機械設(shè)計基礎(chǔ)第十一章

機械設(shè)計基礎(chǔ)第十一章匯報人：AA2024-01-17第十一章概述機械零件設(shè)計基礎(chǔ)聯(lián)接設(shè)計傳動設(shè)計軸系零部件設(shè)計其他常用零部件設(shè)計案例分析與實踐應(yīng)用01第十一章概述機械設(shè)計基礎(chǔ)是機械工程專業(yè)的重要課程，旨在培養(yǎng)學生掌握機械設(shè)計的基本原理和方法。第十一章作為該課程的核心章節(jié)，主要探討機械設(shè)計中的關(guān)鍵要素和實際應(yīng)用。背景通過本章學習，學生應(yīng)能掌握機械設(shè)計的基本原理和方法，了解機械設(shè)計中的關(guān)鍵要素和實際應(yīng)用，具備進行簡單機械設(shè)計和分析的能力。目的章節(jié)背景及目的介紹機械設(shè)計的基本概念、設(shè)計原則、設(shè)計流程等。機械設(shè)計的基本概念和原理機械零件的強度計算機械零件的剛度計算機械零件的耐磨性設(shè)計闡述機械零件在靜載荷和動載荷作用下的強度計算方法，包括拉伸、壓縮、彎曲、剪切等強度計算。介紹機械零件在受力作用下的變形和剛度計算方法，包括梁的彎曲剛度、軸的扭轉(zhuǎn)剛度等。闡述機械零件耐磨性的基本概念、影響因素和設(shè)計方法，包括摩擦、磨損和潤滑等方面的內(nèi)容。主要內(nèi)容掌握機械設(shè)計的基本概念和原理，理解機械設(shè)計的重要性和意義。了解機械零件的剛度計算方法，能夠分析簡單結(jié)構(gòu)的變形和剛度問題。學習目標掌握機械零件的強度計算方法，能夠進行簡單的靜載荷和動載荷下的強度校核。熟悉機械零件的耐磨性設(shè)計方法，能夠針對具體應(yīng)用場景進行合理的耐磨性設(shè)計。02機械零件設(shè)計基礎(chǔ)零件機械中不可拆分的單個制件，它是機械制造過程中的基本單元。零件設(shè)計根據(jù)機器或部件的整體設(shè)計要求和零件的使用條件，確定零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小以及選擇適當?shù)牟牧稀崽幚矸椒?、表面處理方法、加工方法等，并通過分析計算，確定出滿足使用要求的零件。零件設(shè)計的基本概念0102明確設(shè)計任務(wù)了解零件在機器中的位置和作用，分析零件的工作條件及失效形式，明確設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求。選擇材料根據(jù)零件的工作條件和設(shè)計要求，選擇適當?shù)牟牧稀４_定零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸根據(jù)零件的使用要求和制造工藝性，確定零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。分析計算對零件進行必要的力學分析、熱分析、磨損分析等，確定零件的強度和剛度等性能指標。繪制零件圖根據(jù)分析結(jié)果和設(shè)計要求，繪制出零件的詳細圖紙。030405零件設(shè)計的基本步驟滿足使用要求考慮制造工藝性考慮經(jīng)濟性注意標準化和通用化零件設(shè)計的注意事項設(shè)計的零件必須滿足機器或部件的整體設(shè)計要求和使用條件，保證機器的正常運行和安全性。在滿足使用要求和制造工藝性的前提下，應(yīng)盡量降低零件的制造成本和提高生產(chǎn)效率。設(shè)計的零件應(yīng)具有良好的制造工藝性，便于加工、裝配和維修。設(shè)計的零件應(yīng)盡量采用標準件和通用件，以便于采購、庫存管理和維修更換。03聯(lián)接設(shè)計聯(lián)接是指將兩個或多個零部件連接在一起，以實現(xiàn)傳遞運動、動力或固定位置等功能的結(jié)合方式。聯(lián)接定義聯(lián)接是機械設(shè)計中不可或缺的一部分，它關(guān)系到整個機械系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和可靠性。聯(lián)接的重要性聯(lián)接的基本概念如焊接、鉚接等，連接強度高，但拆卸困難。剛性聯(lián)接如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接等，具有一定彈性，適用于有振動、沖擊的場合。