机械设计基础概论.pptx

《机械设计基础概论.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础概论.pptx（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章 概 论第一节 绪 论第二节 机械零件材料学基础第三节 机械的组成 第1页/共36页第一节 绪 论一、课程的内容、性质和任务二、机械设计的一般过程简介三、机械零件的设计准则第2页/共36页一、课程的内容、性质和任务1.课程内容2.课程性质 3.课程任务 第3页/共36页具体内容 研究常用机构和通用机械零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和设计方法。机器 由机构组成的具有确定运动的机械装置，能实现能量的转换或传递能量、物料或信息，实现预 期的工作。如内燃机、电动机、起重机、金属切削机床和计算机等。机构 是具有确定运动的构件系统，用来传递运动和力。构件 是机器运动的最小单元。零件 是机器

2、加工制造的最小单元。机器的组成 由原动机、工作机、传动系统等组成。1.1.课程内容第4页/共36页 常用机构设计 连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构（棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构）等。常用通用零部件设计 传动零件：齿轮传动、蜗杆传动、带传动、螺旋传动等。联接零件:螺纹联接、键联接、销联接等。轴系零件：轴、轴承（滑动轴承、滚动轴承、联轴器等。具体内容 第5页/共36页齿轮传动蜗杆传动带传动第6页/共36页圆柱平摩擦轮传动（a）滑动螺旋;(b）滚动螺旋;（c）静压螺旋 链传动螺旋传动(a)(b)(c)第7页/共36页螺纹联接键联接销联接第8页/共36页轴滑动轴承滚动轴承联轴器第9页/共36页数

3、控立式升降台铣床电电机机起起重重机机第10页/共36页连连杆杆曲曲柄柄1-气缸体；2-活塞；3-连杆；4-曲轴；5、6-齿轮；7-凸轮；8-进气阀顶杆 12341234曲柄滑块机构曲柄滑块机构156 156 齿轮机构齿轮机构178 178 凸轮机构凸轮机构第11页/共36页机器的组成原动机：驱动机器完成预定功能的动力源工作机：完成机器预定功能的组成部分传动系统：传递运动和动力。有机械传动、电力传动和液力传动等。原动机 传动系统工作机 控制系统辅助系统（润滑、显示辅助系统（润滑、显示、照明等、照明等（实例）本课程只研究机械传动。第12页/共36页 原原 动动 机机：汽油机和柴油机。传动系统传动系

4、统：离合器、变速箱、传动轴和差速器。工工 作作 机机：车轮、悬挂系统 和底盘。控制系统控制系统：方向盘和转向系统、排档杆、刹车及其踏板、油门。辅助系统辅助系统：油量表、速度表、里程表、润滑油温度表及蓄电平电流表、电 压表等为显示系统；后视镜、车门锁、刮油器等为其它辅助系 统；前后灯、仪表盘灯为照明系统；转向信号灯和车尾红灯为 信号系统。机器组成实例第13页/共36页2.课程性质 专业技术基础课先修课程 高等数学 金属工艺学 机械制图 工程力学 第14页/共36页3.课程任务 （1）了解机械设计基本知识。（2）运用有关设计资料的能力。（3）掌握常用机构和通用零、部件的设计理论和方法。第15页/共

5、36页二、机械设计的一般过程1.产品规划 根据社会的需要和市场的需求，确定所设计机械（机器）的功能范围和性能指标，拟订设计任务书。2.方案设计 按设计任务书的要求，尽量构思出多种可行的设计方案，通过对比、筛选，优选出一种功能满足要求、工作原理可靠、结构设计合理、制造成本低廉的最优方案。3.技术设计 对已选定的设计方案进行分析计算，确定机构和零件的工作参数以及机械（机器）的主要结构尺寸，完成每一个零件的结构设计，按照国家标准，绘制出整台机器的设计总图和全部零、部件的施工图，编写有关技术文件。4.试制、调试、鉴定 进行样机试制，对样机进行试验、测定，从技术上、经济上作出评定，提出改进意见。第16页

6、/共36页 1、机械零件的主要失效形式 2、机械零件的设计准则三、机械零件的设计准则失效：在规定的工作条件下机械零件失去了正常工作能力。第17页/共36页断裂：零件在拉、弯、扭载荷作用下，当 或 时，就可能发生断裂，属强度不合格。疲劳断裂 过载断裂变形过大：时发生,属刚度不合格。振动过大甚至共振：振幅超过了许用值。零件表面失效：过大接触应力作用造成。胶合失效（黏着磨损）、点蚀（疲劳磨损）、磨损失效（磨粒磨损）、塑性变型。在化学腐蚀介质的接触和作用下产生腐蚀失效。1 1、机械零件的主要失效形式第18页/共36页 保证机械零件在要求的寿命内不出现各种失效。强度准则 ，刚度准则 挠度 偏转角 扭转角

