機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)筆記知識(shí)

演講人：20機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)筆記知識(shí)目錄CONTENT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)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軸系零部件設(shè)計(jì)連接與緊固技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐案例分析01機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)定義根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)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(jì)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。機(jī)械設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)出滿足預(yù)期功能、性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等要求的機(jī)械產(chǎn)品，為機(jī)械制造提供詳細(xì)的圖紙和技術(shù)文件。機(jī)械設(shè)計(jì)定義與目的古代機(jī)械設(shè)計(jì)古代人類在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步形成了機(jī)械設(shè)計(jì)的萌芽，如簡(jiǎn)單的工具、機(jī)械裝置等。機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展歷程近代機(jī)械設(shè)計(jì)從18世紀(jì)工業(yè)革命開始，機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科，出現(xiàn)了許多著名的機(jī)械設(shè)計(jì)師和重要的機(jī)械設(shè)計(jì)理論。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸向智能化、精細(xì)化、綠色化等方向發(fā)展，設(shè)計(jì)方法和手段也不斷更新。功能性原則機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足預(yù)期的功能要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。機(jī)械設(shè)計(jì)基本原則01可靠性原則機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)保證機(jī)械產(chǎn)品在使用壽命內(nèi)的可靠性，盡量減少故障和維修次數(shù)。02經(jīng)濟(jì)性原則機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)考慮制造成本和使用成本，盡量采用經(jīng)濟(jì)合理的方案。03美觀性原則機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注重外觀造型和色彩搭配，符合人們的審美需求。0402機(jī)械零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)功能性經(jīng)濟(jì)性可靠性可制造性零件需要實(shí)現(xiàn)特定的功能，如傳遞運(yùn)動(dòng)、承受載荷、實(shí)現(xiàn)定位等。設(shè)計(jì)零件時(shí)需要考慮材料、加工和裝配成本，以及維護(hù)費(fèi)用等因素。零件需要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以確保在預(yù)期的使用壽命內(nèi)不會(huì)發(fā)生失效。零件的設(shè)計(jì)需要便于加工和制造，包括鑄造、鍛造、機(jī)械加工等。零件設(shè)計(jì)基本要求熱處理通過熱處理工藝，如淬火、回火、表面處理等，提高材料的力學(xué)性能和耐磨性。材料性能考慮材料的強(qiáng)度、韌性、硬度、耐腐蝕性等因素，確保零件在預(yù)期的工作條件下能夠正常工作。材料選擇根據(jù)零件的工作條件和性能要求，選擇合適的材料，如鋼、鑄鐵、有色金屬等。零件材料選擇與熱處理結(jié)構(gòu)合理性零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要合理，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中、過載等問題?？裳b配性零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要便于裝配和拆卸，降低裝配成本和時(shí)間。優(yōu)化設(shè)計(jì)利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元分析等，對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其性能和可靠性。輕量化設(shè)計(jì)在保證零件強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減輕零件的重量，提高機(jī)械系統(tǒng)的效率。零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化0102030403機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)適用于重載、高精度、高速度、大功率傳動(dòng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定，但噪聲較大。傳動(dòng)系統(tǒng)類型及特點(diǎn)01皮帶傳動(dòng)適用于中心距較大的傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，易打滑。02鏈傳動(dòng)適用于高溫、油污環(huán)境下工作，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，但噪聲較大，易磨損。03蝸輪蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但效率較低，適用于小功率傳動(dòng)。04齒輪傳動(dòng)原理利用齒輪的齒與齒之間的嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和扭矩的轉(zhuǎn)換。齒輪設(shè)計(jì)要點(diǎn)模數(shù)、壓力角、螺旋角等參數(shù)的選擇，齒輪的材料和熱處理，齒輪的精度等級(jí)等。