第一章機械設(shè)計概論

1、第一章第一章 機械設(shè)計概論機械設(shè)計概論 1-1 課程性質(zhì)和任務(wù)課程性質(zhì)和任務(wù) 一、機械設(shè)計的重要性一、機械設(shè)計的重要性 二、機器的組成二、機器的組成 1、從功能看、從功能看 三個基本部分、三個輔助部分三個基本部分、三個輔助部分 其它輔助系統(tǒng)：例如潤滑、顯示、照明等其它輔助系統(tǒng)：例如潤滑、顯示、照明等動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)操作系統(tǒng)和控制系統(tǒng)2、從制造安裝方面看：、從制造安裝方面看： 任何機械設(shè)備都是由許多機械零部件任何機械設(shè)備都是由許多機械零部件組成的。組成的。機械零件：機械零件：是機械制造過程中不可分拆的是機械制造過程中不可分拆的 最小單元最小單元

2、通用零件通用零件專用零件專用零件傳動件傳動件聯(lián)接件聯(lián)接件支承件支承件其其 它它齒輪、蝸桿、帶、鏈齒輪、蝸桿、帶、鏈螺栓、鍵、花鍵螺栓、鍵、花鍵軸、軸承軸、軸承聯(lián)軸器、彈簧、機架聯(lián)軸器、彈簧、機架水輪機葉片、活塞、曲軸水輪機葉片、活塞、曲軸本課程重點討論通用零件的設(shè)計。本課程重點討論通用零件的設(shè)計。機械部件：機械部件：是機械制造過程中為完成同一目的而由若干協(xié)是機械制造過程中為完成同一目的而由若干協(xié)同工作的零件組合在一起的組合體。例如：軸承，聯(lián)軸器。同工作的零件組合在一起的組合體。例如：軸承，聯(lián)軸器。三、課程簡介三、課程簡介研究對象：研究對象： 簡單機械的設(shè)計簡單機械的設(shè)計基本內(nèi)容：基本內(nèi)容：一般

3、尺寸和常規(guī)使用條件，通用零件的設(shè)計理一般尺寸和常規(guī)使用條件，通用零件的設(shè)計理論和方法、整機和部件設(shè)計的基本知識。論和方法、整機和部件設(shè)計的基本知識?？傉?、聯(lián)接件、總論、聯(lián)接件、傳動件、軸系零件、其他零件。傳動件、軸系零件、其他零件。課程性質(zhì)：課程性質(zhì)：是機械類專業(yè)學(xué)生必修的一門設(shè)計性質(zhì)的技術(shù)是機械類專業(yè)學(xué)生必修的一門設(shè)計性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)習(xí)許多后續(xù)課程和從事機械設(shè)備設(shè)計的基礎(chǔ)?；A(chǔ)課，是學(xué)習(xí)許多后續(xù)課程和從事機械設(shè)備設(shè)計的基礎(chǔ)。具有承前啟后的作用。具有承前啟后的作用。課程任務(wù)：課程任務(wù)：逐步培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和創(chuàng)造性思維能力；逐步培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和創(chuàng)造性思維能力；了解國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；

4、掌握設(shè)計機械所必須的基本知了解國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；掌握設(shè)計機械所必須的基本知識、基本技能和基本方法；初步具備設(shè)計機械傳動裝置和識、基本技能和基本方法；初步具備設(shè)計機械傳動裝置和簡單機械的能力（機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計；零部件工作簡單機械的能力（機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計；零部件工作能力設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。）；具備綜合應(yīng)用各種知識和能力設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。）；具備綜合應(yīng)用各種知識和技術(shù)資料、處理機械設(shè)計中各種問題的能力；具備應(yīng)用標(biāo)技術(shù)資料、處理機械設(shè)計中各種問題的能力；具備應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及手冊的能力。準(zhǔn)、規(guī)范及手冊的能力。學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法 ： 著重基本概念的理解和基本設(shè)計方法的掌握，不強調(diào)系著重基本概

5、念的理解和基本設(shè)計方法的掌握，不強調(diào)系統(tǒng)的理論分析；統(tǒng)的理論分析； 著重理解公式建立的前提、意義和應(yīng)用，不強調(diào)對理論著重理解公式建立的前提、意義和應(yīng)用，不強調(diào)對理論公式的具體推導(dǎo)；公式的具體推導(dǎo)； 注意密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，努力培養(yǎng)解決工程實際問題的注意密切聯(lián)系生產(chǎn)實際，努力培養(yǎng)解決工程實際問題的能力；能力； 應(yīng)根據(jù)零部件的工作狀況進(jìn)行受力和失效分析，并根據(jù)應(yīng)根據(jù)零部件的工作狀況進(jìn)行受力和失效分析，并根據(jù)功能要求和設(shè)計約束，建立設(shè)計計算公式。功能要求和設(shè)計約束，建立設(shè)計計算公式。工作原理、結(jié)構(gòu)、工作原理、結(jié)構(gòu)、類型、應(yīng)用場合類型、應(yīng)用場合受力分析、受力分析、失效形式失效形式設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計

