第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論一.機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求:

機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)是在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展所能達(dá)到的條件下,根據(jù)用戶或市場的需要提出的.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下的基本要求:1.使用要求設(shè)計(jì)的機(jī)械零件應(yīng)在規(guī)定條件下,規(guī)定的壽命期限內(nèi),實(shí)現(xiàn)規(guī)定的功能和效率,有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的.2.經(jīng)濟(jì)性要求經(jīng)濟(jì)性要求體現(xiàn)在設(shè)計(jì),制造和使用的全過程中,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面綜合的考慮.

提高經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有:(1)采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)最優(yōu)化,保證產(chǎn)品可靠性.(2)采用標(biāo)準(zhǔn)化,系列化和通用化的零,部件.(3)采用新技術(shù),新工藝,新結(jié)構(gòu)和新材料.(4)改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性,使其用料少,易加工,易裝配.

3.勞動(dòng)保護(hù)要求:(1)是產(chǎn)品操作方便,安全.

設(shè)計(jì)時(shí)按照人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)盡可能減少操作手柄的數(shù)量,操作手柄和按鈕等應(yīng)放置在便于操作的位置,合理規(guī)定操作時(shí)的驅(qū)動(dòng)力,操作方式要符合人們的心理和習(xí)慣,設(shè)置完善的安全防護(hù)與保安裝置,報(bào)警裝置和顯示裝置等.(2)改善操作者使用環(huán)境降低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲,防止有毒,有害介質(zhì)的滲漏,對廢氣,廢液,廢水進(jìn)行合理治理.4.可靠性要求可靠性要求指在規(guī)定的使用壽命內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境條件下,機(jī)械能夠正常工作的一定概率.(5)提高產(chǎn)品的機(jī)械化和自動(dòng)化水平,提高產(chǎn)品的使用效率.(6)選用高效率的傳動(dòng)系統(tǒng),降低能源消耗.

二.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程可分為四個(gè)階段:1.可行性研究對產(chǎn)品的預(yù)期需要,工作條件和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,確定設(shè)計(jì)任務(wù)要求,提出功能性的主要設(shè)計(jì)參量,論證設(shè)計(jì)的必要性和先進(jìn)性,提出可行性設(shè)計(jì)方案.2.方案設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書要求構(gòu)思原理方案,確定功能參數(shù),采用最優(yōu)方案.3.技術(shù)設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)方案的目標(biāo),完成總體設(shè)計(jì)及零,部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。完成方案的結(jié)構(gòu)化,從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算.4.改進(jìn)設(shè)計(jì)根據(jù)加工制造,樣機(jī)實(shí)驗(yàn),技術(shù)檢測,使用操作,產(chǎn)品鑒定分析和市場等環(huán)節(jié)反饋信息對產(chǎn)品作改進(jìn)技術(shù)或技術(shù)處理,以確保產(chǎn)品質(zhì)量,并完善前期設(shè)計(jì)中的不足.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程如下圖所示:

第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:1.實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.滿足強(qiáng)度要求的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.滿足剛度結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.考慮加工工藝的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.考慮裝配的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.考慮造型設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

1.實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則明確功能:

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要根據(jù)其在機(jī)器中的功能和與其他零部件相互的連接關(guān)系，確定參數(shù)尺寸和結(jié)構(gòu)形狀。零部件主要的功能有承受載荷、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以及保證或保持有關(guān)零件或部件之間的相對位置或運(yùn)動(dòng)軌跡等。功能的合理分配

:

產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)具體情況，通常有必要將任務(wù)進(jìn)行合理的分配，即將一個(gè)功能分解為多個(gè)分功能。每個(gè)分功能都要有確定的結(jié)構(gòu)承擔(dān)，各部分結(jié)構(gòu)之間應(yīng)具有合理、協(xié)調(diào)的聯(lián)系，以達(dá)到總功能的實(shí)現(xiàn)。如多結(jié)構(gòu)零件承擔(dān)同一功能可以減輕零件負(fù)擔(dān)，延長使用壽命。功能集中：

為了簡化機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，降低加工成本，便于安裝，在某些情況下，可由一個(gè)零件或部件承擔(dān)多個(gè)功能。功能集中會(huì)使零件的形狀更加復(fù)雜，但要有度，否則反而影響加工工藝、增加加工成本，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況而定。

2.滿足強(qiáng)度要求的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

減小應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)在結(jié)構(gòu)上采取措施，使力流轉(zhuǎn)向平緩。應(yīng)力集中是影響零件疲勞強(qiáng)度的重要因素。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免或減小應(yīng)力集中。如增大過度圓角、采用卸載結(jié)構(gòu)等.等強(qiáng)度準(zhǔn)則

零件截面尺寸的變化應(yīng)與其內(nèi)應(yīng)力變化相適應(yīng)，使各截面的強(qiáng)度相等。按等強(qiáng)度原理設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，材料可以得到充分的利用，從而減輕了重量、降低成本。如懸臂支架、階梯軸的設(shè)計(jì)等。如下圖所示.

