第1章机械设计概论

机械设计主讲：翟晓庆联系方式：[e-mail]13655330910（办公室:新实验楼南楼516）64学时:1、3个实验（6学时）2、课程设计（2－3周）3、作业考试课(闭卷）机械设计机械设计课程是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程主要介绍通用机械零件的一般设计计算方法。通过本课程的学习，要学会机械设计的方法，如机械工作能力的分析与计算、机械结构的设计等。第1章机械设计概论基本要求主要内容1）、通用机械零部件的设计计算；2）、综合运用本课程和其他先修课程的知识，设计机械传动装置和一般机械。1.1．性质及特点机械类主干课技术基础课必修课桥梁过渡承前启后1.性质理论性课程设计性课程基础课专业课机器(machine)机构(mechanism)2）机械零件（零件）2.基本概念（terms）1）机械－组成机器的不可拆的基本单元.－执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料或信息。－实现预期机械运动的各构件的基本结合。3）部件结构上组合在一起并协同工作的零件。比如：联轴器、轴承、减速器。机械零件常用来泛指零件和部件。零件通用零件专用零件2.基本概念非标准件标准件零件各种机器中普遍使用的零件成为通用零件。只在一定类型的机器中使用的零件成为专用零件。普通工作条件（温度、湿度、压力）下一般参数的通用零部件的设计。本课程研究内容：3.本书的内容其他轴系零件部分传动部分联接部分总论部分1）主要内容概论螺纹联接轴毂联接带传动齿轮传动蜗杆传动链传动轴滑动轴承滚动轴承联轴器和离合器机械设计原动机部分传动部分执行部分控制部分辅助部分机器的组成从装配关系上看各部分内容间的联系：齿轮带轮联轴器轴承轴承键轴轴过盈过盈卷筒2)内容间的联系1)关系多；2）门类多；3）公式多；4）图形多；5）表格多；6）要求多。虽繁杂、零碎但不抽象，各零、部件均有实物，学习时要善于分析比较，理论联系实际，找出部分间的联系（共性、个性），不要把各部分内容孤立起来。否则会感到内容杂乱无章。4.本课程特点内容较分散、零碎、系统性、逻辑性差表现为：六个多5.学习方法建议1）学习态度：调整心态，自主学习2）认清“过渡”从装配关系、功能和相互影响找联系（关联），从设计理论、设计方法找共性和个性。3）找相关联的共性和个性，总结普遍规律；一般先介绍类型、构造、功能、材料、标准等基本知识工作情况、载荷分析、失效形式设计准则、方法、步骤等顺序：4）明确：计算设计5）作业6）注重复习巩固；理论联系实际2）具有运用标准、手册、图册和查阅有关资料的能力，综合运用所学知识，设计出合用的零部件及简单机器。充分利用图书馆和互联网，培养独立学习和研究的本领互联网也是一个巨大的资源库，可以借助搜索引擎在网上查找各类信息。1）掌握通用零件的设计原理、设计方法及一般设计规范，具有设计传动装置和一般机械能力。设计、计算是本课程的基本教学内容，但最终目的是综合运用知识，设计机械传动装置和一般机械。6.任务课题名称：带式运输机传动装置设计已知条件：电源：380/220V，工作年限：10年，工作班制：两班。运输机单向运转，工作有较小冲击。1－电机2－带传动3－减速器4－联轴器5－滚筒6－传送带1.2设计机器的一般程序设计阶段是决定机器好坏的关键。阶段工作步骤阶段目标计划提出任务调查研究和分析－明确机器的功能－提出约束条件确定任务要求设计任务书方案设计（对设计的成败起关键作用）机器功能分析提出可能的解决方案―多个解讨论：执行部分方案－传动部分－原动部分评价：决策——选定方案提出原理性的设计方案－原理图或机构运动简图技术设计明确构形要求选材，决定尺寸评价决策——确定结构形状和尺寸总体设计部件设计零件设计总装草图和部装草图，总装图、部装图和零件图技术文件编制编制技术文件设计计算说明书、使用说明书和其他技术文件1.3机械零件设计概述1.机器及零件应满足的要求1)分析零件受力，画受力简图；机器应满足的要求：零件应满足的要求：工作可靠成本低使用功能要求；经济性；劳动保护和环境保护要求；可靠性要求等2.零件的一般设计步骤：2)计算作用于零件的载荷),,(TPF4)根据计算准则，确定零件的主要尺寸（有些须圆整或标准化）3)合理选材5）绘制零件工作图。尺寸、公差、粗糙度、技术要求。名义载荷计算载荷计算载荷＝载荷系数K•名义载荷条件性计算：3.设计计算和校核计算设计计算：校核计算：合理的简化计算。当问题过于复杂或其内在规律还没有完全被掌握时，根据充分掌握的试验数据做合理的假设简化。计算虽然不够精确，但在公式的使用条件范围内具有一定的可靠度。如：轴承寿命可靠度R=90%。4.传统设计方法和现代设计方法传统设计方法现代设计定义以经验总结为基础，用经验公式、近似系数或类比等方法设计。用新兴设计理论和方法进行设计。相关知识机械制图、理论力学、材料力学、弹性力学、公差、机械原理、材料及热处理、工艺等。优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元、摩擦学设计等。特征静态分析、近似计算、经验设计、人工劳动。动态分析、精确计算、优化设计、CAD设计。现代设计方法是由传统设计方法发展而来的，利用新的设计理论和手段（计算机）来弥补传统设计的不足，他不能完全取代传统设计方法，因为现代设计方法离不开传统设计方法。1.明确本课程的内容、性质、特点以及相应的学习方法，对整个课程有一个大致的了解。基本要求：2.了解机械零件设计的基本步骤，弄清零件设计在机械设计中的地位。3.了解机械设计的基本原则和设计程序。减速器机器人化摊铺机任何机器都是由零件组合而成的。蒸汽机车内燃机车电力机车高速列车磁浮列车部件：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件。如：滚动轴承、螺栓等。