《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)教案》課件

《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》課件歡迎來(lái)到《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》課件！本課程將帶您深入了解機(jī)械設(shè)計(jì)的核心原理，并為您提供實(shí)用的設(shè)計(jì)方法和案例分析。by課程簡(jiǎn)介課程目標(biāo)掌握機(jī)械原理與設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。適用對(duì)象本課程適用于機(jī)械工程專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，旨在為他們提供扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。課程目標(biāo)掌握機(jī)械原理了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，理解各種機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理。學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方法掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)方案的制定和優(yōu)化。培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中運(yùn)用創(chuàng)新思維，提出新的機(jī)械設(shè)計(jì)方案，提升其設(shè)計(jì)能力。主要內(nèi)容1機(jī)械構(gòu)件包括軸、軸承、齒輪、聯(lián)接、彈性元件等。2機(jī)械傳動(dòng)包括鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)等。3機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程包括設(shè)計(jì)需求分析、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、圖紙繪制等。4工程材料選擇針對(duì)不同工況選擇合適的材料，并進(jìn)行材料性能分析。機(jī)械構(gòu)件的基本概念機(jī)械構(gòu)件機(jī)械的組成部分，如軸、軸承、齒輪、聯(lián)接、彈性元件等。零件機(jī)械構(gòu)件的基本單元，經(jīng)過(guò)加工和裝配成為機(jī)械構(gòu)件。機(jī)構(gòu)由多個(gè)零件組成的具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組合，如連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等。機(jī)器由若干個(gè)機(jī)構(gòu)組成的用于完成特定作業(yè)的復(fù)雜系統(tǒng)，如機(jī)床、汽車等。機(jī)械零件的力學(xué)分析應(yīng)力分析分析零件在受力情況下產(chǎn)生的應(yīng)力分布，確定零件的強(qiáng)度和剛度。應(yīng)變分析分析零件在受力情況下產(chǎn)生的變形，確定零件的剛度和穩(wěn)定性。疲勞分析分析零件在交變載荷作用下的失效形式，保證零件的疲勞壽命。力與應(yīng)力1力物體之間的相互作用，具有大小和方向。2應(yīng)力物體內(nèi)部抵抗外力作用而產(chǎn)生的內(nèi)部力，單位面積上的力。3強(qiáng)度材料抵抗破壞的能力，是衡量材料抵抗外力作用的能力。4剛度材料抵抗變形的能力，是衡量材料抵抗外力作用而產(chǎn)生變形的能力。正應(yīng)力和剪應(yīng)力正應(yīng)力作用于物體表面垂直方向的應(yīng)力，如拉伸應(yīng)力、壓縮應(yīng)力等。剪應(yīng)力作用于物體表面平行方向的應(yīng)力，如剪切應(yīng)力等。軸的設(shè)計(jì)1軸的材料選擇根據(jù)軸的工作條件選擇合適的材料，如碳鋼、合金鋼等。2軸的尺寸確定根據(jù)軸的受力情況和工作條件，確定軸的直徑和長(zhǎng)度。3軸的強(qiáng)度校核驗(yàn)證軸的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，防止軸發(fā)生斷裂或過(guò)度變形。軸承的選擇1軸承類型根據(jù)軸承的承載能力、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等因素選擇合適的軸承類型，如滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承等。2軸承尺寸根據(jù)軸的尺寸和工作條件，選擇合適的軸承尺寸，確保軸承與軸配合良好。3軸承壽命選擇壽命合適的軸承，確保軸承在使用過(guò)程中能夠滿足設(shè)計(jì)要求，避免過(guò)早失效。機(jī)械聯(lián)接焊接連接利用焊接材料將兩個(gè)或多個(gè)金屬零件連接在一起，形成牢固的連接。螺紋連接利用螺紋配合將兩個(gè)或多個(gè)零件連接在一起，形成可拆卸的連接。鍵和銷連接利用鍵和銷將軸和輪轂連接在一起，形成固定連接。焊接連接焊接類型包括電弧焊、氣焊、激光焊等，根據(jù)不同的焊接材料和焊接條件選擇合適的焊接方法。焊接工藝根據(jù)焊接材料、焊接位置、焊接強(qiáng)度等因素制定合理的焊接工藝，確保焊接質(zhì)量。螺紋連接1螺紋類型包括三角形螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋等，根據(jù)螺紋連接的用途和受力情況選擇合適的螺紋類型。2螺紋配合根據(jù)螺紋連接的強(qiáng)度要求和使用環(huán)境，選擇合適的螺紋配合，確保螺紋連接的可靠性。3螺紋緊固采用適當(dāng)?shù)木o固方法，保證螺紋連接的緊固程度，防止螺紋松動(dòng)或失效。鍵和銷的設(shè)計(jì)1鍵的材料選擇根據(jù)鍵的受力情況和工作環(huán)境，選擇合適的鍵的材料，如碳鋼、合金鋼等。2鍵的尺寸確定根據(jù)軸的直徑和輪轂的尺寸，確定鍵的尺寸，保證鍵與軸和輪轂的配合良好。3鍵的強(qiáng)度校核驗(yàn)證鍵的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，防止鍵發(fā)生斷裂或過(guò)度變形。