机械设计学-课件

机械设计学本课件旨在系统地介绍机械设计的基本理论、方法和应用，为学生学习机械设计课程提供全面而深入的参考课程简介课程目标课程内容培养学生机械设计的基本理论知识，掌握机械设计的基本方法和设计过程、设计要求、标准规范、材料选择、机械零件设计、机技能，并能运用所学知识进行机械设计实践械传动设计、液压传动系统设计、自动控制系统设计、热工机械设计、可靠性设计、安全设计、人机工程学设计、设计软件应用等设计过程需求分析1方案设计2方案评估3优化设计4图纸绘制5加工制造6检验测试7使用维护8设计要求功能要求性能要求机械产品应满足特定的功能需求，例如运动、传力、控制等机械产品应具有良好的性能指标，例如效率、精度、可靠性、耐久性等经济要求安全要求机械产品的设计应考虑成本、加工制造、使用维护等方面的经济因机械产品的设计应符合安全标准，确保操作人员和周围环境的安全素标准和规范国家标准国际标准行业标准系列标准，例如《机系列标准，例如《齿轮传动系列标准，例如《轴GB GB/T11914-2006ISO ISO6336JB JB/T7993-2004械零件的疲劳强度计算》强度计算》承选择和安装》材料选择材料1金属材料2铁基合金3铸铁、钢铝基合金4铝合金铜基合金5黄铜、青铜机械零件的基本形状紧固件设计螺纹连接螺纹连接是机械设计中最常用的联接方式之一螺栓螺栓是一种常见的紧固件，用于连接两个或多个零件螺母螺母是与螺栓配合使用的零件，用于固定螺栓垫圈垫圈是用于垫在螺栓或螺母下的零件，用于增加接触面积或防止松动轴系设计轴1轴是用来支撑旋转运动的零件轴承2轴承是用来支撑轴的零件联接件3联接件用于连接轴和其它零件键4键是用来连接轴和轮毂的零件轴承设计123滚动轴承滑动轴承磁力轴承滚珠轴承、滚柱轴承滑动轴承、径向滑动轴承磁悬浮轴承联接件设计螺纹连接键连接销连接焊接螺纹连接是机械设计中最常用键连接是用来连接轴和轮毂的销连接是用来定位和固定零件焊接是用来永久性连接两个或的联接方式之一的多个零件的键和键槽设计平键楔键圆键123平键是用来连接轴和轮毂的楔键是用来连接轴和轮毂的，具有自圆键是用来连接轴和轮毂的，适用于锁能力轴和轮毂之间有相对轴向位移的情况弹性元件设计螺旋弹簧板簧扭簧螺旋弹簧是最常见的弹性元件之一，用于储板簧是由多片钢板叠加而成，用于承受较大扭簧是由钢丝弯曲而成，用于承受扭矩存和释放能量的载荷齿轮传动设计圆柱齿轮锥齿轮圆柱齿轮是最常见的齿轮传动形锥齿轮用于改变传动轴的相对位式之一置蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆传动用于实现大速比传动离合器和制动器设计离合器制动器离合器用于连接和分离传动轴制动器用于使传动轴停止旋转联轴器设计刚性联轴器刚性联轴器用于连接两轴，不允许两轴之间有相对运动弹性联轴器弹性联轴器用于连接两轴，允许两轴之间有微小的相对运动液力联轴器液力联轴器通过液体的流动实现两轴之间的连接机械传动设计传动1机械传动2齿轮传动3圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆带传动4平带、V带、同步带链传动5滚子链、链条液压传动系统设计液压泵1液压阀2液压缸3液压马达4自动控制系统设计控制系统1控制系统用于控制机械产品的运动和工作状态传感器2传感器用于感知机械产品的状态控制器3控制器用于处理传感器的信息并发出控制指令执行机构4执行机构用于执行控制指令热工机械设计热交换器锅炉热交换器用于热量交换锅炉用于产生蒸汽或热水汽轮机内燃机汽轮机用于将蒸汽的能量转化为内燃机用于将燃料的化学能转化机械能为机械能噪声和振动控制12减振降噪使用减振器、隔振器等减振装置使用消声器、隔声材料等降噪措施3优化设计通过合理的结构设计和材料选择降低噪声和振动可靠性设计可靠性分析可靠性试验分析机械产品的可靠性指标，例如进行可靠性试验验证机械产品的可靠、可靠度等性MTBF可靠性设计采用冗余设计、加强设计等措施提高机械产品的可靠性安全设计安全防护安全操作安全警示设置安全防护装置，例如护罩、安全开关提供安全操作规程，进行安全操作培训设置安全警示标志，例如危险警告标志等等人机工程学设计人体尺寸操作舒适性安全性和易用性123考虑人体尺寸，确保机械产品符合人确保机械产品的操作舒适，降低操作设计安全易用的机械产品，提高操作体尺寸要求疲劳效率和安全性设计软件及其应用Solidworks AutodeskInventor CATIA是一款功能强大的三维建模软是一款专业的机械设计是一款高级的三维设计软件，用于Solidworks AutodeskInventor CATIA件，可以用于机械设计、产品开发等领域软件，可以用于设计、模拟和制造机械产品汽车、航空航天等领域实际案例分析1需求分析1方案设计2方案评估3优化设计4图纸绘制5加工制造6检验测试7使用维护8实际案例分析2需求分析分析机器人功能需求、性能要求等方案设计设计机器人结构、控制系统、驱动系统等方案评估对设计方案进行评估，包括可行性、经济性、安全性等优化设计对设计方案进行优化，提高机器人性能指标实际案例分析3需求分析1分析数控机床功能需求、性能要求等方案设计2设计数控机床结构、控制系统、刀具系统等方案评估3对设计方案进行评估，包括可行性、经济性、安全性等优化设计4对设计方案进行优化，提高数控机床性能指标总结与展望总结展望本课件介绍了机械设计学的基本理论、方法和应用，为学生学习随着科技的不断发展，机械设计领域也将不断创新，未来机械设机械设计课程提供全面而深入的参考计将更加智能化、自动化、数字化参考文献机械设计机械原理王华明等著，机械工业出版社，郑文光等著，高等教育出版社，年年20182019机械制造技术基础陈晓等著，机械工业出版社，年2020考核方式平时成绩期末考试占总成绩的，包括课堂表现占总成绩的，主要考察学生30%70%、作业完成情况等对机械设计学基本理论、方法和应用的掌握程度。