機械設計總論第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五動力機傳動裝置工作機控制部分智能化單元（傳感器、信息處理單元、驅動器等）輔助系統（潤滑、顯示、照明等）機器的驅動部分，它將各種能量（電能、熱能等）轉化為機械能并供給機器。直接實現規定的功能、完成生產任務的部分，其結構形式完全取決于機械本身的用途。將動力機的動力和運動傳遞到工作機的中間環節。主要用于傳遞能量、分配能量、改變能量和扭矩以及改變運動形式等。第二章機械設計總論§1機器的組成第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§2設計機器的一般程序

計劃階段

方案設計階段

技術設計階段

技術文件編制階段

一部機器的質量基本上決定于設計質量，機器的設計階段是決定機器好壞的關鍵。它是一個創造性的工作過程，同時也是一個盡可能多地利用已有的成功經驗的工作。

作為一部完整的機器，它是一個復雜的系統。要提高設計質量，必須有一個科學的設計程序。

設計機器的一般程序：

第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§３對機器的主要要求３．勞動保護和環境保護要求４．可靠性要求基本要求１．使用要求２．經濟性要求

應當指出，以上各項要求往往是相互矛盾的，這就要求設計者在設計時，找出該機械或零件的主要要求，依照主要要求進行設計，并兼顧其它要求。5．其它專用要求第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五斷裂表面失效過量變形如磨損、表面接觸疲勞（點蝕）、膠合、壓潰、腐蝕等

機械零件承受載荷時，總要產生彈性變形，當彈性變形量超過允許量時，零件或機器就不能正常工作；當嚴重過載時，還會產生塑性變形，不僅導致零件的形狀和尺寸的改變，破壞零件之間的配合關系，甚至導致零件喪失工作能力零件的主要損傷與失效形式§4機械零件的主要失效形式破壞正常工作條件引起的失效

零件承受過大載荷時，截面上的應力超過零件材料的強度極限，從而導致零件斷裂有些零件只有在一定的工作條件下才能正常的工作，如：帶傳動只有在傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力時才能正常工作。高速轉動的零件，只有在轉速與轉動件系統的固有頻率避開一個適當的間隔才能正常工作。第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§5設計機械零件時應滿足的基本要求３．經濟性要求４．質量小的要求基本要求１．避免在預定壽命期內失效的要求２．結構工藝性要求5．可靠性要求第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§6

機械零件的設計準則

強度準則

剛度準則

設計零件時，首先應根據零件的失效形式確定其設計準則以及相應的設計計算方法。一般來講，有以下幾種準則：

壽命準則

振動穩定性準則

可靠性準則：確保零件不發生斷裂破壞或過大的塑性變形，是最基本的設計準則。：確保零件不發生過大的彈性變形。：通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關。：高速運轉機械的設計應注重此項準則。：當計及隨機因素影響時，仍應確保上述各項準則。

第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§7

機械零件的設計方法

理論設計

經驗設計

模型實驗設計

機械零件的設計方法通常分為常規設計方法和現代設計方法兩大類。

現代設計方法是指在近二、三十年發展起來的更為完善、科學、計算精度高、設計與計算速度更快的機械設計方法。如機械優化設計、機械可靠性設計、計算機輔助設計等等。

常規設計方法是指采用一定的理論分析和計算，結合人們在長期的設計和生產實踐中總結出的方法、公式、圖表等進行設計的方法。它又可分為：

第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§8機械零件設計的一般步驟

一、機械設計的指導思想①堅持調查研究、理論聯系實際、貫徹執行各項技術經濟政策；②既要大膽創新，又要保持嚴謹的科學態度；③將吸收國外先進技術與符合我國的國情統一起來。

二、機械設計的一般步驟編制設計任務書

應當注意，設計過程是一個不斷修改、不斷完善、逐步接近最優設計結果的過程。這個過程不是一個簡單重復的過程，需要設計者反復分析、推敲、評價、決策的過程。而且上面所述的設計各個階段應根據具體設計進行取舍或調整。初步設計(技術設計)

三、機械零件設計的一般步驟選擇材料繪圖擬定計算簡圖工作能力計算結構設計結構設計產品定型設計樣機試驗與鑒定審核與評價第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§9機械零件常用材料及其選用

一、常用材料常用材料性能：強度很高、塑性較好、可承受很大載荷，且可進行熱處理以提高和改善其機械性能；品種：碳鋼、合金鋼、鑄鋼、鍛鋼等性能：良好的鑄造、切削加工、抗末、抗壓和件鎮性能，且價格低廉；品種：灰鑄鐵、球墨鑄鐵及特殊性能鑄鐵等性能：具有某些特殊性能，如良好的減摩性、耐腐蝕性、導電導熱性等；品種：銅合金、鋁合金等性能：根據材料品種的不同，具有一些特殊的性能，如耐腐蝕、絕緣、耐磨等；品種：工程塑料、橡膠、石墨、木材、陶瓷、復合材料等；３．有色金屬合金４．非金屬材料１．鋼２．鑄鐵第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五二、機械零件材料的選擇原則２．制造工藝要求３．經濟性要求１．使用要求

主要包括機械性能、物理性能、化學性能和吸振性能等；選擇時應根據使用的要求，滿足主要、兼顧一般應使零件的制造加工方法簡便、易于實現，如鑄造件應選擇熱熔狀態時易于流動等性能在滿足使用要求的前提下，盡量選用價格低廉的材料，同時還應考慮到使用和維護簡便、費用低等問題第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§10機械零件設計中的標準化

標準化的益處：

與設計有關的標準:國際標準國家標準行業標準企業標準等如：ISO

GB

JB、HB

QB

國標分為：強制標準和推薦標準標準化有利于保證產品質量，減輕設計工作量，便于零部件的互換和組織專業化的大生產，以降低生產成本。強制性國家標準：代號為GB××××(為標準序號)－××××(為批準年代)強制性國標必須嚴格遵照執行，否則就是違法。推薦性國家標準：代號為GB／T××××－××××，這類標準占整個國標中的絕大多數。如無特殊理由和特殊需要，必須遵守這些國標，以期取得事半功倍的效果。

標準化就是要通過對零件的尺寸、結構要素、材料性能、設計方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標準。

第12頁，共13頁，2023年，2月20日，星期五§11機械現代設計方法簡介

機械現代設計方法通常是相對傳統的設計方法而言的。現代設計方法從總體上概括為力求運用現代應用數學、應用力學、微電子學及信息科學等方面的最新成果與手段實現下列轉換：以動態的取代靜態的─如機器結構動力學計算。以定量的取代定性