机械设计 第1篇 总论

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1、第1篇总论第1章机械设计概论§1.1课程性质和任务§1.2设计机器的基本原则和设计程序§1.3机械零件设计概述§1.4§1.5§1.6§1.7要求：（1）了解课程的内容、性质与任务。（2）掌握有关的基本概念。基本概念：§1.1课程性质和任务机器：执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料或信息。机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体。机械：机器和机构的总称。机械零件：组成机器的不可拆的基本单元。部件：为完成同一使命在结构上组合在一起并协同工作的零件。零件、构件、机构、机器等关系零件刚性组合构件机架原动件从动件运动副组合机构特征1）、2）

2、机器特征1）、2）、3）原动机工作机信息机机器的基本组成要素是机械零件机械零件通用件：各种机器中普通使用的零件。如：齿轮、链传动、带传动、蜗杆传动、螺旋传动、轴、联轴器、离合器；滚动轴承、滑动轴承、螺栓、键、花键、销；铆、焊、胶结构件、弹簧、机架、箱体等。专用件：只在一定类型的机器中使用的零件。如：叶片、犁铧、枪栓等。标准件：经过优选、简化、统一，并给以标准代号的零件和部件。易损件：在正常运转过程中容易损坏，并在规定期限内必须更换的零件或部件。本课程只研究通用零件。课程性质：技术基础课。课程内容：机械零件的设计和计算。课程目的（任务）：综合运用各种机械零件、

3、各种机构的知识以及其他先修课程的知识，掌握设计机械传动装置和一般机械的能力。本课程所涉及的先修课程有：工程制图：设计的图形表达。工程材料：非金属材料，金属材料及热处理。机械制造基础：冷加工工艺，热加工工艺。公差配合与技术测量：解决精度设计问题。理论力学：解决力分析与动力计算。材料力学：解决强度分析问题。机械原理：解决机械的方案设计。本课程的具体内容2）连接部分：螺纹联接，键联接，过盈联接，铆接，焊接3）传动部分：螺旋传动，带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动以及摩擦轮传动等；4）轴系部分：轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器，离合器5）其他部分：弹簧，减速器，机架1

4、）总论部分：机器及零件设计的基本原则，设计计算理论，材料选择，结构要求，以及摩擦、磨损、润滑等方面的基本知识；数控车床课程性质：一门设计性质的技术基础课，起承上启下的作用。承上：本课程与前面所学的课程：高数、制图、力学、机械原理、公差等均有联系启下：本课程是学习后续专业课程的基础：机制工艺学、机电一体化、机床、刀具、汽车等课程目的（任务）：综合运用各种机械零件、各种机构的知识以及其他先修课程的知识，掌握设计机械传动装置和一般机械的能力。本课程的性质本课程的任务1）有正确的设计思想并勇于创新探索；2）掌握通用机械零部件的设计原理、方法和一般规律，进而具有综合运

5、用所学知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单的机械的能力；3）具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；4）掌握典型机械零件的试验方法，获得基本的试验技能的基本训练；5）了解机械设计的最新动态。1.2.1设计机器时应满足的要求满足功能要求，同时满足使用方便、安全可靠、经济合理、外形美观等要求。1.2.2设计方法1.内插式设计：有成功的经验、需技术改进、少量试验研究2.外推式设计：有部分经验，但外推部分处于未知领域3.开放式设计：应用新原理、新技术设计新型技术装备的工作1.2.3设计程序四个阶段调查决策阶段、研究设计阶段、试制阶段、投产销售阶段

6、§1.2设计机器的基本原则和设计程序1.3.1设计机械零件时应满足的要求工作可靠强度、刚度——————工作能力的准则成本低廉设计成本、制造成本从材料、精度等方面考虑1.3.2设计步骤a.拟画零件受力简图b.确定零件的载荷名义载荷、计算载荷、载荷系数c.选择零件的材料d.确定零件的主要尺寸e.绘制零件工作图§1.3机械零件设计概述1.3.3设计计算和校核计算设计计算：根据零件的工作情况和选定的工作能力准则拟定出安全条件，用计算方法求出零件危险截面的尺寸。校核计算：根据工作能力准则校核危险截面是否安全。1.3.4标准化、系列化、通用化标准化：系列化：通用化：“三

7、化”的意义：标准化：对零件的尺寸、结构要素、材料特性、检验方法、设计方法、制图要求等制定出统一的共同遵守的标准（如：螺纹联接件，滚动轴承等用途最广的零件进行大量的、集中制造，用户根据要求选用）。系列化：对同一产品，为了适应不同的使用条件，在同一基本结构或基本尺寸的条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品，称为不同的系列（如：滚动轴承的直径系列、宽度系列，工程机械的系列化）优越性：1）提高质量，降低成本；2）统一了材料和零件的性能指标，提高了零件性能的可靠性；3）简化设计工作，提高设计质量，简化机器的维修。第2章机械零件的工作能力和计算准则绪论§2.1载荷和应力

8、的分类§2.2机械零件的强度§2.3机械零件的表面强