$number{01}機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)2024-01-14匯報人：AA目錄機(jī)械設(shè)計概述機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)知識機(jī)械零件設(shè)計機(jī)械傳動設(shè)計軸系零部件設(shè)計液壓與氣壓傳動設(shè)計基礎(chǔ)01機(jī)械設(shè)計概述定義機(jī)械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。重要性機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要因素。機(jī)械設(shè)計的定義與重要性機(jī)械設(shè)計的歷史可以追溯到古代，如中國的指南車、記里鼓車等都是古代機(jī)械設(shè)計的杰作。隨著工業(yè)革命的興起，機(jī)械設(shè)計得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的設(shè)計理論和方法。歷史現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計已經(jīng)發(fā)展成為一個綜合性的學(xué)科，涉及力學(xué)、材料學(xué)、制造工藝學(xué)、控制理論等多個領(lǐng)域。同時，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計也實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化的發(fā)展。發(fā)展機(jī)械設(shè)計的歷史與發(fā)展分類根據(jù)設(shè)計對象的不同，機(jī)械設(shè)計可分為新型設(shè)計、繼承設(shè)計和變型設(shè)計3類。其中新型設(shè)計應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實驗證明是可行的新技術(shù)，設(shè)計過去沒有過的新型機(jī)械；繼承設(shè)計根據(jù)使用經(jīng)驗和技術(shù)發(fā)展對已有的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計更新，以提高其性能、降低其制造成本或減少其運(yùn)用費用；變型設(shè)計為適應(yīng)新的需要對已有的機(jī)械作部分的修改或增刪而發(fā)展出不同于標(biāo)準(zhǔn)型的變型產(chǎn)品。內(nèi)容機(jī)械設(shè)計的主要內(nèi)容包括總體設(shè)計、傳動設(shè)計、零件設(shè)計、裝配設(shè)計等方面。總體設(shè)計是確定機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)和工作原理；傳動設(shè)計是確定機(jī)械的傳動方式和傳動系統(tǒng)；零件設(shè)計是確定各個零件的形狀、尺寸和材料等；裝配設(shè)計是確定各個零件之間的裝配關(guān)系和裝配精度等。機(jī)械設(shè)計的分類與內(nèi)容02機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)知識123力學(xué)基礎(chǔ)知識動力學(xué)研究物體機(jī)械運(yùn)動與作用力之間的關(guān)系，包括動量定理、動量矩定理和動能定理等。靜力學(xué)研究物體在力系作用下的平衡條件，以及如何建立各種力系的平衡方程。運(yùn)動學(xué)研究物體的運(yùn)動規(guī)律，包括點的運(yùn)動學(xué)、剛體的基本運(yùn)動以及點的合成運(yùn)動。材料的疲勞與斷裂材料的力學(xué)性能材料的強(qiáng)度理論材料力學(xué)基礎(chǔ)知識研究材料在交變應(yīng)力作用下的疲勞破壞以及裂紋的擴(kuò)展和斷裂過程。研究材料在不同溫度、加載速度和應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性能，如彈性、塑性、蠕變等。探討材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的破壞規(guī)律，建立相應(yīng)的強(qiáng)度條件。機(jī)械制造工藝概述了解機(jī)械制造工藝的基本概念、分類和特點。毛坯制造與選擇熟悉毛坯的制造方法、選擇原則以及毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性。零件切削加工掌握零件切削加工的方法、切削用量和切削熱等基本概念，以及切削加工的工藝過程。零件的熱處理了解零件熱處理的目的、分類和基本工藝，以及熱處理對零件性能的影響。機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)知識03機(jī)械零件設(shè)計滿足機(jī)器或設(shè)備的整體功能要求，實現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動、動力和傳動等。零件設(shè)計的目的確保零件在預(yù)定工作條件下具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等，同時要考慮經(jīng)濟(jì)性、工藝性和環(huán)保性。設(shè)計原則明確設(shè)計任務(wù)和要求，進(jìn)行方案設(shè)計和比較，確定最佳方案后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，最后進(jìn)行校核和優(yōu)化。設(shè)計步驟零件設(shè)計的基本概念確保零件在承受載荷時不會發(fā)生破壞或過量變形。需要考慮靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度等方面。強(qiáng)度設(shè)計剛度設(shè)計設(shè)計方法保證零件在受力時不會發(fā)生過大彈性變形，以確保機(jī)器或設(shè)備的正常運(yùn)行和精度。通過力學(xué)分析、有限元分析等方法對零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計算，根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。030201零件的強(qiáng)度與剛度設(shè)計指零件在摩擦、磨損和潤滑條件下的耐久性能。耐磨性概念減少摩擦、降低磨損、提高潤滑效果，以延長零件使用壽命和提高機(jī)器或設(shè)備的可靠性。設(shè)計原則選擇合適的材料和熱處理方法，優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量，采用有效的潤滑和密封措施等。設(shè)計方法零件的耐磨性設(shè)計04機(jī)械傳動設(shè)計傳動類型根據(jù)工作原理和傳動方式的不同，傳動可分為摩擦傳動、嚙合傳動等。傳動將動力從動力源傳遞到工作機(jī)的過程，實現(xiàn)動力的轉(zhuǎn)換和傳遞。傳動比主動件與從動件的轉(zhuǎn)速或角速度之比，表示傳動的變速效果。傳動設(shè)計的基本概念

