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机械设计基础习题及答案 PPT课件

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机械设计基础PPT完整全套教学课件

机械设计基础PPT完整全套教学课件
可靠性设计的方法和措施
介绍可靠性设计的方法和措施，如故障模式与影响分析、故障树分析、可靠性分配与预 计等。
可靠性设计在机械设计中的应用案例
通过具体案例介绍可靠性设计在机械设计中的应用，如航空发动机设计、汽车制动系统 设计等。
05
材料力学在机械设计中的应用
材料力学基本概念及原理回顾
02
01
03
材料力学的定义和研究对象
THANK YOU
感谢聆听
机械设计基础PPT完整全套教 学课件
目
CONTENCT
录
• 机械设计概述 • 机械零件与传动系统 • 机械制造工艺与装备 • 机械设计方法学 • 材料力学在机械设计中的应用 • 现代机械设计技术发展趋势
01
机械设计概述
机械设计定义与目的
定义
机械设计是机械工程的重要组成部分，是根据使用要求对专用机械 的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的 材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化 为具体的描述，以作为制造依据的工作过程。
人工智能在机械设计领域应用前景
人工智能概述
人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方 法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能在机械设计中的应用
通过机器学习、深度学习等技术，实现智能设计、智能优化等功能， 提高设计质量和效率。
人工智能与机械设计的未来发展
随着技术的不断进步，人工智能将在机械设计领域发挥越来越重要 的作用，实现更加智能化、自动化的设计过程。
包括原动机、传动装置和工作机三 部分。
100%
工作原理
通过传动装置将原动机的动力和运 动传递给工作机，使其完成预定的 工作。

机械设计基础PPT完整全套教学课件

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的强度和刚度。
优化设计
在满足强度要求的前提下，通过改 进结构形状、减轻重量、降低应力 集中等措施，提高零件的承载能力 和使用寿命。
疲劳强度分析
针对承受交变载荷的零件，进行疲 劳强度分析和寿命预测，确保其在 长期使用过程中不发生疲劳破坏。
03
连接件与紧固件设计
螺纹连接件设计原理及选型
螺纹连接件基本概念
06
液压与气压传动系统设计基础
液压传动系统工作原理及组成
液压泵
将机械能转换为液压 能的装置，提供动力 源。
液压马达和液压缸
将液压能转换为机械 能的执行元件，实现 往复或旋转运动。
控制阀
控制液压系统中油液 的流动方向、压力和 流量，以满足执行元 件的动作要求。
辅助元件
包括油箱、滤油器、 冷却器、加热器等， 保证系统正常工作。
机械设计基础PPT完整全套教学 课件
• 机械设计概述 • 机械零件设计基础 • 连接件与紧固件设计 • 传动装置设计基础 • 轴系零部件设计基础 • 液压与气压传动系统设计基础 • 总结回顾与拓展延伸
01
机械设计概述
机械设计定义与分类
定义
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方 式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润 滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以 作为制造依据的工作过程。
实际案例分析与讨论
典型机械产品的设计 案例解析
机械设计中的创新思 维和实践
实际工程问题的分析 和解决方案
行业前沿动态分享
机械设计领域的最新研究成果和趋势 智能制造、数字化和绿色制造等新技术在机械设计中的应用
机械设计面临的挑战和机遇
THANK YOU

机械设计基础常见计算题及详细答案 ppt课件

机械设计基础常见计算题及详细答案 ppt课件

k 1 q 1 1 0.86 1.47 - 1 1.40
2、 尺寸系数 ：
由附图 3 - 2 0.77
0.87
3、 表面质量系数 ： 由附图 3 - 4 0.81
4、 强化系数 ： q 1
弯曲疲劳极限综合影响
系数 ：
k
1 .69 0 .77
1 0 .81
(1)将大带轮基准直径dd2减小到280mm；
(2)将小带轮基准直径ddl增大到200mm；
(3)将鼓轮直径D增大到350mm。
dd 02dd1D40 2 00 3 05 10 .4
d d0
202d 02 /11/29 d1
D 0 281 042 050
12
解：
仅从运动学的角度来看三种方案都可以提高生产率，而且 提高的幅度是相同的。
1 1 1
2 .49
剪切疲劳极限综合影响
2020/11/29
系数 ：
k
1 .40 0 .87
1 0 .81
1 1 1
1 .84
6
3-20 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：σs=360MPa，σ1=300 MPa，ψσ=0.2。已知零件上的最大工作应力σmax=190MPa， 最小工作应力σmin=110MPa，应力变化规律为σm=常数，弯曲疲 劳极限的综合影响系数Kd=2.0，试分别用图解法和计算法确定该 零件的计算安全系数。
dd 02dd1D4 dd2 dd 0 1 D 0 2
0 2 00 3 05 10 .4 81 042 050
但随着工作机功率的增加，带传动的功率成为关键环节。
方案一：仅使包角α1略有增加，但带速没有增加，小轮的 弯曲应力没有减小，带的传动功率没有根本改善。

