中国地质大学：《机械设计》课程教学资源（PPT课件）第02章 机械零件设计总论

第2章 机械零件设计概论 §2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械季件的计算准则 §2-7 机械季件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10机械零件设计中的标准化 §2-11机械现代设计方法简介 HIGHER EDUCATION PRESS

§2-1 机器的组成 §2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介 第2章 机械零件设计概论

§2-1 机器的组成 人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、 功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有 了完整的形态。 一台完整的机器的组成如下： 润滑、显示、照明等辅助部分 原动机部分 传动部分 执行部分 传感器 传感器 传感器 控制系统

潘存云教授研制 人们为了满足生产和生活的需要，研制了类型繁多、 功能各异的机器。尤其是蒸汽机出现之后，使机器具有 了完整的形态。 一台完整的机器的组成如下： 原动机部分 传动部分 执行部分 润滑、显示、照明等辅助部分 控 制 系 统 传感器 传感器 传感器 §2-1 机器的组成

原动部分 机器完成预定功能的动力源，最常见的是 内燃机、电动机。 执行部分 完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分 联接原动机和执行部分的中间部分。 控制部分 保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分— 将机器的工作参数，如位移、速度、加速 度、温度、压力等反馈给控制部分。 辅助部分 包括机器的润滑、显示、照明等。也是保 证机器正常工作不可缺少的部分

原动部分——机器完成预定功能的动力源，最常见的是 内燃机、电动机。 执行部分——完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分——联接原动机和执行部分的中间部分。 控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。 传感部分——将机器的工作参数，如位移、速度、加速 度、温度、压力等反馈给控制部分。 辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。也是保 证机器正常工作不可缺少的部分

§2-2 设计机器的一般程序 设计问题的综合性 机械设计 社会学 科学技术 工艺性 造型艺术 心理学 经济学 一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一环。 机械设计是一个创造性的工作过程， 实践经验是保证设计质量的重要因素。 因此，要求设计者特别注意经验的积累

§2-2 设计机器的一般程序 设计问题的综合性 社会学 心理学 经济学 科学技术 工艺性 造型艺术 机械设计 一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一环。 机械设计是一个创造性的工作过程， 实践经验是保证设计质量的重要因素。 因此，要求设计者特别注意经验的积累

设计机器并没有一个固定不变的程序，须视具体情况而定，在此 仅介绍较为典型的一般设计程序。 计划阶段 方案设计 信息反馈、修改 技术设计 技术文件的编制 部完整的机器是一个复杂的系统，要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序

设计机器并没有一个固定不变的程序，须视具体情况而定，在此 仅介绍较为典型的一般设计程序。 计划阶段 方案设计 技术设计 技术文件的编制 信 息 反 馈 、 修 改 一部完整的机器是一个复杂的系统，要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序

机械设计的一般过程： ▲计划阶段 方案设计阶段 ▲技术设计阶段 ▲技术文件编制阶段 一、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书

机械设计的一般过程： ▲ 计划阶段 ▲ 方案设计阶段 ▲ 技术设计阶段 ▲ 技术文件编制阶段 一、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书

机器的功能 经济性估计 设计任务书 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期 二、方案设计阶段 对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提 出实现方案。 在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、 理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。 以螺纹制造为例，有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分的工作原理也不同

设计任务书 机器的功能 经济性估计 制造要求的大致估计 基本使用要求 预计的设计周期 二、方案设计阶段 对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提 出实现方案。 在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、 理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。 一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。 以螺纹制造为例，有车削、滚压、板牙加工等方法。 方法不同，其执行部分的工作原理也不同。 因此，存在一个方案的比较和取舍问题

方案评价原则：经济性、技术上可行。 经济性一总费用最低。 费用 总费用 方案设计阶段要正确处理好 借鉴与创新的关系。 使用费用 设计起 造费用 同类机器的成功先例应 当借鉴，但其中的薄弱环节和 不符合现有任务要求的部分应 复杂程度 当加以改进或替换。 〔保守和照搬原有设计 坚决反对 一味求新而把合理的原有经验弃置不用 三、技术设计阶段 绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零 部件的外形、基本尺寸和零件工作图

潘存云教授研制 方案评价原则：经济性、技术上可行。 总费用 设计制 使用费用 造费用 费用 复杂程度 经济性——总费用最低。 方案设计阶段要正确处理好 借鉴与创新的关系。 同类机器的成功先例应 当借鉴，但其中的薄弱环节和 不符合现有任务要求的部分应 当加以改进或替换。 一味求新而把合理的原有经验弃置不用 保守和照搬原有设计 坚决反对 三、技术设计阶段 绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零 部件的外形、基本尺寸和零件工作图

为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作： (1)机器的运动学设计 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）】 求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）】 (2)器的动力学设计 计算构件所受公称载荷（名义载荷）大小和特性。 (3) 零件的工作能力设计 由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零 部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本尺 寸。 (4) 部件装配草图及总装配草图的设计 结构设计 (5)主要零件的校核计算 以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力 分析和工作能力校核计算

为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作： (1）机器的运动学设计 (2）机器的动力学设计 (3）零件的工作能力设计 (4）部件装配草图及总装配草图的设计——结构设计 (5）主要零件的校核计算 确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。 求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。 计算构件所受公称载荷（名义载荷）大小和特性。 由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则作零 部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的基本尺 寸。 以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力 分析和工作能力校核计算

四、技术文件编制 技术文件一用来说明产品性能、设计、制造、 操作使用、维护或其他所有与产品相关的文档资料。 设计说明书 使用说明书 零件明细表 技术文件 标准件汇总表 产品验收条件

四、技术文件编制 技术文件 设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表 产品验收条件 . 技术文件——用来说明产品性能、设计、制造、 操作使用、维护或其他所有与产品相关的文档资料