机械设计基础概论

机械设计基础概论1. 引言机械设计是工程设计中的一个重要领域，它涉及到机械元件和系统的设计原理、方法和技术。

机械设计的目标是通过合理的设计来实现机械系统的功能，并满足性能、质量、可靠性和经济性等方面的要求。

本文将介绍机械设计的基础概念、设计流程以及常见的机械设计方法。

2. 机械设计的基础概念2.1. 设计需求机械设计的第一步是明确设计的需求。

设计需求包括产品的功能要求、性能要求、质量要求、可靠性要求、工艺要求等。

设计需求的明确对于后续的设计工作非常重要，只有明确需求，才能有针对性地进行设计。

2.2. 设计原则在机械设计中，有一些基本的设计原则需要遵循：•功能原则：设计的产品应能满足预定的功能需求。

•强度原则：设计的产品应具有足够的强度和刚度，以保证在使用过程中不发生破坏或变形。

•可制造性原则：设计的产品应具备可生产和可加工的特性。

•经济性原则：设计的产品应具备较低的制造成本和运营成本。

2.3. 设计步骤机械设计的一般步骤包括：需求分析、构思设计、详细设计、制造以及测试验证。

这些步骤一般是逐步进行的，每个步骤都具有特定的目标和任务。

在需求分析阶段，需要明确产品的功能需求和性能需求；在构思设计阶段，需要产生多个概念设计方案，并进行比较评估；在详细设计阶段，需要进行工程计算和绘图，确定具体的零部件尺寸和结构；制造阶段则是实际加工制造零部件和组装成整体产品；最后，在测试验证阶段，需要对产品进行性能测试和功能验证。

3. 机械设计方法3.1. 经验设计法经验设计法是一种基于经验和直觉的设计方法。

通过参考类似产品的设计经验和实践，来完成设计工作。

这种方法适用于一些简单的设计问题，但在复杂的设计问题中可能存在不足。

3.2. 可行性设计法可行性设计法是一种探索性的设计方法。

它通过对各种可能的设计方案进行分析和评估，以确定哪种方案最为可行。

这种方法可以在设计的早期阶段就能够发现可能存在的问题和风险。

3.3. 参数化设计法参数化设计法是一种基于参数化建模的设计方法。

机械设计基础课件!设计概论Z机械设计基础课件：设计概论一、引言机械设计是机械工程领域的重要组成部分，它涉及到机械产品的结构、性能、功能、可靠性等方面。

机械设计基础是机械设计的基本理论和方法，它是机械设计师必须掌握的知识。

本课件将介绍机械设计的基本概念、设计方法和设计过程，帮助读者了解机械设计的基本原理和方法。

二、机械设计的基本概念1.机械设计的目的：机械设计的目的是根据用户的需求，设计出具有良好性能、可靠性和经济性的机械产品。

2.机械设计的任务：机械设计的任务包括确定产品的结构方案、选择合适的材料和加工方法、进行强度和刚度的计算、进行动力学分析等。

3.机械设计的分类：机械设计可以分为新产品设计和改进产品设计。

新产品设计是指从无到有的设计过程，改进产品设计是指在原有产品的基础上进行改进和优化。

三、机械设计的方法1.经验设计法：经验设计法是依据设计师的经验和直觉进行设计的方法，适用于简单机械产品的设计。

2.理论设计法：理论设计法是依据机械原理和数学模型进行设计的方法，适用于复杂机械产品的设计。

3.计算机辅助设计法：计算机辅助设计法是利用计算机软件进行设计的方法，可以提高设计效率和精度。

四、机械设计的过程1.设计准备阶段：设计准备阶段包括市场调研、需求分析、技术可行性分析等，目的是明确设计目标和设计要求。

2.方案设计阶段：方案设计阶段是根据设计要求，提出不同的设计方案，并进行初步的评价和选择。

3.详细设计阶段：详细设计阶段是对选定的方案进行详细的计算和设计，包括结构设计、材料选择、加工方法等。

4.设计验证阶段：设计验证阶段是对设计结果进行验证和试验，确保设计满足要求。

五、机械设计的注意事项1.安全性：机械设计必须保证产品的安全性，避免造成人身伤害和财产损失。

2.可靠性：机械设计必须保证产品的可靠性，避免因故障而影响生产和使用。

3.经济性：机械设计必须考虑产品的经济性，降低成本，提高效益。

4.环保性：机械设计必须考虑产品的环保性，减少对环境的影响。

第一章机械设计基础概论一．机器的组成：1.按机器的各部分功能分析：机器由四大部分组成：动力部分，工作部分，传动部分，控制部分；2.按机器的构成分析：机器是由一个或几个机构和动力源组成。

