太原理工大学机械设计课件.ppt

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1、机械设计太原理工大学机械设计教研室课程介绍重要性：机械是现代各行业的基础，是物质生产的基本工具，其应用水平是一个国家技术水平和现代化程度的重要标志，也是信息化产业的基础。设计则是产品生产的第一道工序，其成败很大程度上是在本阶段决定的。在课程体系中的地位：专业基础课性质：是一门论述机械零件设计理论、研究机械零件设计方法的设计性技术基础课。是多学科知识的综合运用。具有综合性、设计性。内容：通用机械零件的设计理论和方法任务：１）掌握机械设计所必需的基本知识、基本理论和基本技能，解决通用零件设计问题:包括设计计算，结构设计、绘制工作图２）独立进行传动装置的设计；３）熟悉国家标准

2、、手册、规范等，并正确运用；４）培养学生树立正确的设计思想。特点：三性：综合性、设计性、实践性四多：公式多而繁、概念多、图表多、系数多。学习方法:理论联系实际抓核心，抓概念，不要死抠公式，注意与基础课的不同学会利用手册等资料Everythingimportantissimple本课所用教材《机械设计》（第四版）－－丘宣怀等编　高教出版社配套习题集参考书《机械设计》--许镇宇等主编高教出版社相关机械设计手册课堂教学62学时实验课8学时成绩评定方式期末考试80%+平时20%第一篇　总论机械设计概论机械零件的工作能力和计算准则机械零件的疲劳强度摩擦，磨损，润滑机械常用材料和制

3、造工艺性第一章机械设计概论主要内容：⑴机械设计中的基本概念⑵设计机器的基本原则和设计程序⑶机械零件设计概论⑷结构设计⑸机械设计的新发展1.1基本概念（机械设计=机械+设计，故我们先学习一些机械的概念）机器：执行机械运动的装置，其特征有：１）人为实物组合，或由机构组成；２）各部分之间有确定的相对运动；３）用来代替或减轻人的劳动左右用工或转换能量。例如：汽车、飞机、绞肉机等等机器的组成辅助系统，例如：润滑、显示、照明等原动机部分传动部分控制系统执行部分机械：机器及机构的总称。零件：组成机器的必不可拆的基本单元称机械零件。如：螺钉、齿轮等部件（模块）：为完成统一使命，在结构上

4、组合在一起，并协同工作的零件集合通用零件：在各种机器中普遍使用的零件专用零件：只在一定类型的机器中使用的零件标准件：经过优选、简化、统一，并给以标准代号的零件或部件1.2设计机器的基本原则和设计程序1.2.1设计机器应满足的要求使用要求（功能要求）经济要求人机工程要求（操作、安全、美感等）绿色要求（节能、低噪、重用、低污染）1.2.2设计方法内插（修修改改）外推（部分创新）开发1.2.3设计程序（P3）1.3机械零件设计概述1.3.1设计机械零件应满足的要求避免在预期寿命期内失效结构工艺性的要求经济性要求质量小的要求可靠性要求1.3.2设计步骤确定原理方案确定零件载荷（

5、名义载荷与计算载荷，Fc=KF、Pc=KP、Tc=KT）选择材料确定尺寸结构设计1.3.3校核1.3.4设计时应遵循的“三化”要求标准化（尽可能选择标准件）系列化（基本结构相同，通过改变辅助尺寸成为系列产品，减少设计量）通用化（各种产品中尽量采用统一的零部件）1.4机械设计的新发展精密微型CADCAE虚拟设计工业设计end机械零件的主要失效形式第二章　机械零件的工作能力和计算准则失效：零部件不能满足工作要求称为失效破坏正常工作条件引起的失效：打滑、胶合、共振整体断裂：拉，压，弯，扭过大的残余应力：加工，热处理零件表面的破坏：点蚀、磨损，热处理工作能力：不发生失效时的工作

6、限度计算（设计）准则：（要满足的条件）○强度准则：σ≤［σ］或τ≤［τ］；［σ］＝或［τ］＝τmin/s○刚度准则：ｙ≤［ｙ］或θ≤［θ］φ≤［φ］○耐磨性准则：验算压强：ｐ［ｐ］，单位接触面上单位时间产生摩擦功不太大，控制ｐｖ≤［ｐｖ］○可靠性准则：按传统强度设计方法设计零件，由于材料强度，外载荷和加工尺寸等存在离散性，有可能出现达不到预定工作时间而失效的情况。希望将出现这种失效情况的概率控制在一定程度之内，这就对零件提出可靠性要求。○可靠度：机器或零件在一定工作环境下，在规定的使用期限内连续工作的概率。2.1载荷和应力的分类载荷是机械设计中的重要参数，是重要的设计目

7、标之一，也是造成失效的重要原因2.1.1载荷分类静载荷：不随时间变化的载荷动载荷：随时间变化（周期或非周期、大小、方向、位置）的载荷名义载荷：根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷（F、P、T）计算载荷：考虑原动机、工作机、零件受力不均匀等因素影响而设计出的载荷Fc=KF,Pc=KP,Tc=KT(K参见P12)2.1.2应力分类（载荷无法衡量工作极限，需要用应力,见P12）静应力：只能由静载荷产生变应力对称循环脉动循环可以变载荷产生也可以由静载荷产生(P13)非对称循环应力循环特性r:最小与最大应力之比变应力的描述：用σmax，σ