機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（楊可楨版）課件大綱

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（楊可楨版）課件大綱演講人：日期:CATALOGUE目錄02機(jī)械連接件設(shè)計(jì)01機(jī)械設(shè)計(jì)概述03機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)04軸系零件設(shè)計(jì)05現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法06綜合應(yīng)用案例01PART機(jī)械設(shè)計(jì)概述基本概念與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)定義設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)的重要性根據(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)化為制造依據(jù)的工作過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，決定機(jī)械性能的最主要的因素。在滿足功能要求的前提下，考慮最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染等要求，并綜合權(quán)衡達(dá)到最優(yōu)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。機(jī)械零件設(shè)計(jì)流程明確機(jī)械零件的使用要求和性能指標(biāo)，確定設(shè)計(jì)任務(wù)和目標(biāo)。需求分析與設(shè)計(jì)任務(wù)確定進(jìn)行多種方案構(gòu)思和比較，選擇最佳方案。概念設(shè)計(jì)與方案選擇進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖和校核，確保零件滿足設(shè)計(jì)要求。詳細(xì)設(shè)計(jì)與校核進(jìn)行制造、裝配和測(cè)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性和可靠性。制造與測(cè)試材料與工藝選擇原則工藝選擇原則根據(jù)零件的工作條件、力學(xué)性能、加工性能和成本等因素，選擇合適的材料。環(huán)保與可持續(xù)性材料選擇原則根據(jù)零件的工作條件、力學(xué)性能、加工性能和成本等因素，選擇合適的材料。根據(jù)零件的工作條件、力學(xué)性能、加工性能和成本等因素，選擇合適的材料。02PART機(jī)械連接件設(shè)計(jì)螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接、緊定螺釘連接。螺紋連接的基本類型摩擦防松、機(jī)械防松、破壞螺紋運(yùn)動(dòng)關(guān)系防松。螺紋連接的預(yù)緊與防松01020304普通螺紋、管螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。螺紋類型拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、擠壓強(qiáng)度、復(fù)合強(qiáng)度。螺紋連接的強(qiáng)度計(jì)算螺紋連接類型與計(jì)算平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵。鍵連接的類型圓柱銷、圓錐銷、槽銷。銷連接的類型擠壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、磨損強(qiáng)度。鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算010302鍵與銷連接設(shè)計(jì)要點(diǎn)銷的材料與熱處理、連接的可靠性、銷孔的制造精度。銷連接的設(shè)計(jì)要點(diǎn)04焊接與鉚接應(yīng)用場(chǎng)景連接可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、易于拆卸。鉚接的特點(diǎn)實(shí)心鉚釘、半空心鉚釘、空心鉚釘。鉚接的種類搭接接頭、對(duì)接接頭、角接接頭。鉚接接頭形式連接強(qiáng)度高、密封性好、成本低。焊接的特點(diǎn)熔焊、壓焊、釬焊。焊接的種類對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭。焊接接頭形式03PART機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)原理與分類齒輪傳動(dòng)的基本原理通過(guò)齒輪的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)的目的。齒輪傳動(dòng)的類型齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與適用場(chǎng)合按照齒輪的形狀、傳動(dòng)方式、嚙合方式等，齒輪傳動(dòng)可分為多種類型，如圓柱齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、效率高、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械傳動(dòng)中。123帶傳動(dòng)通過(guò)撓性帶與帶輪之間的摩擦力或嚙合力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低、緩沖吸振等特點(diǎn)。帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)特性帶傳動(dòng)原理與特點(diǎn)鏈傳動(dòng)通過(guò)鏈條與鏈輪之間的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、承載能力大、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。鏈傳動(dòng)原理與特點(diǎn)帶傳動(dòng)適用于傳動(dòng)功率較小、傳動(dòng)距離較大的場(chǎng)合，鏈傳動(dòng)適用于傳動(dòng)功率較大、傳動(dòng)距離較短的場(chǎng)合。帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)的適用場(chǎng)合蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)范蝸桿傳動(dòng)原理與特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則蝸桿傳動(dòng)的參數(shù)選擇蝸桿傳動(dòng)通過(guò)蝸桿與蝸輪之間的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。包括蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)、模數(shù)、螺旋角等，這些參數(shù)的選擇將直接影響蝸桿傳動(dòng)的性能和使用壽命。設(shè)計(jì)時(shí)需遵循一定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，如保證蝸桿和蝸輪的嚙合精度、合理選用材料和熱處理方式、控制蝸桿和蝸輪的接觸應(yīng)力等，以確保蝸桿傳動(dòng)的可靠性和耐久性。