4銷的設(shè)計(jì)與鍵的設(shè)計(jì)類似，需要根據(jù)工作條件進(jìn)行選擇和校核。彈性元件彈簧利用材料的彈性變形來(lái)儲(chǔ)存能量或緩沖沖擊力的機(jī)械零件，如螺旋彈簧、板彈簧等。橡膠彈性元件利用橡膠材料的彈性變形來(lái)緩沖沖擊力或隔振的元件，如橡膠墊、橡膠減震器等。鏈傳動(dòng)鏈輪鏈傳動(dòng)中用于傳遞動(dòng)力的輪子，帶有齒，與鏈條嚙合。鏈條鏈傳動(dòng)中用于連接鏈輪并傳遞動(dòng)力的金屬鏈條，由多個(gè)鏈節(jié)組成。帶傳動(dòng)帶輪帶傳動(dòng)中用于傳遞動(dòng)力的輪子，表面光滑或帶有槽，與帶接觸。傳動(dòng)帶帶傳動(dòng)中用于連接帶輪并傳遞動(dòng)力的橡膠帶，具有良好的柔性和摩擦性能。帶傳動(dòng)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，但傳動(dòng)效率較低。齒輪傳動(dòng)1齒輪齒輪傳動(dòng)中用于傳遞動(dòng)力的輪子，具有齒，與其他齒輪嚙合。2齒輪機(jī)構(gòu)由多個(gè)齒輪組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于改變轉(zhuǎn)速、方向或傳遞動(dòng)力。3齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高。齒輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)1齒輪材料選擇根據(jù)齒輪的受力情況和工作環(huán)境，選擇合適的齒輪材料，如碳鋼、合金鋼等。2齒輪尺寸確定根據(jù)齒輪的傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)速、功率等因素，確定齒輪的模數(shù)、齒數(shù)等尺寸。3齒輪強(qiáng)度校核驗(yàn)證齒輪的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，防止齒輪發(fā)生斷裂或過(guò)度變形。齒輪箱的設(shè)計(jì)1齒輪箱類型根據(jù)齒輪箱的用途和工作條件，選擇合適的齒輪箱類型，如平行軸齒輪箱、交叉軸齒輪箱等。2齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪箱的傳動(dòng)比、功率、轉(zhuǎn)速等因素，設(shè)計(jì)齒輪箱的結(jié)構(gòu)，確保齒輪箱的強(qiáng)度和剛度。3齒輪箱潤(rùn)滑設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪箱的工作環(huán)境和工作條件，設(shè)計(jì)齒輪箱的潤(rùn)滑系統(tǒng)，確保齒輪箱的潤(rùn)滑良好。液壓傳動(dòng)液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置，用于提供液壓動(dòng)力。液壓缸利用液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，用于執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)。液壓閥用于控制液壓油流動(dòng)的裝置，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。氣壓傳動(dòng)氣壓壓縮機(jī)將大氣中的空氣壓縮為高壓氣體的裝置，為氣壓系統(tǒng)提供動(dòng)力源。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，如氣缸、氣動(dòng)馬達(dá)等。氣動(dòng)控制閥用于控制壓縮空氣流動(dòng)的裝置，實(shí)現(xiàn)氣壓系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。工程材料的選擇材料性能根據(jù)機(jī)械零件的工作條件，選擇具有合適的強(qiáng)度、剛度、耐腐蝕性、耐磨損性等性能的材料。材料成本選擇經(jīng)濟(jì)合理的材料，降低機(jī)械制造成本。材料加工性能選擇易于加工的材料，提高機(jī)械加工效率。機(jī)械制造工藝1鑄造將液態(tài)金屬澆入模具中，冷卻凝固后獲得零件的加工方法。2鍛造利用錘擊或壓力使金屬材料塑性變形，獲得零件的加工方法。3切削加工利用刀具對(duì)金屬材料進(jìn)行切削，獲得零件的加工方法。4焊接利用焊接材料將兩個(gè)或多個(gè)金屬零件連接在一起，形成牢固的連接。機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)需求分析根據(jù)使用要求和環(huán)境條件，確定機(jī)械設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)。方案設(shè)計(jì)提出多種設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行比較分析，選擇最佳方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)方案，確定機(jī)械零件的尺寸、形狀、材料和加工工藝。工藝設(shè)計(jì)制定機(jī)械零件的加工工藝流程，保證加工質(zhì)量。圖紙繪制繪制機(jī)械零件的圖紙，作為制造和裝配的依據(jù)。設(shè)計(jì)開發(fā)工具CAD軟件用于輔助機(jī)械設(shè)計(jì)和繪圖的軟件，如AutoCAD、SolidWorks等。CAE軟件用于對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真分析的軟件，如ANSYS、Abaqus等。CAM軟件用于輔助機(jī)械加工的軟件，如Mastercam、UG等。創(chuàng)新思維培養(yǎng)發(fā)散思維從一個(gè)中心點(diǎn)出發(fā)，向多個(gè)方向進(jìn)行聯(lián)想，產(chǎn)生新的想法。收斂思維從多個(gè)想法中篩選出最佳方案，并進(jìn)行優(yōu)化和完善。試驗(yàn)驗(yàn)證通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，并進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。