第1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論

1、第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1.1.機(jī)械設(shè)計(jì)教程機(jī)械設(shè)計(jì)教程（第（第2 2版）版） 劉瑩等主編劉瑩等主編 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 2.2.機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì) （修訂版）（修訂版） 譚慶昌等主編譚慶昌等主編 高等教育出版社高等教育出版社 3.3.機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)（第（第2 2版）版） 高等教育出版社高等教育出版社 清華大學(xué)精密儀器與清華大學(xué)精密儀器與 機(jī)械學(xué)系設(shè)計(jì)工程研究所主編機(jī)械學(xué)系設(shè)計(jì)工程研究所主編 參考書參考書 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-11-1引言引言第第1 1章章 機(jī)械設(shè)計(jì)概論機(jī)械設(shè)計(jì)概論 機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國家現(xiàn)代化建設(shè)

2、水平國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的重要標(biāo)志。的重要標(biāo)志。 機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的 重任。重任。 大量地設(shè)計(jì)制造和廣泛采用各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大促進(jìn)國大量地設(shè)計(jì)制造和廣泛采用各種先進(jìn)的機(jī)器，可大大促進(jìn)國 民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的現(xiàn)代化建設(shè)。 人類社會(huì)的進(jìn)步源于不斷地創(chuàng)新，產(chǎn)品的創(chuàng)新首先是從設(shè)計(jì)人類社會(huì)的進(jìn)步源于不斷地創(chuàng)新，產(chǎn)品的創(chuàng)新首先是從設(shè)計(jì) 工作開始的。工作開始的。 設(shè)計(jì)是生產(chǎn)產(chǎn)品的第一道工序，要想生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，首先要設(shè)計(jì)是生產(chǎn)產(chǎn)品的第一道工序，要想生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，首

3、先要 有好的設(shè)計(jì)。有好的設(shè)計(jì)。 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的“靈魂靈魂”。 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-11-1引言引言1-1 1-1 機(jī)械設(shè)計(jì)概論機(jī)械設(shè)計(jì)概論 機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語 機(jī)器：機(jī)器：具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換或做機(jī)械功具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換或做機(jī)械功 的人為組合體。的人為組合體。例：汽車、機(jī)床例：汽車、機(jī)床 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 本課程的性質(zhì)和內(nèi)容本課程的性質(zhì)和內(nèi)容 潤(rùn)滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng)潤(rùn)滑、顯示、照明等輔助系統(tǒng) u機(jī)器的組成機(jī)器的組成 原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 控

4、制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 傳動(dòng)裝置：傳動(dòng)裝置：在原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間傳遞運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)方式在原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間傳遞運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)方式 的裝置。機(jī)械傳動(dòng)裝置是本課程研究的主要內(nèi)容之一。的裝置。機(jī)械傳動(dòng)裝置是本課程研究的主要內(nèi)容之一。 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-11-1引言引言 機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語 機(jī)械零件：組成機(jī)械的最基本的制造單元。機(jī)械零件：組成機(jī)械的最基本的制造單元。 例：齒輪、彈簧例：齒輪、彈簧 通用零件、專用零件通用零件、專用零件 部件：為實(shí)現(xiàn)某一功能將一些零件組合的一個(gè)整體。部件：為實(shí)現(xiàn)某一功能將一些零件組合的一個(gè)整體。 例：減速箱、軸承例：減速箱、

5、軸承 1-1 1-1 機(jī)械設(shè)計(jì)概論機(jī)械設(shè)計(jì)概論 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-11-1引言引言 機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語 機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)：具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的人為組合體。具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的人為組合體。 例：凸輪、連桿、齒輪機(jī)構(gòu)例：凸輪、連桿、齒輪機(jī)構(gòu) 1-1 1-1 機(jī)械設(shè)計(jì)概論機(jī)械設(shè)計(jì)概論 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-11-1引言引言 機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語機(jī)械設(shè)計(jì)的幾個(gè)專有術(shù)語 機(jī)械：機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。 1-1 1-1 機(jī)械設(shè)計(jì)概論機(jī)械設(shè)計(jì)概論 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-31-3本課程的性質(zhì)和內(nèi)容和特

6、點(diǎn)本課程的性質(zhì)和內(nèi)容和特點(diǎn) 1-2 1-2 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點(diǎn)本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和特點(diǎn) 研究機(jī)械裝置和通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)問題。是機(jī)械類專研究機(jī)械裝置和通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)問題。是機(jī)械類專 業(yè)的一門非常重要的主干課。目的是業(yè)的一門非常重要的主干課。目的是培養(yǎng)同學(xué)們具有一定培養(yǎng)同學(xué)們具有一定 機(jī)械裝置和典型機(jī)械零件的設(shè)計(jì)能力。機(jī)械裝置和典型機(jī)械零件的設(shè)計(jì)能力。 各類常用通用零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。各類常用通用零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 各類機(jī)械傳動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。各類機(jī)械傳動(dòng)裝置或機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 一、本課程的性質(zhì)一、本課程的性質(zhì) 二、本課程的內(nèi)容二、本課程的內(nèi)容 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)