04PART軸系零件設(shè)計(jì)根據(jù)工作條件和要求，合理設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，包括軸頸、軸肩、軸端等部分的尺寸和形狀。對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，驗(yàn)證其是否滿足承載要求，通常采用疲勞強(qiáng)度校核和靜強(qiáng)度校核兩種方法。在強(qiáng)度校核的基礎(chǔ)上，還需進(jìn)行剛度校核，確保軸在受力時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的彎曲變形。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的軸，還需進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性校核，避免發(fā)生共振和失穩(wěn)現(xiàn)象。軸的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核剛度校核振動(dòng)穩(wěn)定性校核滑動(dòng)軸承與滾動(dòng)軸承選型滑動(dòng)軸承類型與選擇根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷、工作環(huán)境等因素，選擇合適的滑動(dòng)軸承類型，如徑向滑動(dòng)軸承、止推滑動(dòng)軸承等。軸承的安裝與調(diào)整掌握軸承的安裝方法和調(diào)整技巧，確保軸承的裝配精度和工作性能。滾動(dòng)軸承類型與選擇同樣根據(jù)轉(zhuǎn)速、載荷、工作環(huán)境等因素，選擇合適的滾動(dòng)軸承類型，如深溝球軸承、圓柱滾子軸承等。軸承的潤(rùn)滑與密封根據(jù)軸承類型和工作環(huán)境，選擇合適的潤(rùn)滑方式和密封裝置，保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和壽命。聯(lián)軸器與離合器匹配原則聯(lián)軸器與離合器匹配原則聯(lián)軸器類型與選擇聯(lián)軸器與離合器的匹配離合器類型與選擇聯(lián)軸器與離合器的安裝與調(diào)整根據(jù)傳遞的扭矩、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等因素，選擇合適的聯(lián)軸器類型，如剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器等。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求和工作條件，選擇合適的離合器類型，如摩擦離合器、電磁離合器等。聯(lián)軸器和離合器在傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)相互匹配，協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞和過(guò)載保護(hù)。掌握聯(lián)軸器和離合器的安裝方法和調(diào)整技巧，確保其傳動(dòng)效率和工作性能。05PART現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法CAD技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)CAD的基本概念包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助工程等。CAD軟件的分類及功能CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分為機(jī)械CAD、建筑CAD、電子CAD等，介紹各類軟件的主要功能。如何提高設(shè)計(jì)效率、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等。123有限元分析與仿真將連續(xù)體劃分為有限個(gè)單元，通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接，求解整體力學(xué)問(wèn)題。有限元法的基本原理介紹常用軟件如ANSYS、ABAQUS等，包括建模、網(wǎng)格劃分、加載求解等步驟。有限元分析軟件的使用通過(guò)仿真分析預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、壽命等，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論框架優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念在滿足約束條件下，尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。01優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型包括目標(biāo)函數(shù)、約束條件、設(shè)計(jì)變量等要素。02優(yōu)化算法及其應(yīng)用介紹常用的優(yōu)化算法如梯度法、遺傳算法、模擬退火算法等，及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用案例。0306PART綜合應(yīng)用案例根據(jù)實(shí)際需求，選定適合的減速器類型，如齒輪減速器、蝸桿減速器等。減速器類型與選擇對(duì)減速器的傳動(dòng)效率、承載能力、噪音等性能進(jìn)行分析。減速器性能分析包括齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸承選擇與布置等。減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)010302典型減速器設(shè)計(jì)解析介紹減速器的日常維護(hù)、故障診斷與排除方法。減速器維護(hù)與故障處理04自動(dòng)化設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備組成與原理介紹自動(dòng)化設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)組成，包括傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等。02040301自動(dòng)化設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)重點(diǎn)介紹自動(dòng)化設(shè)備中的精密傳動(dòng)技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)等。自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)流程從需求分析到方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造與調(diào)試的全過(guò)程。自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用實(shí)例列舉自動(dòng)化設(shè)備在制造業(yè)、物流等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用案例。失效分析與改進(jìn)方案機(jī)械零部件失效模式包括