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机械设计过程和方法

来源:未知   发布时间:2019-11-07 10:45

机械设计过程和方法

  机械设计过程和方法 内容 第一节 机械设计的要求和内容 第二节 机械设计的过程和方法 第三节 机械设计类课程简介 第一节 机械设计的要求和内容 什么是机械设计 ? 机械设计的基本要求 机械设计的基本内容 机械设计的重要地位 什么是机械设计? 机械设计是一个工作过程。 根据社会需求确定设计任务 构思 决策 分析 计算 绘图 机械的 工作原理 机械的 结构 各个零件的 材料、形状、尺寸 运动和力的 传递方式 外观 设计计算书 全套图样 使用说明书 返回 机械设计的基本要求 ? ? ? ? 功能性要求 可靠性要求 经济性要求 社会性要求 1.功能性要求 机械产品必须完成规定的功能。 机械的功能可表达为一个或几个功能指标。 z向进给机构 例:电池自动分拣机 输送装置 机械手 主要功能指标: 每分钟分拣电池的个数。 电池托盘 图1-8 电池自动分拣机 例:牛头刨床 主要功能指标: (1)被加工工件的尺寸范围; (2)滑枕应具有若干种不同的往复运动速度, 以满足不同切削工艺的要求; (3)工作台沿横向应能实现若干种不同的进 给量; (4)应能供给并传递足够的功率,以克服切 削力; (5)应能保证一定的加工精度。 机械功能指标的确定: 由用户提出 由设计者与用户协商确定 机械的功能指标是机械设计最基本的出发点。 2.可靠性要求 机械要传递力和 力矩 机械零件的内部和表面产生 应力和变形 有可能导致零件 的失效 磨损 潘存云教授研制 曲轴折断 齿轮损坏 机械应能保证在规定的使用寿命期限内,零件不发生各种型式的 失效。 为此要进行强度、刚度和寿命的计算,这些计算在整个设计工作 量中占了很大的比例。 3.经济性要求 成本 ? ? ? 制造成本 简化结构 选用适当的材料 确定合理的加工精度 标准化、系列化和通用化 使用成本 降低机械的能量损失 考虑到维修的方便性和经济性 设计阶段的工作如何,就基本上决定了一个 产品成本的高低。 4.社会性要求 所设计的产品不应对人、环境和社会造成消极影响。 ? 操作者的安全性和舒适性 数控加工中心 ? 机械的造型和色彩美观、大方、宜人 ? 符合国家在环境保护方面的法规 机械是否满足社会性要求,完全取决 于设计。 功能性 要求 可靠性 要求 对机械设计的 四项基本要求 经济性 要求 社会性 要求 例:汽 车 载货(客)量 耐用性 速度 耗油量 安全性 舒适性 美观 排放量 返回 价格 …… …… 机械设计的基本内容 1. 方案设计 根据机械的功能要求,确定机械的总体方案。 方案设计 ? 确定工作原理 确定机械系统运动方案 例:螺纹加工方法 车削加工 滚压加工 丝锥加工 例: 选矿机械的 工作原理 脉石 矿石 磁 铁 比重不同 磁性不同 对特定液体泡沫的 吸附性不同 重选 磁选 浮选 螺纹加工的工作原理 选矿机械的工作原理 ? 机械的工作原理不同,机械的面貌就 完全不同。 ? 确定工作原理是方案设计的第一步。 1. 方案设计 根据机械的功能要求,确定机械的总体方案。 方案设计 ? 确定工作原理 确定机械系统运动方案 确定 机械系统 运动方案 ? 确定执行构件的运动 选择原动机 采用哪些机构实现运动形式的转换 采用哪些机构实现运动速度的转换 确定传动装臵的布局 方案设计 ? 确定工作原理 确定机械系统运动方案 ? 方案设计是机械设计中至关重要的一步。 ? 它从根本上影响机械的结构、性能、成本。 ? 应充分调查研究,并集思广益,提出多种方 案,并按照四项基本要求,认真地进行比较、分 析,以选择出最优方案。 2. 运动学分析与设计 确定传动装臵中各机构的基本几何参数。 例如: 牛头刨床:确定连杆机构的各杆杆长,来保证滑枕的速度规律符合要求; 内燃机:确定连杆机构的尺寸,凸轮的轮廓曲线. 工作能力分析与设计 保证零件在一定的使用期限内不发生失效。通过设计确定零件的参数和基 本尺寸。 例如: 轴的直径 齿轮的大小和齿的大小 4. 动力学分析与设计 对运转速度较高的机械,会产生振动和速度波动等有害的动力学现象, 应进行必要的动力学分析。 在此基础上对参数进行必要的修改,或采取一些措施减轻其影响。 5. 结构设计 在确定了各个零件基本参数的基础上,对各零件的结构进行构思,确 定零件的全部尺寸。 这部分设计工作主要体现在图样上。 6.装配图和零件图的绘制 作为制造的依据,应绘制出整个机械的装配图、组成机械的各个部件 的装配图,以及全部非标准化零件的零件图。 图样上应标明制造所需要的全部信息:材料、热处理、基本参数和所 有必要的尺寸,以及加工精度等技术条件。此外,还应提出所有外购 件的明细表。 返回 机械设计的重要地位 ? 中国启动了创新型国家的建设 拥有自主的知识产权,机械设计至关重要 ? ? 建设创新型国家。 ? 真正的核心技术、关键技术 是买不来的,必须依靠自主创新。 ? 在若干重要领域掌握一批核心技术,拥有 一批自主知识产权,造就一批具有国际竞争力 的企业,大幅度提高国家竞争力。 ? 培养造就富有创新精神的人才队伍。 方案设计……从根本上影响机械的结 构、性能、成本。 实现自主创新 拥有独立知识产权 的关键环节 机械的功能指标是机械设计最基 本的出发点。 功能性 要求 可靠性 要求 机械应能保证不发生各种型式的失效。为此要 进行强度、刚度和寿命的计算,占设计工作的 很大比例。 经济性 要求 设计阶段的工作如何,就基本上 决定了一 个产品成本的高低。 社会性 设计阶段的工作如何,就基本上 决定了一 要求 个产品成本的高低。 机械是否满足社会性要求,完全取 决于设计。 返回 第二节 机械设计的过程和方法 机械设计的过程 机械设计

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