機械設計基礎課件演講人：日期:CATALOGUE目錄02機械材料與性能01機械設計概述03常用機械零件設計04傳動系統設計基礎05設計流程與方法06現代設計技術應用01PART機械設計概述機械學科基本定位機械學科在工程技術中的地位機械學科的研究對象機械設計與制造業的關系機械學科的發展趨勢機械學科是工程技術的重要組成部分，涉及設計、制造、控制等多個方面。機械設計是制造業的基石，為制造業提供技術支持和創新。機械學科的研究對象包括機械系統、設備、裝置及其設計方法等。機械學科正向著智能化、綠色化、微型化等方向發展。設計任務與核心目標設計任務機械設計的主要任務是根據使用要求，確定機械系統的工作原理、結構形式、運動方式等。02040301設計過程中的關鍵問題包括原理創新、結構優化、材料選擇、制造工藝等多個方面。核心目標機械設計的核心目標是實現預定功能，同時滿足性能、可靠性、經濟性等要求。設計成果的評估標準設計的機械系統應滿足功能要求、性能指標、穩定性、可靠性、經濟性等。知識體系構成框架基礎理論包括力學、材料科學、機械原理與設計等基礎知識。01專業知識涉及機械設計方法、制造工藝、自動控制等多個領域。02實踐技能包括制圖、建模、實驗測試等機械設計相關的實踐技能。03創新思維培養創新意識，探索新的機械設計理念和方法。0402PART機械材料與性能材料力學性能參數強度韌性硬度耐磨性材料在受力時抵抗變形和斷裂的能力。材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。材料抵抗局部變形，特別是壓入和劃痕的能力。材料抵抗磨損的能力，通常與材料的硬度和韌性有關。材料選型匹配原則6px6px6px首先考慮零件的工作條件、受力情況、溫度等因素，選擇具有合適力學性能的材料。根據使用要求選擇材料在滿足性能要求的前提下，選擇價格相對較低的材料，降低制造成本。考慮材料的經濟性材料應具有良好的鑄造、鍛造、焊接、切削加工等工藝性能，以便于加工和制造。考慮材料的工藝性能010302選擇對環境影響小的材料，如低碳排放的鋼材等。考慮材料的環保性04通過高速噴射砂粒，去除表面污垢和氧化層，增加表面粗糙度，提高涂層附著力。利用電解原理，在材料表面沉積一層金屬或合金，以提高耐腐蝕性、硬度和美觀度。利用化學反應在材料表面形成一層保護膜，如氧化、磷化等，以提高材料的耐腐蝕性。在材料表面涂覆一層有機或無機涂層，如油漆、塑料、陶瓷等，以保護材料免受環境侵蝕，并增強耐磨性。表面處理技術規范噴砂處理電鍍處理化學處理表面涂覆03PART常用機械零件設計連接件結構與標準螺栓連接包括普通螺栓連接、高強度螺栓連接等，需了解螺栓的受力分析和選用標準。01鍵連接平鍵、楔鍵、花鍵等，需關注鍵的強度、連接配合和選用標準。02銷連接圓柱銷、圓錐銷等，需考慮銷的剪切強度和連接穩定性。03鉚接與膠接鉚接適用于承受較大沖擊載荷的場合，膠接適用于密封或輕質結構。04傳動件選型計算法齒輪傳動皮帶傳動鏈傳動蝸桿傳動根據齒輪的齒數、模數、螺旋角等參數，計算齒輪的傳動比、分度圓直徑等，并進行強度校核。確定皮帶的類型、長度、速度等參數，計算皮帶的張力、傳動功率等，并進行選型。根據鏈的節距、排數、鏈輪齒數等參數，計算鏈的傳動比、鏈輪中心距等，并進行強度校核。確定蝸桿與蝸輪的模數、導程角等參數，計算蝸桿傳動的傳動比和效率，并進行熱平衡計算。