳動時，需根據(jù)傳遞的功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)選擇合適的帶型、帶輪材料和結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行帶的強(qiáng)度計算和壽命校核。帶傳動設(shè)計鏈傳動的類型與特點(diǎn)01鏈傳動按照用途可分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈等。鏈傳動具有與帶傳動相似的優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)等；同時，鏈傳動還具有能承受較大沖擊載荷、傳遞功率范圍大等優(yōu)點(diǎn)。鏈傳動的優(yōu)缺點(diǎn)02鏈傳動的優(yōu)點(diǎn)包括傳遞功率大、效率高、適用于惡劣環(huán)境等；缺點(diǎn)則包括瞬時傳動比不恒定、運(yùn)轉(zhuǎn)時存在沖擊和噪聲等。鏈傳動的設(shè)計計算03設(shè)計鏈傳動時，需根據(jù)傳遞的功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)選擇合適的鏈型和鏈輪材料，并進(jìn)行鏈的強(qiáng)度計算和壽命校核。同時，還需考慮鏈傳動的布置和張緊方式等因素。鏈傳動設(shè)計齒輪傳動的類型與特點(diǎn)齒輪傳動按照齒形可分為漸開線齒輪、圓弧齒輪等；按照齒輪軸線位置可分為平行軸齒輪、相交軸齒輪和交錯軸齒輪等。齒輪傳動具有傳動比準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。齒輪傳動的優(yōu)缺點(diǎn)齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)包括傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等；缺點(diǎn)則包括制造和安裝精度要求較高、成本較高等。齒輪傳動的設(shè)計計算設(shè)計齒輪傳動時，需根據(jù)傳遞的功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)選擇合適的齒輪類型和材料，并進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度計算和壽命校核。同時，還需考慮齒輪傳動的潤滑和冷卻等問題。齒輪傳動設(shè)計05機(jī)械設(shè)計中的軸系設(shè)計軸的材料與熱處理軸的材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，常用材料有碳鋼、合金鋼等，同時需通過熱處理提高材料的力學(xué)性能。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮裝配、定位和密封等因素，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計能提高軸的承載能力和使用壽命。軸的類型與特點(diǎn)根據(jù)承載方式，軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸，不同類型的軸具有不同的結(jié)構(gòu)和設(shè)計特點(diǎn)。軸的設(shè)計軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類，不同類型的軸承具有不同的承載能力和適用場合。軸承的類型與特點(diǎn)選用軸承時需考慮載荷、轉(zhuǎn)速、精度和工作環(huán)境等因素，選擇合適的軸承類型和規(guī)格。軸承的選用原則通過對軸承的壽命、靜載荷和動載荷等參數(shù)進(jìn)行計算，確保選用的軸承滿足設(shè)計要求。軸承的校核計算軸承的選用與校核聯(lián)軸器用于連接兩軸并傳遞扭矩，常見類型有剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和液力聯(lián)軸器等，不同類型的聯(lián)軸器具有不同的傳遞效率和適用場合。聯(lián)軸器的類型與特點(diǎn)離合器用于連接或斷開兩軸間的動力傳遞，常見類型有牙嵌離合器、摩擦離合器和電磁離合器等，不同類型的離合器具有不同的操作方式和適用場合。離合器的類型與特點(diǎn)根據(jù)傳遞扭矩、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境和操作方式等因素，選擇合適的聯(lián)軸器或離合器類型和規(guī)格。聯(lián)軸器與離合器的選用原則聯(lián)軸器與離合器的選用06機(jī)械設(shè)計中的連接設(shè)計123根據(jù)鍵的形狀和用途，鍵連接可分為平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接等。鍵連接類型選擇鍵連接時，需考慮傳遞扭矩的大小、軸的直徑、鍵的強(qiáng)度等因素，以確定合適的鍵的類型和尺寸。鍵的選擇鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性好的優(yōu)點(diǎn)，但同時也存在應(yīng)力集中、軸和輪轂上需開設(shè)鍵槽而削弱強(qiáng)度的缺點(diǎn)。鍵連接的優(yōu)缺點(diǎn)鍵連接設(shè)計03銷連接的優(yōu)缺點(diǎn)銷連接具有結(jié)構(gòu)簡單、定位準(zhǔn)確、裝拆方便的優(yōu)點(diǎn)，但同時也存在易松動、需經(jīng)常維護(hù)的缺點(diǎn)。01銷連接類型根據(jù)銷的形狀和用途，銷連接可分為圓柱銷連接、圓錐銷連接、開口銷連接和安全銷連接等。02銷的選擇選擇銷連接時，需考慮傳遞載荷的大小、連接的可靠性、裝拆的方便性等因素，以確定合適的銷的類型和尺寸。銷連接設(shè)計過盈連接原理過盈連接是利用兩個被連接件本身的過盈配合來實現(xiàn)的連接，其原理是通過使包容件（孔）和被包容件（軸）產(chǎn)生過盈量，達(dá)到緊密配合的目的。過盈量選擇過盈量的大小直接影響連接的強(qiáng)度和緊密性。過盈量過小，則連接不緊密，容易松動；過盈量過大，則會導(dǎo)致包容件的變形和應(yīng)力集中，甚至造成破壞。因此，選擇合適的過盈量是過盈連接設(shè)計的關(guān)鍵。過盈連接的優(yōu)缺點(diǎn)過盈連接具有承載能力強(qiáng)、定心精度高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。但是，過盈連接對配合面的加工精度要求較高，且裝拆較困難。過盈連接設(shè)計07機(jī)械設(shè)計中的潤滑與密封設(shè)計根據(jù)機(jī)械設(shè)備的不同部位和工作環(huán)境，選擇適合的潤滑方式，如油潤滑、脂潤滑、固體潤滑等。潤滑方式根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工作條件、摩擦副的材料和性能要求，選用合適的潤滑劑，如潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑等。潤滑劑選擇潤滑方式與潤滑劑的選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，選擇適當(dāng)?shù)拿芊夥绞?，如靜密封、動密封、組合密封等。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境、介質(zhì)特性和密封性能要求，選用合適的密封材料，如橡膠、塑料、金屬等。密封方式與密封材料的選擇密