第1章機械設計概論機械設計1.機械1.0概述機器是執行機械運動的安裝，用來變換或傳送能量、物料和信息。組成機器的根本單元：機構——運動單元→機械原理零件——制造單元→機械設計√部件——為完成同一使命在構造上組合在一同〔可拆或不可拆〕并協同任務的零件√機械系統：由許多機器、安裝、監控儀器等組成的大型工程系統，或由零件、部件等組成的機器〔甚至機器中的部分〕都可以看成一個機械系統。原動機傳動部分執行機構機器的組成:輔助系統：光滑顯示照明等控制系統設計是為滿足某一特定要求而進展的發明過程2.設計機械設計：機械設計可以是運用新的原理或新的概念，開發發明新的機器，也可以是在已有機器的根底上，重新設計或作部分的改革。設計范疇:提高機器的任務才干，合并或簡化機器構造，增多或減少機器的功能，提高機器效率，降低機器能耗，變卦機器零件，改用新資料等?！鶛C械設計是影響機械產品性能、質量和本錢的主要要素。1.1課程的性質和義務機械零件通用零件公用零件傳動件聯接件支承件其它—齒輪、蝸桿、帶、鏈—螺栓、鍵、花鍵—軸、軸承—聯軸器、彈簧、機架—水輪機葉片、活塞、曲軸1.1.1課程的研討對象1.1.2課程的研討內容本課程主要引見普通任務條件下普通參數的通用零部件的選用或設計。討論機械零部件的設計方法，如零部件的任務才干、參數計算、構造設計、加工工藝等。1.1.3課程的性質——設計性技術根底課，綜合性強根底課機械設計專業課1.1.4學習要求1.掌握通用零部件的設計方法和步驟;2.初步具備設計機械傳動安裝及簡單機械的才干；3.能在設計中運用各種技術資料〔規范、規范、手冊〕。1.1.5學習方法1〕掌握零件設計時的共性任務原理、構造、類型、運用場所受力分析、失效方式設計準那么、設計計算2〕不死記公式，了解并掌握根本概念著眼于分析問題和處理問題才干的培育3〕掌握機械設計的特點解的不獨一性和設計過程的反復性1.2根本原那么和設計程序1.2.1設計機器時應滿足的要求1〕運用功能要求；2〕經濟性要求；3〕勞動維護要求；4〕可靠性要求；5〕其他特殊要求。1.2.2設計方法1〕內插式設計2〕外推式設計3〕開發性設計1.2.3設計程序1.調查決策階段調查研討開發方案書2.研討設計階段實驗研討技術設計3.試制階段樣機試制樣機實驗技術經濟評價4.投產銷售階段消費設計小批試制正式投產銷售效力新產品從提出義務到投放市場的全部程序要經過四個階段：2〕經濟方面——設計、制造、運用1.評價內容2.提高技術經濟價值的四個方面1〕簡化設計：減少零件數、提高三化程度1.2.4技術經濟評價2〕采用廉價資料3〕改善毛坯、零件加工、裝配等工藝性，合理選擇精度4〕改善消費運營管理制度1〕技術方面評價——技術可行性1.3機械零件設計概述1.3.1設計機械零件的根本要求1.滿足功能要求，可以精確實現預定的功能；2.任務可靠—在預定的任務期限內不能失效；3.本錢低廉〔工藝性好，質量小，經濟性好〕。失效—喪失任務才干或達不到設計要求的性能，不僅僅指 破壞。主要有：—斷裂。如軸、齒輪輪齒發生斷裂—外表點蝕。任務外表片狀剝落—塑性變形。零件發生永久性變形—過大彈性變形—過度磨損—過大振動和噪聲、過熱等強度問題剛度問題耐磨性問題振動穩定性問題任務才干—不失效條件下零件的平安任務限制。這個限制通常是以零件接受載荷的大小來表示，所以又常稱為“承載才干〞50kN吊鉤最大起分量——50kN任務才干或承載才干——50kN1.3.2承載才干斷定條件同一零件能夠發生各種不同方式的失效Fn軸能夠的失效方式：斷裂、過大彈性變形、塑性變形、共振強度條件： 任務應力≤許用應力 σ≤[σ]或τ≤[τ]或σH≤[σH]剛度條件：實踐變形量≤許用變形量y≤[y]、θ≤[θ]、φ≤[φ]1.3.3機械零件的設計步驟3.選擇資料4.根據失效方式選用斷定條件，設計出零件的主要參數5.繪制零件任務圖受力分析1.擬訂零件的設計簡圖2.確定載荷的大小及位置類比設計與已有的同類產品進展比較來設計新產品。閱歷設計根據實際中歸納出的閱歷公式和閱歷數據進展設計。模型實驗設計用于大型、復雜零件的設計。1.3.4機械零件的設計方法傳統設計方法：強度條件〔或剛度〕設計計算尺寸尺寸校核計算強度條件〔或剛度〕實際設計〔半閱歷設計〕現代設計方法：優化設計對工程實踐問題進展籠統，建立數學模型，用優化方法求解，得