6、計算設(shè)計計算本課程的幾個特點涉及面廣 關(guān)系多因與諸多先修課關(guān)系密切。 要求多強度、剛度、壽命、工藝、重量、安全、經(jīng)濟(jì)性。 門類多各類零件，各有特點，設(shè)計方法各異。 公式多計算多，有解析式、半解析式、經(jīng)驗的、半經(jīng)驗的及定義式。 圖表多結(jié)構(gòu)圖、分析圖、原理圖、示意圖、曲線圖、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗數(shù)表。實踐性強不僅讀懂書就行，要多聯(lián)系實際，要注重實踐性環(huán)節(jié)。無重點又都是重點，設(shè)計工作必須詳盡，細(xì)小的疏忽也會導(dǎo)致嚴(yán)重事故。設(shè)計問題無統(tǒng)一答案更多地談?wù)撜l設(shè)計得更好，要注意發(fā)展求異思維。第三節(jié) 2 教學(xué)過程的安排：教學(xué)過程的安排：課堂教學(xué)：課堂教學(xué)：講課、習(xí)題課講課、習(xí)題課后續(xù)實踐教學(xué)：后續(xù)實踐教學(xué)：機械方案設(shè)計與

7、組合創(chuàng)意實踐機械方案設(shè)計與組合創(chuàng)意實踐-2；綜合實踐；綜合實踐；機械設(shè)計創(chuàng)意實踐機械設(shè)計創(chuàng)意實踐參考書：參考書：機械設(shè)計課程設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)計楊從德編楊從德編 成都科技大學(xué)出成都科技大學(xué)出版社版社 ；機械設(shè)計學(xué)習(xí)指南機械設(shè)計學(xué)習(xí)指南馬詠梅編馬詠梅編 自編教材。自編教材。 1-2 設(shè)計機器的基本原則和設(shè)計程序設(shè)計機器的基本原則和設(shè)計程序 一、設(shè)計機器時應(yīng)滿足的要求一、設(shè)計機器時應(yīng)滿足的要求 1、 功能要求功能要求 2、 經(jīng)濟(jì)性要求經(jīng)濟(jì)性要求 3、 安全性要求安全性要求 4、 可靠性要求可靠性要求 5、 人機工程和造型設(shè)計要求人機工程和造型設(shè)計要求 6、 低噪音要求低噪音要求 7、 其它要求其它

8、要求 二、設(shè)計方法和設(shè)計程序二、設(shè)計方法和設(shè)計程序 方法：方法： 1、內(nèi)插式設(shè)計、內(nèi)插式設(shè)計 2、外推式設(shè)計、外推式設(shè)計 3、開發(fā)性設(shè)計、開發(fā)性設(shè)計設(shè)計程序設(shè)計程序設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù) 調(diào)查研究調(diào)查研究開發(fā)計劃書開發(fā)計劃書 試驗研究試驗研究 技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計樣機試制、實驗樣機試制、實驗技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價生產(chǎn)設(shè)計生產(chǎn)設(shè)計小批試制小批試制正式投產(chǎn)正式投產(chǎn)銷售服務(wù)銷售服務(wù)調(diào)查決策階段調(diào)查決策階段研研究究設(shè)設(shè)計計階階段段試制階段試制階段投產(chǎn)銷售階段投產(chǎn)銷售階段 三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價 技術(shù)評價：技術(shù)評價：對工作性能、可靠性、使用對工作性能、可靠性、使用維維 護(hù)性等進(jìn)行評價。護(hù)性等進(jìn)行評價。