7、計(jì)概論 u本課程具體內(nèi)容本課程具體內(nèi)容 總論：總論：介紹機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念及一般程序；機(jī)械及零件設(shè)計(jì)介紹機(jī)械設(shè)計(jì)的基本概念及一般程序；機(jī)械及零件設(shè)計(jì) 的基本要求；機(jī)械零件的強(qiáng)度、摩擦及潤(rùn)滑、常用材料的基本要求；機(jī)械零件的強(qiáng)度、摩擦及潤(rùn)滑、常用材料 和工藝性的基本知識(shí)。和工藝性的基本知識(shí)。 聯(lián)接：聯(lián)接：介紹螺紋聯(lián)接、鍵與花鍵聯(lián)接等的設(shè)計(jì)。介紹螺紋聯(lián)接、鍵與花鍵聯(lián)接等的設(shè)計(jì)。 傳動(dòng)：傳動(dòng)：介紹帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)及傳動(dòng)介紹帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)及傳動(dòng) 裝置的設(shè)計(jì)。裝置的設(shè)計(jì)。 軸系零件：軸系零件：介紹軸、軸承、聯(lián)軸器和離合器及軸系零件的介紹軸、軸承、聯(lián)軸器和離合器及軸系零

8、件的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 其他零件：其他零件：介紹彈簧、機(jī)架零件的設(shè)計(jì)。介紹彈簧、機(jī)架零件的設(shè)計(jì)。 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 三、本課程的特點(diǎn)三、本課程的特點(diǎn) 涉及面廣涉及面廣 關(guān)系多關(guān)系多 與諸多先修課關(guān)系密切。與諸多先修課關(guān)系密切。 要求多要求多 設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器或零件時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器或零件時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、 耐磨性、工藝、等各方面的要求。耐磨性、工藝、等各方面的要求。 門類多門類多 典型的通用零件多、類型多；各類零件，設(shè)計(jì)方法典型的通用零件多、類型多；各類零件，設(shè)計(jì)方法 各有不同。各有不同。 公式多公式多 除了定義式以外，對(duì)于大多數(shù)公式著重于公式的

9、應(yīng)除了定義式以外，對(duì)于大多數(shù)公式著重于公式的應(yīng) 用，不強(qiáng)調(diào)公式的推導(dǎo)。用，不強(qiáng)調(diào)公式的推導(dǎo)。 圖表多圖表多 要求能看懂、會(huì)用，了解適用的范圍和變化趨勢(shì)。要求能看懂、會(huì)用，了解適用的范圍和變化趨勢(shì)。 本課程的特點(diǎn)本課程的特點(diǎn) 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 三、本課程的特點(diǎn)三、本課程的特點(diǎn) 本課程的特點(diǎn)本課程的特點(diǎn) 實(shí)踐性強(qiáng)實(shí)踐性強(qiáng)不僅要掌握機(jī)械設(shè)計(jì)理論，還要多聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)不僅要掌握機(jī)械設(shè)計(jì)理論，還要多聯(lián)系生產(chǎn)實(shí) 際，提高工程意識(shí)。際，提高工程意識(shí)。 設(shè)計(jì)工作繁雜設(shè)計(jì)工作繁雜設(shè)計(jì)參數(shù)、圖表等繁多，但工作必須詳盡，設(shè)計(jì)參數(shù)、圖表等繁多，但工作必須詳盡， 細(xì)小的疏忽也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故細(xì)小的疏忽也

10、會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。 設(shè)計(jì)問題無統(tǒng)一答案設(shè)計(jì)問題無統(tǒng)一答案更多地談?wù)撜l設(shè)計(jì)得更好，要注意發(fā)更多地談?wù)撜l設(shè)計(jì)得更好，要注意發(fā) 展求異思維。展求異思維。 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 四、幾個(gè)注意的問題四、幾個(gè)注意的問題 著重學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)參數(shù)的著重學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇。合理選擇。 除了理論分析和計(jì)算以外，更應(yīng)除了理論分析和計(jì)算以外，更應(yīng)重視零件結(jié)構(gòu)重視零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)絕非只是計(jì)算。設(shè)計(jì)絕非只是計(jì)算。 性能要求與性能要求與經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 永遠(yuǎn)是一對(duì)矛盾，應(yīng)學(xué)會(huì)合理地解決這一對(duì)矛盾。永遠(yuǎn)是一對(duì)矛盾，應(yīng)學(xué)會(huì)合理地解決這一對(duì)矛盾。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)經(jīng)

11、驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì) 二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。二者均重要，前者是后者的基礎(chǔ)。 注意的問題注意的問題 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-3 1-3 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)程序機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)程序 一、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般要求一、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般要求 滿足設(shè)計(jì)條件，具有預(yù)定的功能（滿足使用要求）滿足設(shè)計(jì)條件，具有預(yù)定的功能（滿足使用要求） 滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性及使用壽命等方面的工作要求；工作可靠。滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性及使用壽命等方面的工作要求；工作可靠。 滿足性價(jià)比高等經(jīng)濟(jì)性要求滿足性價(jià)比高等經(jīng)濟(jì)性要求 滿足外觀美、安全、環(huán)保等其它方面的要求滿足外觀美、安全、環(huán)保等其它方面的要求

