机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论 机器的组成及应满足的要求 机器设计的一般程序 机械零件应满足的要求及一般设计步骤 机械零部件的标准化，系列化和通用化 现代机械设计方法简介机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论原动机传动装置执行部件辅助系统控制系统机器的组成机器的组成机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论计划阶段方案设计技术设计技术文件的编制试制、试验、鉴定、生产信息反馈、修改设计机器的一般程序机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论 使用使用功能要求功能要求； 经济性要求经济性要求； 劳动保护和环境保护要求劳动保护和环境保护要求； 可靠性要求可靠性要求；其它专用要求其它专用要求。对机器的主要要求对机器的主要要求机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计机械设计基本要求基本要求F工作能力要求：强度、刚度、寿命、稳定性、耐磨性。工作能力要求：强度、刚度、寿命、稳定性、耐磨性。F结构工艺性及经济性要求结构工艺性及经济性要求。F质量小及可靠性要求。质量小及可靠性要求。机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论设计准则设计准则F强度准则、刚度准则强度准则、刚度准则F振动稳定性准则振动稳定性准则F可靠性准则可靠性准则F寿命准则寿命准则机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论理论设计理论设计满足工作能力要求。满足工作能力要求。 校核计算：校核计算： 设计计算：设计计算：经验设计经验设计满足结构工艺要求。满足结构工艺要求。模型实验设计模型实验设计设计方法分两种：设计方法分两种：常规设计方法常规设计方法和和现代设计方法现代设计方法设计方法设计方法常规设常规设计方法计方法机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论选择零件类型、结构选择零件类型、结构 计算零件上的载荷计算零件上的载荷确定计算准则确定计算准则选择零件的材料选择零件的材料确定零件的基本尺寸确定零件的基本尺寸结结 构构 设设 计计校校 核核 计计 算算画出零件工作图画出零件工作图写出计算说明书写出计算说明书机械零件设计步骤机械零件设计步骤机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计的一般程序计划或规划方案设计技术设计施工设计样机试制小批投产产品定型与批量生产机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论技术设计的一般过程如下：具体确定动力机的类型型号、运动参数和动力参数；对传动装置和执行装置进行运动学和动力学计算,确定各级传动的传动比，确定传动零件、轴系零件、联接零件、执行零件等主要零件的载荷和运行速度等，判定各主要零件的主要失效形式, 确定工作能力(如强度、刚度等)计算准则；选定零件的材料(品种、牌号、毛坯形式和热处理方法等)，并对主要零件进行相应的工作能力计算,确定主要尺寸和参数对传动零件、轴系零件、联接零件、箱体零件、执行零件等主要零件进行结构设计基本确定这些零件的全部尺寸。在此基础上，完成所有非主要零件的设计，结合考虑满足装配、润猾、密封、维修、运输等要求设计井绘制出各个部件装配图,进而绘制出机器总装配图。必要时还应绘出电气、润滑系统固等；提出设计计算说明书，外购件明细表等。机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论结果分析与设计机械设计的内容分析工作原理类型选择受力分析改进与发展结果分析与设计简化模型失效分析建立计算准则机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械创新设计能力的培养对环境事物的敏感性善于联想、有预见不断掌握新技术信息有较强的机械设计能力有坚强的意志、广泛的兴趣、活跃的性格机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论对整个机器的整体要求使用功能的要求经济性要求F“三化”-标准化、系列化、通用化劳动保护要求可靠性要求其它专业要求机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械零件设计的基本要求避免在预期寿命期内失效结构工艺性的要求经济性要求质量小的要求可靠性要求机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械零件应满足的要求及一般设计步骤机械零件应满足的要求机械零件应满足的要求工作能力要求 （强度，刚度，耐磨性，热平衡，振动稳定性，压杆稳定性要求）结构工艺性要求经济性要求可靠性要求机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论失效零部件不能满足工作要求称为失效。零部件不能满足工作要求称为失效。机机械械零零件件的的主主要要失失效效形形式式过大的残余应力破坏正常工作条件引起的失效：整体断裂：拉，压，弯，扭过大的残余应力：加工，热处理零件表面的破坏：磨损，热处理打滑，共振，胶合机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论零件的主要失效形式零件的主要失效形式F整体断裂整体断裂齿轮轮齿断裂齿轮轮齿断裂轴承内圈断裂轴承内圈断裂 零件危险截面的应力超过其强度极零件危险截面的应力超过其强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂。危险截面发生的疲劳断裂。机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论F过大的残余变形过大的残余变形零件所受的应力超过了材料零件所受的应力超过了材料的屈服极限，则零件将产生的屈服极限，则零件将产生残余变形。残余变形。 齿轮齿面塑形变形轴承外圈塑性变形机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论F零件的表面破坏零件的表面破坏腐蚀、磨损、接触疲劳 轴瓦磨损齿面接触疲劳机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论F破坏正常工作条件引起的失效破坏正常工作条件引起的失效 有些零件只有在一定的工作条件下才能正常的工有些零件只有在一定的工作条件下才能正常的工作，如：作，如：F液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作。能正常工作。F带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作。正常工作。F高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作。避开一个适当的间隔才能正常工作。机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论 机械零件的计算准则机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论 一般设计步骤一般设计步骤零件选型确定零件所受载荷应力计算判断失效形式选择材料和热处理要求进行工作能力计算零件结构设计零件施工设计机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械零部件的标准化，系列化和通用化减轻设计工作量，缩短设计周期“三化”零部件有利于组织大批量生产，提高产品质量，降低成本具有互换性，便于维修有利于不断开发和扩大新品种有利于新产品或新机器的模块化，组合化设计#现行标准：GB, JB, YB, QB, ISO, ANSI, DIN, JIS, BS, AGMA, QS机械设计机械设计第二章第二章第二章第二章 机械设计总论机械设计总论机械设计总论机械设计总论主要现代设计理论与方法主要现代设计理论与方法设计方法学优化设计可靠性设计计算机辅助设计有限元法工业设计专家系统价值工程相似性设计动态设计人工智能模块化设计摩擦学设计反求工程