使載荷平衡結(jié)構(gòu)在機(jī)器工作時(shí)，常產(chǎn)生一些無用的力，如慣性力、斜齒輪軸向力等，這些力不但增加了軸和軸襯等零件的負(fù)荷，降低其精度和壽命，同時(shí)也降低了機(jī)器的傳動(dòng)效率。載荷平衡就是指采取結(jié)構(gòu)措施部分或全部平衡無用力，以減輕或消除其不良的影響。這些結(jié)構(gòu)措施主要采用平衡元件、對稱布置等。

例如，同一軸上的兩個(gè)斜齒圓柱齒輪所產(chǎn)生的軸向力，可通過合理選擇輪齒的旋向及螺旋角的大小使軸向力相互抵消，使軸承負(fù)載減小。如下圖所示。

4.考慮加工工藝的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

3.滿足結(jié)構(gòu)剛度的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

為保證零件在使用期限內(nèi)正常地實(shí)現(xiàn)其功能，必須使其具有足夠的剛度。

機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是：保證功能的實(shí)現(xiàn)，使產(chǎn)品達(dá)到要求的性能。但是，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果對產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)成本及質(zhì)量有著不可低估的影響。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)力求使產(chǎn)品有良好的加工工藝性。所謂好的加工工藝指的是零部件的結(jié)構(gòu)易于加工制造，任何一種加工方法都有可能不能制造某些結(jié)構(gòu)的零部件，或生產(chǎn)成本很高，或質(zhì)量受到影響。因此，對于設(shè)計(jì)者認(rèn)識一種加工方法的特點(diǎn)非常重要，以便在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)盡可能的揚(yáng)長避短。實(shí)際中，零部件結(jié)構(gòu)工藝性受到諸多因素的制約，如生產(chǎn)批量的大小會(huì)影響坯件的生成方法；生產(chǎn)設(shè)備的條件可能會(huì)限制工件的尺寸；此外，造型、精度、熱處理、成本等方面都有可能對零部件結(jié)構(gòu)的工藝性有制約作用。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮上述因素對工藝性的影響。

5.考慮裝配的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

合理劃分裝配單元

整機(jī)應(yīng)能分解成若干可單獨(dú)裝配的單元（部件或組件），以實(shí)現(xiàn)平行且專業(yè)化的裝配作業(yè)，縮短裝配周期，并且便于逐級技術(shù)檢驗(yàn)和維修。使零部件得到正確安裝

保證零件準(zhǔn)確的定位。如下圖所示的兩法蘭盤用普通螺栓連接。下圖左圖所示的結(jié)構(gòu)無徑向定位基準(zhǔn)，裝配時(shí)不能保證兩孔的同軸度；右圖以相配的圓柱面作為定位基準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)合理。

避免雙重配合。圖(a)中的零件A有兩個(gè)端面與零件B配合，由于制造誤差，不能保證零件A的正確位置。圖(b）結(jié)構(gòu)合理。

防止裝配錯(cuò)誤。下圖所示軸承座用兩個(gè)銷釘定位。圖(a)中兩銷釘反向布置，到螺栓的距離相等，裝配時(shí)很可能將支座旋轉(zhuǎn)180°安裝，導(dǎo)致座孔中心線與軸的中心線位置偏差增大。因此，應(yīng)將兩定位銷布置在同一側(cè)，或使兩定位銷到螺栓的距離不等.

使零部件便于裝配和拆卸

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證有足夠的裝配空間，如扳手空間；避免過長配合以免增加裝配難度，使配合面擦傷，如有些階梯軸的設(shè)計(jì)；為便于拆卸零件，應(yīng)給出安放拆卸工具的位置.

6.考慮造型設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則

尺寸比例協(xié)調(diào)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意保持外形輪廓各部分尺寸之間均勻協(xié)調(diào)的比例關(guān)系，應(yīng)有意識地應(yīng)用"黃金分割法"來確定尺寸，使產(chǎn)品造型更具美感。形狀簡單統(tǒng)一機(jī)械產(chǎn)品的外形通常由各種基本的幾何形體（長方體、圓柱體、錐體等）組合而成。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使這些形狀配合適當(dāng)，基本形狀應(yīng)在視覺上平衡，接近對稱又不完全對稱的外形易產(chǎn)生傾倒的感覺；盡量減少形狀和位置的變化，避免過分凌亂；色彩、圖案的支持和點(diǎn)綴在機(jī)械產(chǎn)品表面涂漆，除具有防止腐蝕的功能外，還可增強(qiáng)視覺效果。恰當(dāng)?shù)纳士墒共僮髡哐劬Φ钠诔潭冉档停⒛芴岣邔υO(shè)備顯示信息的辨別能力。