齒輪傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)傳動(dòng)精度高、傳動(dòng)效率高、承載能力大，但噪聲大、成本高。030201齒輪傳動(dòng)原理與設(shè)計(jì)要點(diǎn)其他傳動(dòng)方式如蝸輪蝸桿傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)等，具有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，需要根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。帶傳動(dòng)包括平帶、V帶、圓帶等，適用于中心距較大、傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的場(chǎng)合，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小的特點(diǎn)。鏈傳動(dòng)包括滾子鏈、齒形鏈等，適用于高溫、油污等惡劣環(huán)境，具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、承載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但噪聲較大。帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等其他傳動(dòng)方式04軸系零部件設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)與校核方法軸的初步設(shè)計(jì)根據(jù)傳遞的功率、轉(zhuǎn)速和工作環(huán)境等因素，初步確定軸的材料、熱處理方式、結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。軸的強(qiáng)度校核計(jì)算軸在承受彎矩、扭矩和剪切等載荷作用下的應(yīng)力，并校核其強(qiáng)度是否滿足要求。軸的剛度校核計(jì)算軸在受力作用下的變形量，并校核其剛度是否滿足要求。軸的疲勞校核對(duì)于長期承受交變載荷的軸，需要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核，以確保其使用壽命。承載能力大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小，但摩擦阻力大、磨損快，適用于低速重載場(chǎng)合。摩擦阻力小、效率高、軸向尺寸小，但承載能力較小、對(duì)安裝和潤滑要求高，適用于高速輕載場(chǎng)合。根據(jù)軸的工作條件、承受載荷的性質(zhì)和大小、軸承的轉(zhuǎn)速和精度要求等因素，選擇合適的軸承類型和尺寸。根據(jù)選定的軸承類型和尺寸，計(jì)算軸承的承載能力、極限轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并校核其是否滿足工作要求。軸承類型選擇及計(jì)算滑動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承軸承的選擇軸承的計(jì)算軸系其他零部件設(shè)計(jì)根據(jù)傳遞的扭矩和軸向力的大小，選擇合適的鍵或銷的類型和尺寸，并校核其強(qiáng)度。鍵、銷的設(shè)計(jì)根據(jù)軸系的傳動(dòng)方式和要求，選擇合適的聯(lián)軸器類型和尺寸，以補(bǔ)償兩軸之間的相對(duì)位移和偏斜。根據(jù)軸系的工作環(huán)境和要求，選擇合適的潤滑方式和密封結(jié)構(gòu)，以減少摩擦和磨損，提高軸系的使用壽命。聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的功能和裝配要求，選擇合適的定位和固定方式，確保零件在軸上的正確位置和穩(wěn)定性。軸上零件的定位與固定01020403潤滑與密封設(shè)計(jì)05連接與緊固技術(shù)螺紋連接選用依據(jù)根據(jù)連接的工作載荷、使用環(huán)境、被連接件的材質(zhì)和厚度等因素，選擇合適的螺紋類型、規(guī)格和精度等。螺紋連接的防松措施采用摩擦防松、機(jī)械防松和破壞螺紋副防松等方法，保證螺紋連接的可靠性和穩(wěn)定性。螺紋連接原理利用螺紋的螺旋副實(shí)現(xiàn)連接，通過擰緊螺母使螺栓受拉，將被連接件緊固在一起。螺紋連接原理及選用依據(jù)鍵連接通過鍵實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件間的周向固定以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠、裝拆方便等特點(diǎn)。鍵連接、銷連接等連接方式介紹銷連接定位零件，銷是標(biāo)準(zhǔn)件，可用來作為定位零件，用以確定零件間的相互位置；也可起聯(lián)接作用，以傳遞橫向力或轉(zhuǎn)矩；或作為安全裝置中的過載切斷零件。其他連接方式包括過盈配合連接、焊接連接、膠接連接等，根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的連接方式。密封與潤滑技術(shù)密封技術(shù)分為靜密封和動(dòng)密封兩大類，采用密封件或密封結(jié)構(gòu)來防止流體或固體微粒從相鄰結(jié)合面間泄漏。潤滑技術(shù)改善摩擦副的摩擦狀態(tài)以降低摩擦阻力減緩磨損的技術(shù)措施，一般通過潤滑劑來達(dá)到潤滑的目的。潤滑劑還有防銹、減振、密封、傳遞動(dòng)力等作用。密封與潤滑的結(jié)合在實(shí)際應(yīng)用中，密封和潤滑往往是相互結(jié)合的，如油封、軸承等，既需要密封又需要潤滑，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和延長使用壽命。06機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐案例分析詳細(xì)解析發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)以及性能優(yōu)化。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)探討數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)分析機(jī)器人結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括臂部、腰部、腿部等關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)典型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例剖析010203分析機(jī)械振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生的原因，提出減振降噪的方法。振動(dòng)與噪聲控制討論機(jī)械密封的原理、類型及應(yīng)用，解決泄漏問題。密封技術(shù)探討零件