撓性聯(lián)接利用液體靜壓力將零部件緊密貼合，適用于高精度、高剛度的聯(lián)接。液體靜壓聯(lián)接聯(lián)接的類型及特點確定聯(lián)接類型分析聯(lián)接受力選擇材料和熱處理設(shè)計聯(lián)接結(jié)構(gòu)聯(lián)接的設(shè)計方法01020304根據(jù)實際需求選擇合適的聯(lián)接類型。對聯(lián)接進行受力分析，確定其承載能力和疲勞壽命。根據(jù)聯(lián)接的受力情況和工作環(huán)境，選擇合適的材料和熱處理方式。根據(jù)實際需求設(shè)計合理的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，確保其可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。04傳動設(shè)計傳動是指將動力源產(chǎn)生的動力和運動通過一定的裝置傳遞到工作機構(gòu)，以完成預(yù)期的運動和動力傳遞過程。實現(xiàn)動力和運動的有效傳遞，滿足工作機構(gòu)對動力和運動的特定需求，如速度、扭矩、運動形式等。傳動的基本概念傳動的作用傳動定義

傳動的類型及特點機械傳動通過齒輪、帶輪、鏈輪等機械元件實現(xiàn)動力和運動的傳遞，具有傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等特點。液壓傳動利用液體的壓力能來傳遞動力和運動，具有傳動平穩(wěn)、無級調(diào)速、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，但效率相對較低。氣壓傳動以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力和運動，具有結(jié)構(gòu)簡單、動作迅速、易于維護等特點，但傳動效率較低。設(shè)計原則在滿足工作要求的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)、降低成本、提高傳動效率和使用壽命。同時，要考慮傳動的可靠性、安全性以及維護方便性等因素。設(shè)計步驟明確設(shè)計任務(wù)和要求，選擇合適的傳動類型，進行傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定傳動參數(shù)和性能指標，進行強度、剛度等校核計算。設(shè)計方法根據(jù)具體的設(shè)計任務(wù)和要求，可采用解析法、圖解法或計算機輔助設(shè)計等方法進行傳動設(shè)計。其中，計算機輔助設(shè)計可大大提高設(shè)計效率和準確性。傳動的設(shè)計方法05軸系零部件設(shè)計由軸、軸承、軸承座、聯(lián)軸器、離合器等零部件組成的系統(tǒng)，用于傳遞動力和扭矩。軸系軸系中的各個組成部分，包括軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器等。軸系零部件用于支撐旋轉(zhuǎn)零件并傳遞動力和扭矩的圓柱形或圓錐形零件。軸用于支撐軸的旋轉(zhuǎn)運動，減少摩擦和磨損的零件。軸承軸系零部件的基本概念根據(jù)承載方式可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸；根據(jù)形狀可分為光軸、階梯軸、錐軸等。軸的類型根據(jù)摩擦性質(zhì)可分為滑動軸承和滾動軸承；根據(jù)承載方向可分為徑向軸承和推力軸承。軸承的類型根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器；根據(jù)連接方式可分為鍵連接聯(lián)軸器和無鍵連接聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的類型根據(jù)工作原理可分為摩擦離合器、牙嵌離合器和電磁離合器等。離合器的類型軸系零部件的類型及特點根據(jù)軸的承載能力和剛度要求進行設(shè)計，包括選擇材料、確定截面形狀和尺寸、進行強度校核等。軸的設(shè)計方法根據(jù)離合器的傳遞扭矩和分離要求進行設(shè)計，包括選擇離合器類型、確定離合器尺寸、進行熱平衡校核等。