機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第1章緒論

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第1章緒論匯報(bào)人：AA2024-01-17目錄contents機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇機(jī)械設(shè)計(jì)中的力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)中的摩擦、磨損與潤(rùn)滑機(jī)械設(shè)計(jì)中的精度與公差配合01機(jī)械設(shè)計(jì)概述定義機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過(guò)程。重要性機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要因素。機(jī)械設(shè)計(jì)的定義與重要性機(jī)械設(shè)計(jì)的歷史可以追溯到古代，如中國(guó)的指南車、記里鼓車等都是機(jī)械設(shè)計(jì)的杰作。隨著工業(yè)革命的興起，機(jī)械設(shè)計(jì)得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的設(shè)計(jì)理念和制造技術(shù)。歷史現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)綜合性的學(xué)科，涵蓋了力學(xué)、材料學(xué)、熱力學(xué)、控制學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)也逐漸實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化和智能化。發(fā)展機(jī)械設(shè)計(jì)的歷史與發(fā)展功能需求原則可靠性原則經(jīng)濟(jì)性原則創(chuàng)新性原則機(jī)械設(shè)計(jì)的基本原則01020304機(jī)械設(shè)計(jì)必須滿足預(yù)定的功能需求，這是設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。機(jī)械設(shè)計(jì)必須保證所設(shè)計(jì)的機(jī)械在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定功能的能力。機(jī)械設(shè)計(jì)必須考慮制造成本和使用成本，力求以最低的成本實(shí)現(xiàn)所需的功能。機(jī)械設(shè)計(jì)必須追求創(chuàng)新，探索新的設(shè)計(jì)理念和制造技術(shù)，以提高機(jī)械的性能和降低成本。02機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，包括產(chǎn)品功能、性能、成本、可靠性等要求。設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)約束設(shè)計(jì)方法考慮設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種限制條件，如材料、制造工藝、環(huán)境等。選擇合適的設(shè)計(jì)方法，如創(chuàng)新設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等。030201機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要素概念設(shè)計(jì)進(jìn)行產(chǎn)品功能原理設(shè)計(jì)，提出多種設(shè)計(jì)方案。需求分析分析用戶需求和市場(chǎng)趨勢(shì)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和目標(biāo)。詳細(xì)設(shè)計(jì)對(duì)選定方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)、材料、工藝等方面。制造與試驗(yàn)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制造樣機(jī)，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。仿真分析利用仿真技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能評(píng)估和優(yōu)化。機(jī)械設(shè)計(jì)的基本流程應(yīng)力單位面積上的內(nèi)力，表示材料內(nèi)部抵抗變形的能力。載荷作用在機(jī)械零件或機(jī)構(gòu)上的外力，包括靜載荷和動(dòng)載荷。機(jī)器由一個(gè)或若干個(gè)機(jī)構(gòu)組成，用來(lái)完成特定功能的裝置，如汽車、機(jī)床等。機(jī)械零件組成機(jī)器的不可拆基本單元，如軸、齒輪、軸承等。機(jī)構(gòu)由兩個(gè)或兩個(gè)以上構(gòu)件通過(guò)活動(dòng)聯(lián)接形成的構(gòu)件系統(tǒng)，如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。機(jī)械設(shè)計(jì)中的常用術(shù)語(yǔ)和概念03機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇物理性質(zhì)：包括密度、熔點(diǎn)、熱膨脹系數(shù)等，影響機(jī)械零件的熱穩(wěn)定性和耐磨性?；瘜W(xué)性質(zhì)：如耐腐蝕性、抗氧化性等，決定材料在特定環(huán)境下的穩(wěn)定性和壽命。力學(xué)性能：如強(qiáng)度、硬度、韌性等，決定材料在受力時(shí)的表現(xiàn)和耐久性。分類：材料可分為金屬、非金屬和復(fù)合材料三大類。金屬材料如鋼、鐵、鋁等具有優(yōu)良的力學(xué)性能和加工性能；非金屬材料如塑料、橡膠等具有輕質(zhì)、耐腐蝕等特點(diǎn)；復(fù)合材料則綜合了多種材料的優(yōu)點(diǎn)，具有更高的性能。材料的基本性質(zhì)與分類經(jīng)濟(jì)性原則在滿足使用性能和工藝性能的前提下，盡量選擇價(jià)格合理、來(lái)源廣泛的材料。使用性能原則根據(jù)零件的使用要求選擇材料，如強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性等。工藝性能原則考慮材料的加工性能，如鑄造性、鍛造性、焊接性等，以確保生產(chǎn)的可行性和經(jīng)濟(jì)性。環(huán)境因素原則考慮材料對(duì)環(huán)境的影響，如環(huán)保性、可回收性等，以適應(yīng)綠色制造的要求。材料選擇方法通過(guò)對(duì)比分析不同材料的性能、成本和環(huán)保性等因素，綜合評(píng)估后選擇最合適的材料。