机械设计基础课后答案.pptx

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➢ 该机构为Ⅲ 级机构； 2
➢思考：取构件3为原动件
Ⅲ级组
Ⅱ级组 87
补充题：求C、E点的速度vC、vE 和加速度aC、aE
解：
已知： 1 = 100 rad/s ；机构尺寸如图示；
(1) 速度分析
➢ 速度矢量方程： vC vB vCB
方程中各矢量分析：
vB = 0.03 100
vB
= 3 m/s ；
方程中各矢量分析：
其余各加速度矢量如图示：
aC 的方向
aCt B 的方向
➢加速度图解
比例尺：a = 0.1；
➢结果：见图示(单位：m/s2)
aC 的方向
aCt B 的方向
题4.10 解：
比例尺：1:1 ；
AC’ AC”
题4.10 解：
比例尺：1:1 ；
题4.10
解：
➢比例尺：1:1 ； ➢取lAB = 50，在CD上任取一
有密封要求：F0' (1.5 ~ 1.8)F 1.8F 7068
➢定螺栓的轴向总载荷： F F F0' 3927 7068 10995 N
➢当 lAB 50时， lBC和lCD应为：
lBC lAB BC , lCD lAB CD
50
50
题5.5 解：
题5.6
解：
比例尺： l = 1:1 ；
题6.3 (将题目中的 =1441 rad/s 改为 =1.441 rad/s)
解：
➢运动特性系数：
t2 t1
K
z2 2z
2
6 2
6 2
2 6
1 3
;
得： t2
1 3
t1
又由题意有：t = t1 t2 ； 联立两式得： t = 2t2 ；即 t2= t/2 = 1 s ； 由此得： t1 = 3t2 = 3 s ； ➢拨盘的转速：n1 = 60/t1 = 60/3 =20 r/min

机械设计基础ppt课件完整版

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。
齿轮传动设计
选择合适的齿轮类型和材料； 确定齿轮模数、齿数和压力角 ；进行齿轮的强度校核和优化 设计。
链传动设计
选择合适的链型和链轮材料； 确定链轮齿数、链节距和中心 距；进行链的张紧和调整。
液压传动设计
选择合适的液压泵和液压马达 ；确定系统工作压力和流量；
进行系统布局和管道设计。
04
液压与气压传动设计 基础
精度设计的意义
确保产品性能和质量，提高生产效率，降低成本，增强产品竞争力。
公差配合的原理与方法
公差配合的定义
公差配合是指通过合理确定零部 件的尺寸公差和配合公差，保证 零部件在装配和使用过程中具有 互换性、稳定性和可靠性的过程
。
公差配合的原理
基于互换性、稳定性和可靠性的 要求，通过尺寸链的计算和公差 分配，实现零部件之间的精确配
机械零件的强度与刚度设计
强度设计
根据零件的受力情况和材料性能，进 行应力分析和强度校核，确保零件在 正常工作条件下不会发生破坏。
疲劳强度设计
针对承受交变应力的零件，进行疲劳 强度分析和设计，提高零件的疲劳寿 命。
刚度设计
考虑零件的变形对机器性能的影响， 进行刚度分析和校核，保证零件的变 形在允许范围内。
液压与气压传动的原理与特点
液压传动原理
利用液体的压力能进行动力传递。
气压传动原理
利用气体的压力能进行动力传递。
液压传动的特点
传动平稳、调速方便、易于实现自动化等。
气压传动的特点
动作迅速、反应快、维护简单等。
液压与气压传动的设计方法与步骤
设计方法
根据实际需求选择合适的传动方式， 进行系统设计。
设计步骤
07
机械设计中的创新方 法与实例

机械设计基础习题含答案

机械设计基础习题含答案

《机械设计基础课程》习题第1章机械设计基础概论1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4 常见的零件失效形式有哪些？1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。

第2章现代设计方法简介2-1 简述三维CAD系统的特点。

2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。

2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。

2-4 优化设计的一般过程是什么？2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。

2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。

第3章平面机构的组成和运动简图3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。

3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3-4 计算自由度时需注意那些事项？3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。

若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

3-10 计算图a、b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。

并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

(完整版)机械设计基础课后习题答案.