齒輪傳動設(shè)計齒輪類型根據(jù)齒形和齒向的不同，齒輪可分為直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、錐齒輪等。齒輪參數(shù)模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等是齒輪的基本參數(shù)，影響齒輪的承載能力和傳動效率。齒輪材料常用齒輪材料包括鋼、鑄鐵、銅合金等，選擇時需考慮強(qiáng)度、耐磨性等因素。根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，帶可分為平帶、V帶、多楔帶等。帶類型帶輪的直徑、寬度、槽型等參數(shù)需根據(jù)帶的類型和傳動要求進(jìn)行設(shè)計。帶輪設(shè)計為保證帶傳動的正常工作，需對帶進(jìn)行張緊和調(diào)整，以消除帶的松弛和打滑現(xiàn)象。張緊與調(diào)整帶傳動設(shè)計鏈輪設(shè)計鏈輪的齒形、齒數(shù)、節(jié)距等參數(shù)需根據(jù)鏈的類型和傳動要求進(jìn)行設(shè)計。潤滑與保養(yǎng)為保證鏈傳動的正常工作，需對鏈進(jìn)行定期潤滑和保養(yǎng)，以減小磨損和延長使用壽命。鏈類型根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)的不同，鏈可分為傳動鏈、輸送鏈等。鏈傳動設(shè)計05軸系零部件設(shè)計123根據(jù)軸的承載方式、轉(zhuǎn)速、剛度等要求，選擇合適的軸類型，如心軸、轉(zhuǎn)軸、傳動軸等。軸的類型與選擇根據(jù)軸的受力情況、耐磨性、抗疲勞性等要求，選擇合適的材料，并進(jìn)行相應(yīng)的熱處理。軸的材料與熱處理根據(jù)軸上零件的定位、固定、裝配和拆卸等要求，設(shè)計合理的軸結(jié)構(gòu)，如階梯軸、空心軸等。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的設(shè)計03軸承的潤滑與密封根據(jù)軸承的工作條件和使用要求，選擇合適的潤滑方式和密封裝置，確保軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和防止泄漏。01軸承的類型與選擇根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、載荷、剛度等要求，選擇合適的軸承類型，如滾動軸承、滑動軸承等。02軸承的校核計算根據(jù)軸承的額定動載荷、額定靜載荷等參數(shù)，進(jìn)行軸承的壽命計算、強(qiáng)度校核等。軸承的選用與校核根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、對中精度等要求，選擇合適的聯(lián)軸器類型，如剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器的類型與選擇根據(jù)軸的傳動方式、控制要求等，選擇合適的離合器類型，如牙嵌離合器、摩擦離合器等。離合器的類型與選擇根據(jù)聯(lián)軸器或離合器的額定轉(zhuǎn)矩、許用轉(zhuǎn)速等參數(shù)，進(jìn)行強(qiáng)度校核和壽命計算。同時，還需考慮其動態(tài)特性和對系統(tǒng)的影響。聯(lián)軸器與離合器的校核計算聯(lián)軸器與離合器的選用與校核06液壓與氣壓傳動設(shè)計基礎(chǔ)液壓傳動是利用液體作為工作介質(zhì)來傳遞動力和運(yùn)動的。其工作原理基于帕斯卡原理，即在一個封閉的液體系統(tǒng)中，壓力的變化會均勻地傳遞到液體的各個部分。通過液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，然后通過液壓缸或液壓馬達(dá)將液體的壓力能再轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而實現(xiàn)動力的傳遞和運(yùn)動的控制。液壓傳動的工作原理一個完整的液壓系統(tǒng)通常由動力元件（如液壓泵）、執(zhí)行元件（如液壓缸、液壓馬達(dá)）、控制元件（如方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥等）、輔助元件（如油箱、濾油器、冷卻器等）以及工作介質(zhì)（液壓油）等組成。液壓傳動的組成液壓傳動的工作原理及組成氣壓傳動的工作原理氣壓傳動是以壓縮空氣為工作介質(zhì)來傳遞動力和運(yùn)動的。其工作原理基于波義耳定律，即在溫度不變的情況下，氣體的體積與壓力成反比。通過氣源裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能，然后通過氣動執(zhí)行元件（如氣缸、氣動馬達(dá)等）將氣體的壓力能再轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而實現(xiàn)動力的傳遞和運(yùn)動的控制。氣壓傳動的組成一個完整的氣壓傳動系統(tǒng)通常由氣源裝置（如空氣壓縮機(jī)、儲氣罐等）、氣動執(zhí)行元件（如氣缸、氣動馬達(dá)等）、控制元件（如方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥等）、輔助元件（如消聲器、過濾器、油霧器等）以及工作介質(zhì)（壓縮空氣）等組成。氣壓傳動的工作原理及組成VS在液壓與氣壓傳動設(shè)計中，正確選用元件是保證系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。選用元件時需要考慮工作壓力、流量、溫度、介質(zhì)等參數(shù)以及元件的可靠性、經(jīng)濟(jì)性等因素。例如，在選擇液壓泵時需要考慮其工作壓力、流量以及轉(zhuǎn)速等參數(shù)；在選擇液壓缸時需要考慮其負(fù)載、速度以及安裝尺寸等