第一章绪论第二章机械设计概论

1第一篇机械设计总论

第一章绪论

一、引言二、本课程的性质、任务与研究对象三、本课程研究的内容、特点2一、引言1、机械工程是一门古老的学科

机械工程是一门古老的学科，它将人们从繁重的体力劳动中解放出来。在古代人类使用杠杆、滚子、绳轮等简单工具，后来逐渐发明了指南针、地动仪、纺织机和蒸汽机、内燃机、汽车等许多机械。经过18世纪第一次工业革命，以及当今世界以知识经济为特征的产业革命的推动，人类又发明了电子计算机、数控机床、人造卫星和火星探测仪等高新技术产品。32、机械工业在国民经济中起着重要作用机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。以机械科学与技术为基础的制造业是一个国家的支柱产业，是社会的财富，也是国家富强和国防稳固的基础。据报道，美国约60%的财富来源于制造业，日本约50%的国民生产总值是由制造业创造的。据统计，早在2009年，我国机械装备工业的销售额已经达到1.5万亿美元，超过了日本的1.2万亿美元和美国的1万亿美元，跃居世界第一。43、机械工业的主要任务

研究、设计和发展新的机械装备及仪器，以适应当前和将来的社会需要。

工程领域要求机械及其系统性能优良，以便提高能源、材料、劳动和设备的利用率，减少对环境的污染，提高安全性、可靠性和寿命；要求机械及其系统与电子技术相结合，提高自动化程度，提高生产线柔性，以便适应多品种、小批量、常变化的新生产方式。54、机械设计的地位与作用

4.1经济竞争归根结底是设计和制造能力竞争

工业化国家的财富60—80%是制造业创造的，制造是将科技转化为财富的最后环节各发达国家都非常重视制造业4.2竞争的焦点是设计成功的设计赢得了市场设计是科技成果转化为生产力的纽带设计是引进技术实现国产化的重要环节没有现代化设计就没有现代化产品64.3设计在生产中的地位设计是影响产品技术与经济指标的关键7二、本课程的性质、任务与研究对象1、课程的性质机械设计是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。在机械各类专业教学培养计划中是主干课程。本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面重视设计构思、创新意识和设计技能的培养。2、本课程的主要任务是·掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般机械的能力；

·初步具有一定机械系统方案优化及决策的能力与素质；

·培养创新意识，树立正确的设计思想；

·具有应用标准、规范、手册、图册及CAD软件等技术资料和实用软件的能力；·对机械设计的新发展有所了解。8三、本课程的内容、特点1、本课程的内容：

①总论：机械设计中带有共性的问题，有关设计的理论和原则；②联接零件：螺纹联接、键及花键联接等；③传动零件：带、链、齿轮、蜗杆传动等；④轴系部分：轴、轴承等；⑤其它部分：弹簧、箱体、变速器等。2、本课程的特点：①综合性强、②实践性强、③各章自成体系910本章的小结：机构简图的具体化11颚式破碎机自卸汽车12§2—1机器的组成

第二章机械设计总论润滑、显示、照明等辅助系统原动机传动装置执行机构控制系统13141516§2—2机械设计的基本要求及设计程序

一、机械设计的基本要求

1、用户对机器的要求a)对机器使用功能方面的要求b)对机器经济性的要求2、机器对机械零件设计的基本要求a)在预定工作期限内正常、可靠地工作，保证机器的各种功能b)要尽量降低零件的生产、制造成本17二、机械设计的一般程序计划阶段方案设计技术设计技术文件的编制试制、试验、鉴定、生产信息反馈、修改181）建立零件的受力模型，确定零件的计算载荷：

2）选择零件的类型与结构3）选择零件的材料4）按可能的失效形式确定零件的计算准则，并确定零件的基本尺寸，并进行标准化和圆整5）零件的结构设计6）绘制零件的工作图，并编写计算说明书

三、机械零件设计的一般步骤19机械零件设计的内容分析工作原理类型选择受力分析改进与发展结果分析与设计简化模型失效分析建立计算准则20§2—3机械零件的主要失效形式和计算准则

一、机械零件的失效形式

失效——零件丧失正常工作能力或达不到设计要求的性能失效形式：强度失效、刚度失效、磨损失效、振动、噪声失效、精度失效、可靠性失效。二、机械零件的计算准则

工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度

计算准则——以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则211、强度准则

2、刚度准则

零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力

零件在载荷作用下抵抗破坏的能力

y——可以是挠度、偏转角或扭转角

223、耐磨性准则

作相对运动的零件其工作表面抵抗磨损的能力

4、振动和噪声准则

5、热平衡准则

6、可靠性准则

系统、机器或零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。23：可靠度——表示零件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率

N个相同零件在同样条件下同时工作，在规定的时间内有Nf个失效，剩下Nt个仍继续工作，则：

不可靠度（失效概率）：

n个零件组成的串联系统，单个零件的可靠度:R1、R2

、

…Rn，则系统的可靠度为：Rf=R1×R2×…×Rn；2425§2—4机械零件常用的材料及其选择原则

一、机械零件的常用材料

1、黑色金属

铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁铸钢——铸造性比铸铁差。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差碳钢与合金钢——应用最广泛2、有色金属a)铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近b)铜合金——黄铜：Cu与Zn合金青铜：Cu与Sn的合金无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。263、非金属材料塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体陶瓷——硬度高、耐磨性好、耐高温橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件4、复合材料——取长补短、“表里不一”二、机械零件材料选用的原则

1、使用要求2、工艺要求3、经济性要求271、合理选择毛坯的种类2、零件的结构要简单合理3、规定合理的制造精度和表面粗糙度4、树立标准意识，了解、自觉使用国家标准。§2—5机械零件设计中的结构工艺性和标准化

将零件的形式、规格、试验方法、质量鉴定、及标号等标准化，在机械制造中有着重大的意义。零件标准化后，就可能用先进的工艺方法在专业化的工厂进行大批量的生产。既提高了零件的质量又降低了成本，同时也提高了设