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第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。

设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。

试分析此方案有无结构组成原理上的错误。

若有，应如何修改？习题3-5图习题3-5解图(a) 习题3-5解图(b) 习题3-5解图(c) 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：14233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。

解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。

其自由度为：115243 2345=-⨯-⨯=--=P P n F ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。

其自由度为：123233 2345=-⨯-⨯=--=P P n F 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。

习题3-6(a)图 习题3-6(d)图解(a) 习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。

自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。

自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。

解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。

当满足BE =BC =CD =DE ，AB =AD ，AF =CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) 1072532345=-⨯-⨯=--=P P n FB 为复合铰链，移动副E 、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。

《机械设计基础》全套PPT课件(完整版)

《机械设计基础》全套PPT课件(完整版)

机械设计基础全套PPT课件（完整版）简介《机械设计基础》是一门介绍机械设计基本理论和方法的课程。

本套PPT课件是全套课程的完整版，旨在帮助学生全面了解机械设计的基础知识和技术，培养学生的机械设计能力。

课件目录1.机械设计基础概述–机械设计概述–机械设计的重要性–机械设计的基本流程2.材料与力学基础–材料工程概述–材料的力学性能–弹性力学基础–塑性力学基础3.物体的几何参数–几何图形的表示方法–构建三维几何模型–几何参数的计算与分析4.连接零件的设计–轴的设计–轴承的选择与设计–轴承的寿命计算5.传动装置的设计–齿轮传动–带传动–传动装置的计算与优化6.结构件的设计–结构件的设计原则–加工工艺与工装设计–结构件的计算与优化7.机械设计的检查与验证–设计的检查原则–设计验证的方法–机械设计的可靠性分析8.机械设计的案例分析–常见机械设计案例分析–机械设计的创新与应用学习建议1.注重课堂笔记的整理，重点记录课程重要概念和公式。

