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机械设计简述


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机械设计基础
闵小琪: 主编

武汉交通职业学院机电工程系

目 录
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 机械设计基础概论 平面连杆机构 凸轮及间歇运动机构 带传动与链传动 齿轮传动 蜗杆传动 齿轮系与减速器 联接 轴和轴承 其它常用零部件



第1章

机械设计基础概论

1.1 机械的概念 1.2 机械设计的基本要求和一般程序 1.3 机械设计的内容与步骤 1.4 机械零件设计的一般步骤 1.5 机械零件的失效形式及设计计算准则 1.6 机械零件设计的标准化、系列化及通 用化

第1章 机械设计基础概论
1.1 机械的概念 1.1.1 机械的组成 动力部分 、执行部分 、传动部分、控制系统等。

原动机:机器动力的来源,电动机、内燃机等。 执行部分:是直接完成工作任务的部分。 传动部分:把原动机的运动和动力传递给执行部分, 介于原动机和执行部分之间,起桥梁的作用。 控制部分:控制机器的其他组成部分,使操作者随 时实现或终止机器的各种预定功能。

1.1.2 机器和机构 1.机器 机器的特征: 1)都是许多人为实物的组合; 2)各实物之间具有确定的相对运动。 3)能完成有用的机械功或转换机械能。 机器:一种用来转换或传递能量、物料和信 息的、能执行机械运动的装置。

2. 机构 机构:能实现预期的机械运动的各实物的组 合体。 即: 1)人为实物的组合体; 2)各实物间有确定的相对运动。 常用机构: 连杆机构 凸轮机构 齿轮机构

连杆结构展开动画

单缸四冲程内燃机

1缸体、 2活塞、 3连杆、 4曲轴、 5和6 齿轮、 7凸轮轴、 8进气门顶杆、 9排气门顶杆、 10 进气门、 11排气门

内燃机动画(3D)

内燃机动画(3D)

1.1.3

构件和零件

构件是运动的单元,是由一个或几个零 件组装而成的。 零件是制造的基本单元。 零件又分: 通用零件 标准件 专用零件 非标准件

1.2

机械设计的基本要求和一般程序

机械产品设计应满足以下几方面的基本要求: 1.实现预定功能 2.满足可靠性要求 3.满足经济性要求 4.操作方便、工作安全 5.造型美观、减少污染

1.3

机械设计的内容与步骤

机械设计的过程通常可分为以下几个阶段 (1)产品规划 (2)方案设计 (3)技术设计 (4)制造及试验

1.4

机械零件设计一般步骤

1. 根据零件的使用要求(如功率、转速等),选择零件 的类 型和结构形式。 2. 分析零件的载荷性质,拟定零件的计算简图,计算作 用在零件上的载荷; 3. 根据零件的工作条件及对零件的特殊要求,选择适当 的材料; 4. 分析零件的主要失效形式,决定计算准则和许用应力; 5. 确定零件的主要几何尺寸,综合考虑零件的材料、受载、 加工、装配工艺和经济性等因素。参照有关标准、技术规范 以及经验公式,确定全部结构尺寸; 6. 绘制零件工作图并确定公差和技术要求.

1.5 机械零件的失效形式及设计计算准则
1.5.1 机械零件的失效形式
失效——零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能。
失效形式:1.断裂 2.过量变形 3.表面失效 4.破坏正常工作条件引起的失效

1.5.2 机械零件的计算准则
计算准则——以防止产生各种可能失效为目的,而拟定的零 件工作能力计算依据的基本原则。

1、强度准则
零件在载荷作用下抵抗破坏的能力。

? ? [? ] ? ? [? ]
2、刚度准则
零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。

y ? [y]
y——可以是挠度、偏转角或扭转角。

t

3.磨性准则

P ? [ P]

设计时应使零件的磨损量在预定限度内不超 过允许量。 4.散热性准则 根据热平衡条件,工作温度t不应超过许用工 作温度[ ],即 t ? [t ]

t

5.可靠性准则 可靠性用可靠度表示,如有 N 个零件,在预期 寿命内只有N S个零件能连续正常工作,则其系统的 可靠度为
T

R ? NS / NT

1.6 机械零件设计的标准化、系列化 及通用化
标准化: 指对零件的类型、规格、性能指标、 检验方法、设计方法、制图要求等制定 的标准并加以实施。 机械产品的“三化” 指标准化、系列化、通用化

? 标准化含义:标准化、尺寸规格的系列化 和通用化。
? 标准按层次分为: 国家标准(GB)、行 业标准(JB、YB)和企业(公司)标准 (QB)。

? 按使用的强制性程度分为:必须执行的 (GB)和推荐使用的(GB/T)。


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