12、第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 二、設(shè)計(jì)方法二、設(shè)計(jì)方法 外推式設(shè)計(jì)：外推式設(shè)計(jì)：雖也有部分經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但外推部分處于雖也有部分經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但外推部分處于 未知領(lǐng)域，必須慎重對(duì)待。未知領(lǐng)域，必須慎重對(duì)待。 1-3 1-3 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)程序機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)程序 內(nèi)插式設(shè)計(jì)：內(nèi)插式設(shè)計(jì)：在兩個(gè)現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案中借助已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和在兩個(gè)現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案中借助已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和 設(shè)計(jì)方法內(nèi)插所需設(shè)計(jì)內(nèi)容。這時(shí)一般機(jī)器常用設(shè)計(jì)方法內(nèi)插所需設(shè)計(jì)內(nèi)容。這時(shí)一般機(jī)器常用 的設(shè)計(jì)方法。比如，類比設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)。的設(shè)計(jì)方法。比如，類比設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)。 開發(fā)性設(shè)計(jì)：開發(fā)性設(shè)計(jì)：應(yīng)用新原理、新

13、技術(shù)設(shè)計(jì)新型技術(shù)裝備的工應(yīng)用新原理、新技術(shù)設(shè)計(jì)新型技術(shù)裝備的工 作稱為開發(fā)性設(shè)計(jì)。功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是作稱為開發(fā)性設(shè)計(jì)。功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是 開發(fā)性設(shè)計(jì)的核心。開發(fā)性設(shè)計(jì)的核心。 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 明確設(shè)計(jì)要求明確設(shè)計(jì)要求提出設(shè)計(jì)方案提出設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成施工圖繪制完成施工圖繪制試制、鑒定試制、鑒定產(chǎn)品定型產(chǎn)品定型 三、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程三、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程 1-3 1-3 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)程序機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)程序 建立設(shè)計(jì)條件建立設(shè)計(jì)條件 進(jìn)行失效原因分析并建立強(qiáng)度等設(shè)計(jì)條件進(jìn)行失效原因分析并建立強(qiáng)度等設(shè)計(jì)條件 由工作條件等

14、選材料由工作條件等選材料進(jìn)行受力分析及力大小計(jì)算分析進(jìn)行受力分析及力大小計(jì)算分析 得出設(shè)計(jì)公式得出設(shè)計(jì)公式 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 技術(shù)評(píng)價(jià)技術(shù)評(píng)價(jià) 滿分和各技術(shù)性能指標(biāo)評(píng)定的 總分各技術(shù)性能指標(biāo)評(píng)定的 技術(shù)價(jià)值 max P P x H H H H y 7 . 0 1 實(shí)際制造費(fèi)用 理想的制造費(fèi)用 經(jīng)濟(jì)價(jià)值 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)：經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)： 結(jié)論結(jié)論 工程上工程上x=0.8，y=0.7即可。即可。 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-41-4 設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì) 責(zé)任心、創(chuàng)新和不斷學(xué)習(xí)、不怕困難。責(zé)任心、創(chuàng)新和不斷學(xué)習(xí)、

15、不怕困難。 知識(shí)結(jié)構(gòu)：知識(shí)結(jié)構(gòu)： 機(jī)械原理：機(jī)械原理：方案設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和受力分析（機(jī)構(gòu)學(xué)）方案設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和受力分析（機(jī)構(gòu)學(xué)） 機(jī)械設(shè)計(jì)：機(jī)械設(shè)計(jì)：選擇零部件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（機(jī)械零件選擇零部件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（機(jī)械零件 ） 工程材料：工程材料：合理選擇材料和熱處理方法合理選擇材料和熱處理方法 制造基礎(chǔ)：制造基礎(chǔ)：合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，滿足工藝要求合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，滿足工藝要求 互換性原理：互換性原理：零、部件的精度設(shè)計(jì)零、部件的精度設(shè)計(jì) 機(jī)械制圖：機(jī)械制圖：設(shè)計(jì)方案的表達(dá)設(shè)計(jì)方案的表達(dá) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)： （專業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)）（專業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)） 第第1 1章機(jī)械設(shè)計(jì)概論章機(jī)械設(shè)計(jì)概論 1-5 1-5 機(jī)械設(shè)計(jì)的新方法與新知識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)的新方法與新知識(shí) 基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)理論 摩擦學(xué)、斷裂力學(xué)、彈性流體潤(rùn)滑理論摩擦學(xué)、斷裂力學(xué)、彈性流體潤(rùn)滑理論 設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)方法學(xué)（優(yōu)化、可靠性、創(chuàng)新設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)方法學(xué)（優(yōu)化、可靠性、創(chuàng)新設(shè)計(jì)） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 價(jià)值工程、造型設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)等價(jià)值工程、造型設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)等 計(jì)算機(jī)的引入計(jì)算機(jī)的引入 計(jì)算機(jī)輔