《机械设计及应用技术》第一章_总论ppt课件.ppt
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1、在此输入您的封面副标题机械设计及应用技术机械设计及应用技术第一章第一章_总论总论第一章 总论1.1 “机械设计及应用技术机械设计及应用技术”课程研究的对象课程研究的对象和内容和内容1.2 机械设计的基本要求和一般步骤机械设计的基本要求和一般步骤1.3 现代设计理论及方法简介现代设计理论及方法简介1.4 机械零件的常用材料及钢的热处理概念机械零件的常用材料及钢的热处理概念1.5 机械零件的强度机械零件的强度1.11.1“机械设计机械设计”课程研究的对象和内容课程研究的对象和内容“机械设计机械设计”研究的对象是机械或机器。研究的对象是机械或机器。机器实例机器实例1:内燃机内燃机功能:内燃机是将燃气
2、功能:内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机燃烧时的热能转化为机械能的机器械能的机器 组成:见右图组成:见右图气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮91.11.1“机械设计机械设计”课程研究的对象和内容课程研究的对象和内容二、本课程性质与研究对象二、本课程性质与研究对象 本课程是一门研究常用机构、通用零件和部件已经一般机器的级别设计理论和方法的课程,是培养学生具有一定机械设计培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课程能力的技术基础课程,介于基础课程和专业课程之间,有承上启下的作用。本课程综合了机械制图及CAD、金工实习、构件强度校核与材
3、料选用等课程的基础理论和基本知识,且偏重于面对工程实践应用。鉴于此,学习本课程要注重实践环节,学习过程注重培训工程意识、理论与实际的结合。,为相关专业课程的学习奠定必要的基础。 本课程研究对象为机械中的常用机构及一般工作条件下河常用参数范围内的通用零部件,研究其工作原理、结构特点、运动和动力性能、基本设计理论、计算方法以及一些零部件的选用和维护。1.11.1“机械设计机械设计”课程研究的对象和内容课程研究的对象和内容机械机械的特征的特征1 1)人为的实物组合)人为的实物组合由人工组合的构件系统由人工组合的构件系统2 2)各实物间具有确定的相对运动)各实物间具有确定的相对运动3 3)实现能量转换
4、或完成有效的机械功)实现能量转换或完成有效的机械功活塞活塞缸体:往复运动缸体:往复运动曲轴曲轴缸体:转动缸体:转动连杆连杆曲轴:摆动曲轴:摆动刨头刨头床身:往复直线床身:往复直线如如内燃机:热能内燃机:热能机械能机械能发电机:机械能发电机:机械能电能电能电动机:电能电动机:电能机械能机械能具有以上三个特征具有以上三个特征机器机器只具有机器的前两个特征只具有机器的前两个特征机构机构可见,机器与机构的关系:机器是由一种或多种机构组成的可见,机器与机构的关系:机器是由一种或多种机构组成的如如1.11.1“机械设计机械设计”课程研究的对象和内容课程研究的对象和内容1.一般机器的组成:一般机器的组成:动
5、力部分、传动部分、控制部分和动力部分、传动部分、控制部分和执行部分等组成执行部分等组成。2.机器由机构组成机器由机构组成: : 机构机构人工组合的人工组合的构件构件系统系统 构件:组成机器的各个相对运动的实物。组成机器的各个相对运动的实物。单一零件单一零件曲轴曲轴多个零件的刚性组合多个零件的刚性组合连杆连杆是机器中独立运动的单元体,由一个或几个零件组成是机器中独立运动的单元体,由一个或几个零件组成构件是机械中运动的单元体,构件是机械中运动的单元体,零件是机械中制造的单元体。零件是机械中制造的单元体。1.11.1“机械设计机械设计”课程研究的对象和内容课程研究的对象和内容 零件:零件:机械中不可
6、拆的制造单元体。机械中不可拆的制造单元体。 3. 零件是组成机器最基本的单元体零件是组成机器最基本的单元体 部件:若干个零件的装配体 机械设计机械设计研究对象研究对象是常用机构常用机构和通用零部件通用零部件的工作原理、运动特点、结构特点、设计计算的基本理论和方法及有关标准规范,是培养学生培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课程具有一定机械设计能力的技术基础课程,介于基础课程和专业课程之间,有承上启下的作用。零件可分为两类零件可分为两类:专用零件:专用零件:特定机器中所使用的零件,如活塞、曲轴、叶片特定机器中所使用的零件,如活塞、曲轴、叶片通用零件:通用零件:各类机器中普遍使用的零件,如齿轮、
7、轴、螺栓等各类机器中普遍使用的零件,如齿轮、轴、螺栓等 1.21.2机械设计的基本要求和一般步骤机械设计的基本要求和一般步骤一、机械设计的一、机械设计的基本要求基本要求1.运动和动力性能要求(运动和动力性能要求(满足使用要求满足使用要求)2.工作可靠性要求工作可靠性要求强度强度: 衡量零件抵抗破坏的能力;工作应力不得超过许衡量零件抵抗破坏的能力;工作应力不得超过许用应力用应力(强度计算准则强度计算准则)。刚度刚度:衡量零件抵抗弹性变形的能力;零件工作时的弹:衡量零件抵抗弹性变形的能力;零件工作时的弹性变形量不超过机械工作性能所允许的极限值性变形量不超过机械工作性能所允许的极限值(刚度计算刚度计