2.完成课后习题和实践任务，巩固所学知识。

3.多查阅相关参考书籍和资料，拓宽机械设计的知识面。

4.参加实验室和工程实习，锻炼机械设计实际操作能力。

5.加强与同学的讨论和交流，共同学习、提高。

结语《机械设计基础》全套PPT课件是学习这门课程的重要辅助资料，帮助学生快速全面掌握机械设计的基础理论和方法。

通过学习本课程，学生能够了解机械设计的基本原理，掌握机械设计的基本流程和方法，并在实际应用中能够独立进行机械设计与分析。

希望本套课件对学生的机械设计学习有所帮助，祝愿大家学习顺利！。

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P23 P24
P12
P24 P12
P13
P23
P12→∞
P14
P14 ∞
P34
P23
P34 ∞
P13 ∞
↑∞
题3-3 vp15=w1
2-4 P23C
B
P13 A
ω1 P12
解：根据三心定理求得P12
则在P12处V1 V2 1lAP12 10 0.025 0.25 m s
2
V2 lCP12
AC2'
2
24.75
49.5(mm)
3-9设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数 K=1.5，滑块的行程lc1c2=50mm,e=20mm,求lAB、lBC。
解：
1计算极位夹角
180 K 1 36 K 1
l
1
mm mm
2作C1C2
50mm
作OC1C2 OC2C1 90 54得O点
确定3
3
2
VC 2 B lC 2B
(bc2 )v lC 2B
37.5 0.0067 2秒1 0.124
由VC
2
的代
B
表向量bc2知3的方
向为逆
时针。
（4）求aD , aE ,3.
aB
aBn
l
2
AB 1
0.03102
3米 / 秒2。
由aC 2 aB aCn 2B aCt 2B aC3 aCr 2C3 aCk 2C3 求aC 2
a
d '
2 4
lCD
？
aC a c' 9.5 m s2
lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mmllDE=40mm,φ1=45º,等角 速度ω1=10rad/s,求E、D的速度和加速度,构件3的角 速度和角加速度.
解：（1）选取l 0.002米/mm作机构运动简图。
（2）解题步骤为：VB VC2 (VD ,VE )及aB aC2 (aD , aE )
10 0.02 cos45 0.14 m s 逆
当 90时
V2 V1 0
3-6
3-6 以AF1为基准,将机构的第二个位置AF2C2D刚化 绕A逆时针反转,得反转点C`2,连C`2C1作其垂直 平分线,垂直平分线与AF1线的交点,即为所求点 B1点,连AB1C1D即为要求的铰链四杆机构.
习题 1.画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
(a)
(b)
(c)
1-6自动倾卸机构
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭 头表示。
3-3
当滑块 C至左极限和右极限位置时,曲柄与连杆在两共线位置, 曲柄在两位置的极位夹角θ=0,K=1,滑块的压力角在0~αmax 之间变化.
AC1 b a lBC lAB 25
AC2 b a lBC lAB 68
l BC
AC1
2
AC2
25 68 2
46.5(mm)
lAB 46.5 25 21.5
VC2 lCD
? 12 lAB
VC2B lCB
?
求得e΄
aFn aFt aE aFnE aFt E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
VF2 lFG
? e' a
VF2E lFE
?
5
aFt lFG
f '" f ' a
lFG
22 rad s2
将 f "' f '移至F知5逆时针
2-9
aFn 3 aFt 3 aF1 aF 3F1 aFk 3F1
F→E ⊥FE F→A ∥AF ⊥f1f3
VF21 lFE
？ 12 lFA
？ 21VF 3F1
aC aB aCnB aCt B aD aCnD aCt D
B→A C→B ⊥CB π→d’ C→D ⊥CD
12 lAB 52 lBC ？
VC VD VCD VB VCB
P→d ⊥CD P→b ⊥CB
pd v ? 1 lAB
?
VC
v pc 0.45m s
4
VCD lCD
8.7 rad s ，
3
VF3 lFE
pf3 lFE
20.3，逆
5
VCB lCB
1rad
s ，顺
求加速度
根据影像法求 aD、aB
aF1 aF3 aD aD aC aB
情况一： AA
C2 C1
a b, ba
AC2
86,
AC1
36
a
l
AC2
2
AC1
2
25
50(mm)
b
l
AC2
2
AC1
2
61
122(mm)
情况二： A A
C1' C2'
a b, ba
AC1'
36,
AC2'
13.5
a
l
AC1'
2
AC2'
2
11.25
22.5(mm)
b
l
AC1'
2
以AF2为基准,将机构的第1个位置AF1C1D刚化绕 A顺时针反转,得反转点C`1,连C`1C2作其垂直平 分线,垂直平分线与AF2线的交点,即为所求点B2 点,连AB2C2D即为要求的铰链四杆机构.
3-7图示用铰链四杆机构作为加热炉门的起闭机构。炉门上两 铰链的中心距为50 mm,炉门打开后成水平位置时，要求炉门 的外边朝上，固定铰链装在y-y轴线上，其相互位置的尺寸如 图上所示。试设计此机构。
根据速度影像求 VE
VF VE VFE
⊥GF P→e ⊥FE
？ Pev ？
5
fp v
lGF
1.7 rad s 将pf
移至F点知顺时针
2）求加速度 aB aC aE aF 5 加速度影像法求 aE
aCn aCt aB aCnB aCt B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
(3）求VD ,VE，3。
VB l AB 1 0.0310 0.3米/秒
取pb
45毫米表示VB，则v
0.3 45
0. 0067 米毫/米秒 。
由VC2 V BVC2B VC3 VC2C3 求VC3
AB, C2B // C2B
pb bc2
c3c2
式中VC3 0
作速度多边形pbc2,然后按速度影象法，作Δbec2∽ΔBEC得 e点，再从e点作ed⊥bc2得d点，则 VE=(pe)μv=26×0.0067=0.1742m/s指向如图。 VD=(pd)μv=34×0.0067=0.2278m/s指向如图
0.25 2.351逆 0.105
2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，
lA0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。
解：
当 0时， V2 V1 1 lOA
10 0.02 0.2 m s 向上
当 45时 V2 V1 1 lOA cos45
VB1 VB2 构件2与构件3在B处形成重合点
求加速度
待求点 B3 为动点，求 VB3
VB3 VB2 VB3B2
//导路 ⊥AB ⊥导路
？
1 lAB
？
aB3
aB2
ar B3B2
//导路 B→A ⊥导路
？ 12 lAB ？
aB2 202 lAB 400 0.05 20 m s2
作加速度多边形：
作加速度多边形b'c2''c2' k '.
根据加速度影象法求得aE=2.8m/s2指向如图,aD=2.6m/s2指向 如图
3
2
aCt 2B lC 2B
c2''c2' a
lC 2B
8.rad
/ s2
顺时针方向。
习题
P13 ∞
1.试求出下列机构中的所有速度瞬心。
P23 P13 P12
P34 P24 P14
VB2 1 lAB 20 0.05 1m s 取v作速度多边形VB3 v pb3 0.72
aB3 a b3' 14 m s
方向水平向左
2-10
VB
1
l
方向
AB
AB
VF1 VF3 VD VC
VB VC
VF3 VF1 VF3F1
⊥FE ⊥FA ∥AF ? 1 lAF ?
根据速度 影像法求 VD
解：l
2
mm mm
作图法：求得
lAB l 34 68 lCD l 53 106 lAD l 46 92
3-8 作机架AD连线，作摇杆的一个与 机架成45°角的极限位置C1连AC1 且作θ角与摇杆轨迹交点即为摇 杆另一极限位置C2。
解： 180 K 1 36,
K 1
取l
2
mm mm
B A, C2 B C2B
// C2B
C2B
b' b'c2ห้องสมุดไป่ตู้'
c2'' c2'
k 'c2'
k '
式中，aC3 0
aCn 2B
lC
2
2
B2
0.124 4
0.5m / s2,
ak C 2C 3
23VC 2C3
2 2 0.1775
0.71m
/
s2.
选取a