離合器的設(shè)計方法根據(jù)軸承的工作條件和要求進行設(shè)計，包括選擇軸承類型、確定軸承尺寸、選擇潤滑方式等。軸承的設(shè)計方法根據(jù)聯(lián)軸器的傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速要求進行設(shè)計，包括選擇聯(lián)軸器類型、確定聯(lián)軸器尺寸、進行平衡校核等。聯(lián)軸器的設(shè)計方法軸系零部件的設(shè)計方法06其他常用零部件設(shè)計常用零部件定義在機械設(shè)備中，除核心部件外，起到連接、支撐、密封、保護等作用的部件。常用零部件的重要性確保機械設(shè)備的正常運行，提高整體性能及穩(wěn)定性。常用零部件的基本概念如螺栓、螺母等，用于連接兩個或多個部件，具有標準化、互換性好的特點。緊固件支撐旋轉(zhuǎn)軸或軸的線性運動，減少摩擦和磨損，分為滾動軸承和滑動軸承。軸承防止流體或氣體泄漏，如O型圈、密封墊等，具有耐磨損、耐腐蝕等特點。密封件如齒輪、鏈條等，用于傳遞動力和扭矩，實現(xiàn)變速和變向。傳動件常用零部件的類型及特點設(shè)計步驟確定設(shè)計參數(shù)及要求，選擇合適的材料和制造工藝，進行詳細設(shè)計計算，校核和優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。設(shè)計注意事項考慮零部件的互換性和標準化，降低制造成本和維護難度；關(guān)注零部件的疲勞壽命和可靠性，確保設(shè)備長期穩(wěn)定運行。設(shè)計原則滿足功能需求，保證強度、剛度和穩(wěn)定性，考慮制造工藝和經(jīng)濟性。常用零部件的設(shè)計方法07案例分析與實踐應(yīng)用案例一某型號挖掘機設(shè)計案例二某型號工業(yè)機器人設(shè)計背景挖掘機是一種廣泛應(yīng)用于土方工程、礦山開采等領(lǐng)域的重型機械設(shè)備，其設(shè)計需要考慮多種因素，如工作環(huán)境、負載能力、穩(wěn)定性等。背景工業(yè)機器人是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一部分，其設(shè)計需要綜合考慮機械、電氣、控制等多個方面的因素。設(shè)計要求挖掘機需要具備高效、穩(wěn)定、安全的特點，同時滿足特定的挖掘深度和負載要求。設(shè)計要求工業(yè)機器人需要具備高精度、高速度、高穩(wěn)定性的特點，同時能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境和任務(wù)需求。案例介紹與背景分析設(shè)計思路首先進行需求分析，明確挖掘機的設(shè)計目標和工作條件；然后進行總體設(shè)計，確定挖掘機的整體結(jié)構(gòu)和布局；接著進行詳細設(shè)計，包括傳動系統(tǒng)、工作裝置、控制系統(tǒng)等的設(shè)計；最后進行仿真分析和優(yōu)化。結(jié)果展示經(jīng)過設(shè)計、仿真和優(yōu)化，最終得到了滿足設(shè)計要求的挖掘機模型。該模型在工作效率、穩(wěn)定性和安全性等方面均表現(xiàn)出色，得到了用戶的好評。案例分析過程及結(jié)果展示首先進行需求分析，明確工業(yè)機器人的設(shè)計目標和應(yīng)用場景；然后進行總體設(shè)計，確定工業(yè)機器人的整體結(jié)構(gòu)和運動方式；接著進行詳細設(shè)計，包括機械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等的設(shè)計；最后進行仿真分析和優(yōu)化。設(shè)計思路經(jīng)過設(shè)計、仿真和優(yōu)化，最終得到了滿足設(shè)計要求的工業(yè)機器人模型。該模型在精度、速度和穩(wěn)定性等方面均達到了預(yù)期目標，成功應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。結(jié)果展示案例分析過程及結(jié)果展示實踐應(yīng)用挖掘機設(shè)計案例已成功應(yīng)用于土方工程、礦山開采等領(lǐng)域，提高了工作效率和安全性。工業(yè)機器人設(shè)計案例已