舒服的色彩大約位于從淺黃、綠黃到棕的區(qū)域。這個(gè)趨勢是漸暖，正黃正綠往往顯得不舒服；強(qiáng)烈的灰色調(diào)顯得壓抑。對于冷環(huán)境應(yīng)用暖色，如黃、橙黃和紅。對于熱環(huán)境用冷色，如淺藍(lán)。

另外，通過一定的色彩配置可使產(chǎn)品顯得安全、穩(wěn)固。將形狀變化小的、面積較大的平面配置淺色，而將運(yùn)動(dòng)、活躍輪廓的元件配置深色；深色應(yīng)安置于機(jī)械的下部，淺色置于上部。

小結(jié):

因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤或不合理，可能造成零部件不應(yīng)有的失效，使機(jī)器達(dá)不到設(shè)計(jì)精度的要求，給裝配和維修帶來極大的不方便。所以這就要求我們在日常的工作學(xué)習(xí)中注重實(shí)踐與總結(jié),以期達(dá)到完美的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).

第三章機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)1、按所用的燃料分：（1）液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)

（2）氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)：壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)液化石油氣發(fā)動(dòng)機(jī)2、按發(fā)火方式分:（1）點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（如汽油機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)）（2）壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)（如柴油機(jī)）。一.內(nèi)燃機(jī)的分類:

3、按工作循環(huán)的沖程數(shù)分：（1）四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（2）二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

4、按冷卻方式分：（1）水冷發(fā)動(dòng)機(jī)（2）風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)5、按進(jìn)氣方式分：（1）自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)（2）強(qiáng)制吸氣式

6、按氣缸數(shù)分：（1）單缸發(fā)動(dòng)機(jī)(2）多缸發(fā)動(dòng)機(jī)

7、按氣缸排列方式分：（1）單列發(fā)動(dòng)機(jī)：直立式發(fā)動(dòng)機(jī)、平臥式發(fā)動(dòng)機(jī)（2）雙列發(fā)動(dòng)機(jī)：V型發(fā)動(dòng)機(jī)、水平對置式發(fā)動(dòng)機(jī)

二.內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造及工作循環(huán)構(gòu)造及術(shù)語:往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)上死點(diǎn)與下死點(diǎn)壓縮比

內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán):顎圓循環(huán)狄塞爾循環(huán)雙燃循環(huán)

3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置

3-5汽油引擎之主要裝置汽缸蓋與汽缸體汽缸蓋水冷式汽缸體

3-5汽油引擎之主要裝置汽缸蓋與汽缸體氣冷式汽缸體濕式（左圖）及乾式（右圖）汽缸體

3-5汽油引擎之主要裝置曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)活塞與活塞環(huán)

3-5汽油引擎之主要裝置曲柄連桿機(jī)構(gòu)橢圓形活塞活塞裙裂槽設(shè)計(jì)

3-5汽油引擎之主要裝置曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲軸總成飛輪的構(gòu)造

3-5汽油引擎之主要裝置汽門機(jī)構(gòu)汽門機(jī)構(gòu)－頂置汽門式凸輪軸

3-5汽油引擎之主要裝置汽門機(jī)構(gòu)頂上汽門式汽門機(jī)構(gòu)頂上凸輪軸式汽門機(jī)構(gòu)

3-5汽油引擎之主要裝置化油器燃料供給系統(tǒng)與廢氣排放系統(tǒng)燃料供給系統(tǒng)濕式與乾式空氣清濾器

3-5汽油引擎之主要裝置化油器燃料供給系統(tǒng)與廢氣排放系統(tǒng)文氏管效應(yīng)與化油器構(gòu)造進(jìn)排氣管岐管構(gòu)造

3-6柴油引擎之主要裝置供油泵單作用式供油泵雙作用式供油泵

3-5汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統(tǒng)直接噴射進(jìn)氣口噴射節(jié)氣門噴射

3-5汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統(tǒng)1.汽油2.空氣3.節(jié)氣門4.進(jìn)氣岐管5.噴嘴6.引擎機(jī)體單點(diǎn)噴射與多點(diǎn)噴射

3-5汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統(tǒng)機(jī)械控制式噴射

3-5汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統(tǒng)電子機(jī)械式噴射系統(tǒng)電腦汽油噴射裝置

3-5汽油引擎之主要裝置潤滑系統(tǒng)潤滑油路循環(huán)系統(tǒng)

3-5汽油引擎之主要裝置冷卻系統(tǒng)氣冷式冷卻系統(tǒng)水冷式冷卻系統(tǒng)

3-5汽油引擎之主要裝置點(diǎn)火系統(tǒng)白金點(diǎn)火系統(tǒng)起動(dòng)系統(tǒng)起動(dòng)系統(tǒng)

3-6柴油引擎之主要裝置