8、算准则准则)。耐磨性耐磨性:零件抵抗磨损的能力;磨损计算准则。:零件抵抗磨损的能力;磨损计算准则。耐热性耐热性:抗氧化,抗热变形和抗蠕变的能力;热平衡准:抗氧化,抗热变形和抗蠕变的能力;热平衡准则。则。振动稳定性振动稳定性:共振失效。:共振失效。1.21.2机械设计的基本要求和一般步骤机械设计的基本要求和一般步骤3.经济性要求经济性要求经济性是一项综合性指标经济性是一项综合性指标, 要求在设计和制造上周期要求在设计和制造上周期短、短、 成本低;成本低; 在使用上生产率高、在使用上生产率高、 效率高效率高, 能源和能源和材料消耗少材料消耗少, 维护和管理费用低。维护和管理费用低。4.满足工艺性要
9、求。满足工艺性要求。机械的工艺性是指在不影响机械工作性能的前提下机械的工艺性是指在不影响机械工作性能的前提下, 使使机械的结构简单机械的结构简单, 加工容易加工容易, 装拆方便装拆方便, 维护简便维护简便5.其他特殊要求其他特殊要求机械设计中要尽量采用标准化、机械设计中要尽量采用标准化、 通用化、通用化、 系列化的参数和零部系列化的参数和零部件件, 以节省费用以节省费用, 降低维修工作量降低维修工作量, 有利于保证质量;有利于保证质量; 要注意造要注意造型设计型设计, 使机械产品不仅性能好、使机械产品不仅性能好、 尺寸小、尺寸小、 价格廉价格廉, 而且外形美而且外形美观大方观大方, 富有时代特
10、点;富有时代特点; 要尽可能降低噪声要尽可能降低噪声, 尽可能减轻对环境尽可能减轻对环境的污染等。的污染等。1.21.2机械设计的基本要求和一般步骤机械设计的基本要求和一般步骤二、机械设计的二、机械设计的一般步骤一般步骤1.提出和制定产品设计任务书提出和制定产品设计任务书2.总体设计总体设计(调查研究、分析对比、确定设计模(调查研究、分析对比、确定设计模型与方案)型与方案)3.技术设计技术设计(结构设计)(结构设计)4.样机的试制和鉴定样机的试制和鉴定(试验分析)(试验分析)5.产品的正式投产品的正式投(使用与考核)(使用与考核)讨论:例举讨论:例举35种把回转运动转为直线运动、种把回转运动转
11、为直线运动、两种直线运动转为回转运动的机构;两种直线运动转为回转运动的机构;1.21.2机械设计的基本要求和一般步骤机械设计的基本要求和一般步骤1.31.3现代设计理论及方法简介现代设计理论及方法简介一、现代设计方法的特点和范畴一、现代设计方法的特点和范畴二、现代设计方法简介二、现代设计方法简介1.机械优化设计机械优化设计2.计算机辅助设计计算机辅助设计3.可靠性设计可靠性设计4.变型产品设计变型产品设计5.价值工程设计价值工程设计6.系统论方法设计系统论方法设计7.机械学理论和方法机械学理论和方法8.创新设计创新设计9.设计方法学设计设计方法学设计10.基于实例设计基于实例设计11.质量驱动
12、设计质量驱动设计12.参数化设计参数化设计13.分形设计分形设计14.智能设计智能设计15.虚拟产品设计虚拟产品设计16.网上设计网上设计1.41.4机械零件的常用材料及钢的热处理概念机械零件的常用材料及钢的热处理概念一、机械零件的常用材料一、机械零件的常用材料机械零件的常用材料主要是机械零件的常用材料主要是钢钢和和铸铁铸铁,其次是有色金属,其次是有色金属合金。有些机械零件也采用非金属材料。合金。有些机械零件也采用非金属材料。(一)钢(碳的质量分数小于(一)钢(碳的质量分数小于2%)钢钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢1、按含碳量分、按含碳量分低碳钢低碳钢 0.02 % C 0.25%中碳钢中碳钢 0
13、.25 % C 0.6%高碳钢高碳钢 0.6% C2%2、按质量和用途分、按质量和用途分碳素结构钢碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢合金结构钢合金结构钢特殊性能钢特殊性能钢铸钢铸钢材料材料机械性能机械性能名称名称牌号牌号抗拉强度抗拉强度 b(N/mm2)屈服强度屈服强度 s(N/mm2)硬度硬度(HBS)普通碳素普通碳素结构钢结构钢Q215Q235Q255Q275335410375460410510490610215235255275 优质碳素优质碳素结构钢结构钢203545410530600245315355156197220合金合金结构钢结构钢18Cr2Ni4W35SiMn40Cr40
14、CrNiMo20CrMnTi65Mn1187859819801079735835510785835834430260229247269 2172851.41.4机械零件的常用材料及钢的热处理概念机械零件的常用材料及钢的热处理概念1.41.4机械零件的常用材料及钢的热处理概念机械零件的常用材料及钢的热处理概念铸钢铸钢ZG230-450ZG270-500ZG310-570450550570230270310 130 143 153灰铸铁灰铸铁HT150HT200HT250145195240150200170220190240球墨球墨铸铁铸铁QT450-10QT500-7QT600-3QT700-2
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