根據軸的受力情況，選擇合適的材料、截面形狀和尺寸，進行強度、剛度校核。軸的設計根據軸的偏斜情況、傳遞的扭矩和轉速等因素，選擇合適的聯軸器類型，確保軸的同心度和傳動精度。聯軸器的選擇根據軸承的承載能力和工作條件，選擇合適的軸承類型和配合方式，確保軸承的可靠性和耐久性。軸承的選擇與配合010302軸系部件設計要點合理設計軸的密封結構，防止灰塵、水分等雜質進入軸承；同時選擇合適的潤滑方式和潤滑劑，確保軸承的良好潤滑和散熱。軸的密封與潤滑0404PART傳動系統設計基礎齒輪傳動通過齒輪的嚙合實現運動和動力的傳遞，效率高、結構緊湊。鏈傳動通過鏈條與鏈輪的嚙合傳遞運動，適用于距離較大的傳動。皮帶傳動通過皮帶與帶輪的摩擦傳遞運動，適用于輕載、高轉速的傳動。蝸輪蝸桿傳動通過蝸輪和蝸桿的嚙合傳遞運動，具有自鎖性，適用于提升和減速裝置。機械傳動分類特性系統匹配設計流程確定傳動類型根據傳動需求和工作環境選擇合適的傳動類型。計算傳動比根據電機的轉速和輸出軸的轉速計算傳動比。選型與校核根據傳遞的功率、轉速和傳動比進行選型，并進行強度和耐久性校核。裝配與調試根據設計圖紙進行裝配，并進行必要的調試和檢測。潤滑與維護標準潤滑方式潤滑劑選擇潤滑周期維修與保養根據傳動類型和工作條件選擇合適的潤滑方式，如油浸、油霧、脂潤滑等。根據傳動部件的材料和工作環境選擇合適的潤滑劑，如機油、齒輪油、潤滑脂等。按照設備的使用說明和實際情況制定合理的潤滑周期，確保傳動部件的良好運轉。定期對傳動系統進行檢查和維修，及時更換磨損的部件和潤滑劑，保持傳動系統的清潔和穩定。05PART設計流程與方法需求分析模型構建功能需求環境需求性能需求法規需求明確機械裝置所需實現的功能，包括主要功能、輔助功能以及特殊功能。確定機械裝置的性能指標，如速度、力量、精度、穩定性、壽命等。考慮機械裝置工作的環境條件，如溫度、濕度、振動、噪聲、電磁干擾等。確保機械裝置符合相關法規和標準，如安全標準、環保要求等。參數優化設計策略參數選擇根據需求分析結果，確定影響機械裝置性能的關鍵參數，并選取合適的參數范圍。01參數優化采用優化算法或試驗方法，對關鍵參數進行優化，以提高機械裝置的性能。02仿真驗證利用仿真技術，對優化后的參數進行驗證，確保機械裝置的性能滿足設計要求。03迭代更新根據仿真驗證結果，不斷調整參數，進行迭代更新，直至達到最優設計。04對機械裝置的關鍵部件進行強度分析，評估其承載能力。考慮機械裝置在長期使用過程中的疲勞壽命，評估其可靠性。根據強度分析和疲勞壽命評估結果，確定機械裝置的安全性。根據強度校核的結果，制定機械裝置的驗收標準，確保機械裝置的質量和性能符合設計要求。強度校核驗收標準強度分析疲勞壽命評估安全性評估驗收標準制定06PART現代設計技術應用CAD建模技術解析三維建模軟件曲面建模技術參數化建模裝配仿真如SolidWorks、CATIA、AutodeskInventor等，可高效創建三維模型。使用Bezier、NURBS等曲面建模方法，創建復雜曲面。通過參數化設計方法，實現模型的可編輯性和可變性。在CAD環境中進行裝配仿真，檢查零件間的干涉和配合。有限元仿真分析6px6px6px以數學近似方法對真實物理場進行模擬。有限元法基本原理仿真熱量在物體中的傳導過程，優化散熱設計。熱傳導分析通過有限元仿真分析，計算結構在受力情況下的應力分布。應力分析010302模擬流體在結構內的流動，分析流體對結構的影響。流體動力學仿真