第2章机械的设计与相关课程简介.ppt
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1、第二章 机械的设计与相关课程简介,机器的认知实践 通过上周的认知实践,我们已经认识了几种典型的机器: 内燃机 牛头刨床 汽 车 电池自动分拣机 工业机器人,回 顾,第一章 机械的组成、分类与发展 机器和它的分类 机器中的几个基本概念 机器的组成 机械发展历程概述,回 顾,第二章 机械的设计与相关课程简介,内容提要,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,什么是机械设计 ?,第一节 机械设计的要求和内容,机械设计的基本内容,机械设计的基本要求,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。,返回,机械设计的基本要求,功能性要求 可靠
2、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。,主要功能指标: 每分钟分拣电池的个数。,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。,例:牛头刨床,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,机械零件的内部和表面产生应力和变形,机械要传递力和力矩,有可能导致零件的
3、失效,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,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,降低机械的能量损失 考虑到维修的方便性和经济性,成本,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 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,数控加工中心,机械是否满足社会性要求,完全取决于设计。,例:汽 车, ,耐用性,螺纹加工方法,车削加工,丝锥
4、加工,滚压加工,例:,例: 选矿机械的 工作原理,选矿机械的工作原理,螺纹加工的工作原理,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。,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 确定传动装置的布局,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。,确定传动装置中各机构的基本几何参数。 例如: 牛
5、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,齿轮的齿数等。,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,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。,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。,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。
6、 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。,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,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。,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。,机械是否满足社会性要求,完全取决于设计。,机械设计的过程,第二节 机械设计的过程和方法,机械设计的方法,一、机械设计的过程,设 计 的 类 型,三者中至少应该有一项是首创的,照相
7、机,单缸洗衣机,双缸洗衣机,普通车床,立式车床,三者中至少应该有一项是首创的,实现自主创新,拥有自主自主知识产权主要依靠开发性设计。 创新性最强、过程最完整。,一、机械设计的过程,设 计 的 类 型,机械设计的完整过程,投产以后,计划阶段,方案设计阶段,试制试验阶段,技术设计阶段,提出设计任务(市场需求,用户委托,主管部门下达) 可行性研究 (重大问题应召开论证会) 编制设计任务书,提出机械的工作原理 (通过调查研究和必要的分析,还可能需要进行原理性试验) 提出几种机械系统运动方案 (进行必要的运动学设计,一般是初步的、粗略的) 确定出最佳总体方案 (经过分析、对比和评价,作出决策),运动学分
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