9、（滿分總分?jǐn)?shù)）（評定總分?jǐn)?shù)）技術(shù)價值）max(ppx x=1 最好最好 x=0.8以上以上 好好 x=0.6以下以下 不合格不合格 經(jīng)濟(jì)評價：經(jīng)濟(jì)評價：成本、利潤、投資回收期等。成本、利潤、投資回收期等。 HHHHy）（允許制造費用的（實際制造費用）（理論制造費用）經(jīng)濟(jì)價值）70%7 . 0(1y=1 最高最高四、機械設(shè)計的特點：四、機械設(shè)計的特點：1、特點、特點 1) 機械設(shè)計中認(rèn)知過程的漸變性機械設(shè)計中認(rèn)知過程的漸變性2) 設(shè)計過程中設(shè)計管理的復(fù)雜性設(shè)計過程中設(shè)計管理的復(fù)雜性3) 設(shè)計過程中以市場需求為導(dǎo)向的必要性設(shè)計過程中以市場需求為導(dǎo)向的必要性 4) 設(shè)計過程中增強社會環(huán)境意識、建立可

10、持續(xù)發(fā)展觀念的設(shè)計過程中增強社會環(huán)境意識、建立可持續(xù)發(fā)展觀念的必要性必要性2、創(chuàng)新和優(yōu)化、創(chuàng)新和優(yōu)化1) 創(chuàng)新創(chuàng)新機械設(shè)計的核心是創(chuàng)新；機械設(shè)計的核心是創(chuàng)新；創(chuàng)造性思維創(chuàng)造性思維:創(chuàng)造性思維使人們突破各種約束，在一切領(lǐng)域創(chuàng)造性思維使人們突破各種約束，在一切領(lǐng)域內(nèi)開創(chuàng)新的局面。創(chuàng)造性思維具有獨創(chuàng)性、連動性、多向內(nèi)開創(chuàng)新的局面。創(chuàng)造性思維具有獨創(chuàng)性、連動性、多向性和綜合性的特點。性和綜合性的特點。(2)優(yōu)化優(yōu)化滿足約束條件的機械問題的解都不是唯一的，需從諸滿足約束條件的機械問題的解都不是唯一的，需從諸多可行方案中進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計得到最優(yōu)解。多可行方案中進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計得到最優(yōu)解。優(yōu)化方法的發(fā)展過程如下：優(yōu)

11、化方法的發(fā)展過程如下：1) 基于經(jīng)驗的優(yōu)化設(shè)計基于經(jīng)驗的優(yōu)化設(shè)計 2) 基于計算機的枚舉尋優(yōu)基于計算機的枚舉尋優(yōu) 3) 基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的尋優(yōu)方法基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的尋優(yōu)方法 4) 工程優(yōu)化和人工智能優(yōu)化工程優(yōu)化和人工智能優(yōu)化3、機械設(shè)計中的產(chǎn)品成本問題、機械設(shè)計中的產(chǎn)品成本問題 其核心就是降低產(chǎn)品的成本。其核心就是降低產(chǎn)品的成本。 4、機械設(shè)計中的可持續(xù)發(fā)展問題、機械設(shè)計中的可持續(xù)發(fā)展問題 1) 所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)符合國家科技政策和國家科技發(fā)展所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)符合國家科技政策和國家科技發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)：要設(shè)計出具有競爭力的先進(jìn)產(chǎn)品，還應(yīng)很好規(guī)劃的目標(biāo)：要設(shè)計出具有競爭力的先進(jìn)產(chǎn)品，還應(yīng)很好的了解國家不同時期的

12、科技政策和科技發(fā)展規(guī)劃；的了解國家不同時期的科技政策和科技發(fā)展規(guī)劃； 2) 所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)符合減少三廢對環(huán)境污染的要求；所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)符合減少三廢對環(huán)境污染的要求； 3) 所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)符合人機系統(tǒng)安全、可靠的要求；所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)符合人機系統(tǒng)安全、可靠的要求； 4) 所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)有利于提高生產(chǎn)力；所設(shè)計的產(chǎn)品應(yīng)有利于提高生產(chǎn)力； 5) 資源的合理利用。資源的合理利用。 1-3 機械零件設(shè)計概述機械零件設(shè)計概述一、設(shè)計機械零件應(yīng)滿足的基本要求：一、設(shè)計機械零件應(yīng)滿足的基本要求：1、 滿足對零件的使用要求，并且在預(yù)定壽命內(nèi)不失效。滿足對零件的使用要求，并且在預(yù)定壽命內(nèi)不失效。 應(yīng)保證零件有足夠的強度、剛度、壽命。應(yīng)保證零件有足夠的強度、剛度、壽命。2 、工藝性好、工藝性好 設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配。設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和裝配。3 、經(jīng)濟(jì)性好、經(jīng)濟(jì)性好 零件應(yīng)有合理的生產(chǎn)加工和使用維護(hù)的成本。零件應(yīng)有合理的生產(chǎn)加工和使用維護(hù)的成本。4、質(zhì)量小的要求、質(zhì)量小的要求