材料選擇的原則與方法具有高強(qiáng)度、良好的韌性和耐磨性，廣泛應(yīng)用于制造各種機(jī)械零件和構(gòu)件。鋼鐵具有高彈性、耐磨性、耐油性和耐水性等特點(diǎn)，常用于制造密封件、減震件等。橡膠密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好，適用于制造輕量化零件和需要良好耐腐蝕性的場(chǎng)合。鋁合金具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，常用于制造電器元件和需要良好導(dǎo)電性能的零件。銅合金具有輕質(zhì)、耐腐蝕、易加工等特點(diǎn)，適用于制造形狀復(fù)雜、要求輕量化的零件和構(gòu)件。塑料0201030405常用工程材料的特性與應(yīng)用04機(jī)械設(shè)計(jì)中的力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)基本概念闡述力、力矩、力偶等基本概念，以及靜力學(xué)公理和約束類型。受力分析介紹物體受力分析的方法和步驟，包括受力圖、二力構(gòu)件、三力平衡等。平面力系討論平面匯交力系、平面平行力系、平面一般力系的簡(jiǎn)化與平衡問題。靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)剛體的基本運(yùn)動(dòng)介紹剛體的平移、定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和平面運(yùn)動(dòng)，以及這些運(yùn)動(dòng)的基本特征和描述方法。點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)闡述點(diǎn)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系，以及速度合成定理和加速度合成定理。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度，以及點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和性質(zhì)。運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)03達(dá)朗貝爾原理闡述達(dá)朗貝爾原理及其在工程中的應(yīng)用，包括靜平衡和動(dòng)平衡問題的分析方法。01動(dòng)力學(xué)基本定律介紹牛頓三定律、動(dòng)量定理和動(dòng)量矩定理等動(dòng)力學(xué)基本定律。02質(zhì)點(diǎn)和剛體的動(dòng)力學(xué)研究質(zhì)點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)微分方程、動(dòng)量定理和動(dòng)量矩定理的應(yīng)用。動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)05機(jī)械設(shè)計(jì)中的摩擦、磨損與潤(rùn)滑123兩個(gè)相互接觸的物體在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。摩擦定義粘著磨損、磨粒磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損等。磨損類型材料性質(zhì)、表面粗糙度、溫度、濕度和潤(rùn)滑劑等。影響因素摩擦與磨損概述潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂和固體潤(rùn)滑劑等。潤(rùn)滑劑種類根據(jù)摩擦副的工作條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行選擇。選用原則良好的潤(rùn)滑性能、抗磨性能、抗氧化安定性、防腐性和清潔分散性等。性能要求潤(rùn)滑劑的種類與選用鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑鏈傳動(dòng)多采用油浴或噴油潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括選擇合適的鏈條油和確定油池的大小和位置等。軸承的潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承多采用油潤(rùn)滑或脂潤(rùn)滑，滑動(dòng)軸承多采用油潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括選擇合適的潤(rùn)滑劑、確定潤(rùn)滑劑的供給方式和控制合適的潤(rùn)滑劑量等。齒輪的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)多采用噴油或浸油潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括選擇合適的齒輪油、確定齒輪油的粘度等級(jí)和油量，以及保證齒輪箱密封良好等。導(dǎo)軌的潤(rùn)滑導(dǎo)軌多采用油潤(rùn)滑或脂潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括選擇合適的導(dǎo)軌油和刮油板，以及保證導(dǎo)軌面的加工精度和表面粗糙度等。典型機(jī)械零件的潤(rùn)滑方式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)06機(jī)械設(shè)計(jì)中的精度與公差配合精度反映實(shí)際要素對(duì)理想要素接近程度的量，包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。公差允許實(shí)際要素變動(dòng)的量，用于限制誤差，保證產(chǎn)品的互換性和使用性能。配合基本尺寸相同的、相互結(jié)合的孔和軸公差帶之間的關(guān)系，分為間隙配合、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合。精度與公差配合的基本概念極限尺寸允許尺寸變化的兩個(gè)界限值，分為最大極限尺寸和最小極限尺寸?；酒钣靡源_定公差帶相對(duì)于零線位置的上偏差或下偏差，一般為靠近零線的那個(gè)偏差。尺寸公差允許尺寸的變動(dòng)量，等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之差的絕對(duì)值。尺寸精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，影響零件的耐磨性、配合性質(zhì)的穩(wěn)定性、零件的疲勞強(qiáng)度等。表面粗糙度輪廓算術(shù)平均偏差Ra、微觀不平度十點(diǎn)高度Rz等，用于定量描述表面粗糙度。表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)根據(jù)零件的使用要求、加工的經(jīng)濟(jì)性和加工的可能性等因素綜合考慮。表面粗糙度的選擇表面粗糙度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)單