7、 振动稳定性准则 使受激振作用的各个零件的固有频率f 与激振源的频 率 f p 错开。通常应保证 f p 0.85f 或 f p 1.15f 磨擦学准则 验算压强 p p 验算pv pv pv 验算速度 v v2 2、机械零件的设计准则第19页/共36页第二节 机械零件材料学基础 一、金属材料二、非金属材料三、复合材料 四、钢的热处理简介 机械零件通常都是由金属材料制成的，有时也用非金属材料和复合材料制造。第20页/共36页一、金属材料 1钢 2铸铁 3.有色金属第21页/共36页（含碳量小于2%,大于0.7%的铁、碳合金）1.1.钢碳素钢碳素结构钢碳素结构钢碳素工具钢碳素工具钢：T7、T8普

8、通碳素结构钢普通碳素结构钢 如Q235、Q275等优质碳素结构钢优质碳素结构钢低碳钢C0.25%如20 合金钢合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢 、高速工具钢、硬质合金工具钢、高速工具钢、硬质合金工具钢特类钢特类钢 不锈钢，如2Cr13、滚动轴承钢，如GGr9SiMn、耐热钢，如3Gr18Ni25Si2等。合金结构钢合金结构钢 如35CrMn2，40CrNiMoA(优质）低金结构钢低金结构钢 如12Mn弹簧钢弹簧钢 如60Si2MnA中碳钢0.6%C0.25%如45 高碳钢0.6%C 如60 钢第22页/共36页2.2.铸铁（含碳量大于2%的铁、碳合金）（1）灰铸铁 如HT100、HT3

9、00,良好的铸造性、切削加工性、耐磨性、减振性，但抗拉强度低。（2）球墨铸铁 如QT400-18、QT500-7,强度和塑性比灰铸铁有 很大的提高，具有良好的耐磨性，但铸造性较差。（3）可锻铸铁 如KTH300-06,强度、塑性、韧性、耐磨性均 较高，能承受冲击振动,但生产周期长，成本较高。铸造大尺寸零件较困难。第23页/共36页3.有色金属（1）铜合金 黄铜 铜与锌的合金，含少量锰、铝等元素，如 ZCuZn38等。青铜 青铜以主加元素的不同又可分为锡青铜和铝青铜等，如 CuAl10Fe3、ZCuSn5PbZn5。青铜比黄铜有更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。（2）铝及铝合金 铝合金具有良好

10、的导热、导电性能，其导电性 能大约为铜的60%，但由于重量轻，在远距离输送 的电缆中常代替铜线。第24页/共36页二、非金属材料 1工程塑料 2橡胶 常用来制造轮胎、垫板、隔热板、传动带和减振零件等 3夹布胶木 常用来制造板材、电工元件，轻载无噪声齿轮和耐腐蚀元件等。4其他 陶瓷、皮革、木材、纸板等。第25页/共36页三、复合材料 通常由两种材料结合而成，可发挥材料各自的长处，克服各自固有的缺点。常见的复合材料有：（1）玻璃钢 玻璃和塑料结合而成。（2）硬质合金 陶瓷与金属粉末烧结在一起 而成。（3）硼铝复合材料 硼与铝合金结合而成。第26页/共36页四、钢的热处理简介热处理 将钢在固体状态下

11、进行不同温度的加热、保温和冷却的工艺方法叫热处理，目的是提高零件的力学性能和改善其工艺性能。1.退火2.正火3.淬火4.回火5.调质6.时效7.表面处理第27页/共36页第三节 机械的组成一、机器的组成二、机器的基本组成要素三、基本术语 第28页/共36页原动机：驱动机器完成预定功能的动力源工作机：完成机器预定功能的组成部分传动系统：传递运动和动力。有机械传动、电力传动和液力传动等。原动机 传动系统工作机 控制系统辅助系统（润滑、显示辅助系统（润滑、显示、照明等、照明等本课程只研究机械传动。一、机器的组成一、机器的组成1、机器的组成：第29页/共36页2、机器的基本组成要素：零件机器机构构件静

12、联接动联接与动力源组合第30页/共36页3 3、基本术语、基本术语（1）机械零件及部件机械零件及部件（2）构件构件（3）标准件标准件（4）运动副运动副第31页/共36页零件及部件零件及部件(elements&parts)#组成机器的基本制造单元称为机械零件。#为完成同一职能在结构上组合在一起，为完成同一职能在结构上组合在一起，协同工作的总成称为协同工作的总成称为机械部件。机械部件。第32页/共36页构件（components）组成机械的各相对运动实体称为构件，组成机械的各相对运动实体称为构件，构件为机械中的运动单元。构件为机械中的运动单元。第33页/共36页标准件（sdandard parts）经过优选、简化、统一、并给以标准经过优选、简化、统一、并给以标准代号的零件和部件称为标准零、部件。代号的零件和部件称为标准零、部件。第34页/共36页运动副（运动副（kinematic pair）俩个构件之间直接接触，又有一定相对俩个构件之间直接接触，又有一定相对运动的活动联接称为运动副。运动的活动联接称为运动副。第35页/共36页感谢您的观看。第36页/共36页