机构是由若干个构件通过可动联接（零件之间有相对运动的联接）面组成的具有确定运动的组合体。

构件是由一个或若干个零件通过刚性联接而组成，它是运动的单元体。

机械零件是加工的单元体。

机器和机构统称为机械。

第二章平面机构运动简图及自由度度一．运动副：两构件直接接触并能产生相对运动的活联接称为运动副。

分为高副和低副，高副：以点或线接触所形成的运动副称为高副，如凸轮副和齿轮副；低副：以面接触所形成的运动副称为低副，如转动副，移动副。

第二节．平面机构的自由度：一个自由构件在平面中，有三个自由度。

沿X，Y轴移动和绕Z轴转动。

二．平面运动副对构件的约束：每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束。

三．平面机构的自由度：设一个平面机构有N个构件，其中必有一个构件为机架，故活动构件数为n,其中P L个低副，P H个高副，则这些运动副引入的约束为2P L+P H，若用F表示自由度，则F=3n-2P L-P H，这就是平面自由度计算公式。

也称为平面机构的结构公式。

四．机构具有确定运动的条件：机构的自由度数目必须与主动件数目相等。

自由度F要大于零。

五．复合铰链、局部自由度和虚约束1. 复合铰链：由两个以上的构件通过转动副并联在一起所构成的铰链称为复合铰链。

用K 个构件构成的复合铰链其转动副数目应为K-1。

2.局部自由度：在机构中常用一种与整个机构运动无关的。

局部的独立运动，称为局部自由度，在计算机构自由度时应除去不计。

3.虚约束：机构中某些运动副所引入的约束可能与其他运动副所起到的限制作用是一致的，这种对机构不起真正约束作用的约束称为虚约束，在计算自由度时也应除去不计。

平面机构的虚约束常出现在以下场合中：1）两构件组成多个平行的移动副时，只有一个移动副起作用；2）两构件间组成多个轴线重合的转动副，只有一个转动副起作用；3）传递机构中的对称部分。

第一章机械设计基础概论【教学内容】：机器的组成及概念；机器和机械零件设计的基本知识及现代设计方法；本课程的性质、内容、任务及学习方法等。

【基本要求】：明确本课程研究的对象和内容、学习方法；掌握机械、机器、机构、构件和零件等概念的含义；了解机械零件的失效形式及设计计算准则、机械零件设计的标准化、系列化及通用化。

【教学重点及难点】：机械、机器、机构、构件和零件等；机械零件的失效形式及设计计算准则。

【教学方法】: 讲授法多媒体教学、实训教室现场教学【学时】：课堂教学：2学时；第一节机械工业发展概况（略）第二节机器的组成一、机器的组成1、机器和机构机器——凡能实现确定的机械运动，又能作有用的机械功或完成能量、物料与信息转换和传递的装置就称为机器。

机构——一种用来传递运动和动力的可动的装置。

机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。

两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。

机械——机器和机构的统称。

2、构件和零件构件——组成机器的各个相对运动的单元称为构件，构件是运动的单元体。

零件——机械中不可拆的制造单元体。

构件可以是单一零件，也可以是多个零件的组合体。

构件是从研究机械运动观点来看，零件是从机械制造方面来看。

通用零件：螺钉、齿轮、轴、轴承、弹簧等专用零件：内燃机曲轴、活塞等。

机械（器）构成层次关系：机器零件例：内燃机分析３、机器的分类：机器种类较多，根据用途不同，可分为：1) 动力机器如：电动机、内燃机、发电机、液压机，主要用来实现机械能量的转换。

２）工作机器如：轧钢机、包装机及各类机床、汽车、飞机、轮船、运输机，主要用来完成有用机械功（搬运物品、变换物料）。

3）信息机器如：复印机、传真机、摄像机，主要用来获取或处理信息。

４、机器的组成部分：机器的组成如下：二、本课程研究的主要内容1、各种常用机构及机器动力学的基本知识；2、通用零件的工作原理的工作原理、设计理论和计算方法；3、扼要介绍国家标准和有关规范。