机械设计CH1机械设计概论

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1、第1章机械设计概论计划学时：1.5h编写及制作：向敬忠基本要求及重点、难点1.1机器的基本组成要素1.2机器的基本组成1.3机械设计的基本原则和设计程序1.4机械零件设计的一般步骤1.5机械零件设计应满足的基本要求及主要设计准则1.6静应力时机械零件的强度计算1.7零件的接触疲劳强度1.8机械常用材料1.9影响钢材力学性能的主要因素1.10材料的选用1.11机械零件的制造工艺性基本要求:1)机器的基本组成，零件,构件的概念与区别2)机械零件设计的一般步骤3)机械零件设计时应满足的基本要求及主要设计准则4)零件的接触疲劳强度5)机械制造中常用的材料6)影响钢材力学性能的主要因素重点

2、、难点:1)机器的基本组成，机械和机构、零件和构件2)机械设计的一般程序3)机械零件主要失效形式及设计准则4)接触应力的基本概念和赫兹应力计算公式5)机械制造中常用的材料6)影响钢材力学性能的主要因素7)机械设计中的标准化作业:1.1机器的基本组成要素天然工具——→简单机器——→工业革命——→现代机器机械——人类利用和转变机械能在生产时借以减轻体力劳动和提高生产率的主要工具。使用机器进行生产的水平是衡量一个国家现代化程度的重要标志之一。古代机械现代机械手改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。如：火车发展：蒸汽机车—→内燃机车—→电力机车—→磁浮列车（常导—→高温超导）—→高速列

3、车轿车发展：红旗—→桑塔纳、捷达、奥迪—→别克、本田、帕萨特蒸汽机车内燃机车电力机车高速列车磁浮列车任何机器都是由许多零件组合而成的。创造机器的目的：减轻体力劳动和提高生产率机器特征：1）许多实体组成；2）各实体之间有确定的相对运动；3）工作时能转换机械能(内燃机、发电机)或作有效的机械功(金属切削机床、启动机)；4）具有自动调节和自动控制功能，乃至人工智能机构——仅具有机器的前两个特征机械——机器和机构的总称机器——执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料或信息机械、装置或设备——用来进行物料传递和变换的机器仪器——用来进行信息传递和变换的机器零件——从加工、制造和安装角度

4、考虑组成机器的不可拆的最小实体称为机械零件，简称零件，零件是制造的单元。它必须考虑实现具体功用的每一个件的支承、联接、形状、结构尺寸、材料、热处理、加工精度、表面粗糙度等。构件——从运动角度考虑组成机器或机构的不可拆的最小实体称为构件，构件是运动的单元。构件可以是单一的零件,也可由多个零件装配成的刚性结构。部件：为完成同一使命而协同工作的许多零件的组合。零件：组成机器的不可拆的基本单元（即制造的基本单元）。如：滚动轴承、联轴器。用途专用零部件：只在一定类型机器中使用的零件，如曲轴。通用零部件：各种机器中普遍使用的零部件，如齿轮、螺栓。标准件：制定了国家标准，并由专门工厂生产的零部

5、件。如：滚动轴承、螺栓等。机器的基本要素——机械零件1．原动机部分:驱动整部机器以完成预定功能的动力源。2．执行部分:完成机器预定功能的组成部分，也称工作机，是具体干活的部分。3．传动部分:解决原动机与工作机运动形式、运动及动力参数的转变。机器的传动部分多数使用机械传动系统。4．其他部分:控制系统和辅助系统等。机器组成：原动机传动装置—→工作机—→控制系统辅助系统（如仪表、照明等）1.2机器的基本组成轿车组成1.3机械设计的基本原则和设计程序1、设计机器应满足的基本要求1、使用要求实现预定功能，工作可靠。2、经济性要求三方面：生产成本低、使用消耗小、维护费用低。措施：1）设计中采

6、用“三化”零部件；标准化、系列化、通用化2）应用成熟的新技术、新材料。3）选用高效率设备，减少动力、燃料消耗。3、外观造型要求颜色、造型4、环保要求噪音、废气、废液。2．机械设计的一般设计程序机械设计是一个创新与借鉴相结合的过程，一般程序如下：①根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构。②根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。优先按原动机的额定功率确定零件上的工作载荷。③根据零件的工作条件及对零件的特殊要求(如温度、腐蚀性等)，选择适当的材料及热处理工艺。④分析零件的主要失效形式，找出设计准则，确定出零件的基本尺寸。⑤根据工艺性和标准化等原则及相联结和相配合的零件进行零件的

7、结构设计。⑥根据各方面的要求进行详细的校核计算，以判定结构的合理性。⑦画出零件的工作图，并写出计算说明书。1.4机械零件设计的一般步骤1.5机械零件设计时应满足的基本要求及主要设计准则1.5.1工作可靠性的要求1．强度零件在工作中发生断裂或不允许的永久变形统属于强度问题。具有适当的强度是设计零件时必须满足的最基本要求强度准则:零件中的应力不得超过允许的限度2．刚度在一定载荷下，零件抵抗弹性变形的能力刚度准则:零件在载荷作用下产生的变形量(包括弯曲挠度、偏转角和扭转角)应小于或等于