东北大学机械设计课件第机械设计的基础知识

汇报人机械设计概述目录

01.机械零件的分类与常用材料CONTENTS

02.机械传动系统设计

03.机械系统方案设计与评估

04.机械创新设计方法

05.机械设计中的标准化与可靠性

06.机械设计的定义l机械设计是研究如何将机械原理、材料科学、制造工艺等知识应用于实际工程问题的学科l机械设计包括产品设计、结构设计、工艺设计、性能分析等多个方面l机械设计的目的是实现产品的功能、性能、可靠性、安全性、经济性等目标l机械设计需要综合考虑各种因素，如材料、结构、工艺、成本、环境等，以实现最优设计机械设计的重要性l提高生产效率通过优化设计，提高生产效率，降低生产成本l提高产品质量通过合理的设计，提高产品质量，增强产品竞争力l保障安全通过安全设计，降低生产事故风险，保障生产安全l保护环境通过环保设计，降低环境污染，保护生态环境机械设计的基本要求安全性确保机械设备在使用过程中不会对人员和设备造成伤害可靠性保证机械设备在规定的使用寿命内能够稳定运行，不出现故障经济性在满足安全性和可靠性的前提下，尽量降低制造成本和运行成本环保性在设计过程中要考虑到对环境的影响，尽量减少污染和浪费机械零件的分类按照功能分类如传动零件、支撑零件、连接零件等按照形状分类如圆柱形、圆锥形、球形等按照材料分类如金属材料、非金属材料、复合材料等按照制造工艺分类如铸造、锻造、冲压、焊接等常用材料及其力学性能钢强度高，韧性铝密度小，质量铜导电性好，塑料质量轻，耐轻，导热性好，常腐蚀，易成型，常好，耐腐蚀，常用耐腐蚀，常用于用于制造轻量化零用于制造非关键性于制造机械零件制造电气零件件零件材料选择的原则机械性能考虑材料的强度、硬度、韧性等机械性能化学性能考虑材料的耐腐蚀、抗氧化、耐高温等化学性能经济性考虑材料的成本、加工难度、使用寿命等经济因素环保性考虑材料的可回收性、可降解性等环保因素特殊要求根据机械设计的特殊要求，选择具有特定性能的材料，如耐磨、耐高温、耐腐蚀等传动系统的组成动力源传动装置传动轴执行机构控制装置辅助装置将动力源连接传动将直线运保证传动提供动力控制传动的旋转运装置和执动转换为系统正常的装置，系统的运动转换为行机构的工作运动运行的装如电动机、行，如开直线运动部件，如的装置，置，如润内燃机等关、控制的装置，轴、轴承如活塞、滑、冷却器等如齿轮、等连杆等等链条等传动方式的优缺点比较齿轮传动链条传动皮带传动液压传动气压传动电动传动优点是传优点是传优点是传优点是传优点是传优点是传动效率高，动平稳，动平稳，动平稳，动平稳，动平稳，结构紧凑，噪音小，噪音小，噪音小，噪音小，噪音小，缺点是噪缺点是传缺点是传缺点是传缺点是传缺点是传音大，易动效率低，动效率低，动效率低，动效率低，动效率低，磨损易松动易打滑易漏油易漏气易发热传动系统设计的基本要求l传动效率保证传动系统的效率，降低能耗l传动精度保证传动系统的精度，提高产品质量l传动稳定性保证传动系统的稳定性，避免故障和损坏l传动噪声降低传动系统的噪声，提高工作环境舒适度l传动寿命延长传动系统的使用寿命，降低维护成本l传动成本降低传动系统的制造和维护成本，提高经济效益机械系统方案设计的内容与步骤确定设计目标方案构思根方案评估对方案优化根方案选择根方案实施根明确机械系统据设计目标，每个方案进行据评估结果，据优化后的方据选定的方案，评估，包括技的功能、性能、构思可能的设对设计方案进案，选择最佳进行机械系统术可行性、成成本等要求计方案行优化和改进的设计方案的设计、制造本效益、风险和测试等方案评估的方法与指标功能性评经济性评可靠性评安全性评环境影响创新性评估评估估评估估评估估评估评估评估评估方案的功方案的成方案的可方案的安估方案对方案的创能是否满本效益比靠性和稳全性和风环境的影新性和技足需求定性险控制能响和可持术领先程力续性度方案优化与决策l优化目标提高效率、降低成本、提高可靠性等l优化方法数学模型、仿真模拟、实验验证等l决策依据市场需求、技术水平、成本预算等l决策流程需求分析、方案设计、方案评估、方案优化、决策实施等创新设计的概念与意义创新设计指在现有技术基础上，通过创新思维、方法、技术等手段，设计出符合市场需求、具有市场竞争力的新产品、新工艺、新方法等创新设计的意义提高产品竞争力、降低生产成本、提高生产效率、满足市场需求、推动技术进步、促进经济发展等创新设计的特点创新性、实用性、经济性、环保性、美观性等创新设计的方法头脑风暴法、TRIZ创新方法、设计思维方法、逆向工程方法等创新设计的原则与方法创新原则实用性、经济性、美观性、安全性创新方法头脑风暴法、TRIZ理论、设计思维、逆向工程创新流程需求分析、概念设计、详细设计、原型制作、测试与优化创新工具CAD软件、3D打印、虚拟现实技术、人工智能技术创新设计的实践案例分析案例一苹果公司的iPhone设计，案例三谷歌公司的Google通过创新设计，改变了手机行业的Glass设计，通过创新设计，开拓格局了可穿戴设备的市场添加标题添加标题添加标题添加标题案例二特斯拉公司的电动汽车设案例四SpaceX公司的火箭设计，计，通过创新设计，引领了电动汽通过创新设计，实现了可重复使用车行业的发展的火箭技术机械设计中的标准化标准化的定义标准化的作用标准化的内容标准化的实现将机械设计过程提高设计质量，包括设计方法、通过制定和执中的各种要素进降低设计成本，设计参数、设行设计标准、行统一和规范，提高设计效率，计图纸、设计规范和规程来以提高设计质量便于维护和维和效率规范等实现修机械设计的可靠性分析机械设计的可靠性是指机械产品在规定机械设计的可靠性分析主要包括可靠性机械设计的可靠性预测主要是通过数学的使用条件下，在规定的时间内，完成预测、可靠性设计、可靠性试验和可靠模型和统计方法来预测机械产品的可靠规定功能的能力性评估等环节性机械设计的可靠性设计主要是通过优化机械设计的可靠性试验主要是通过模拟机械设计的可靠性评估主要是通过对设计、冗余设计、故障诊断和容错设计实际使用条件和环境条件来验证机械产机械产品的性能、寿命、安全性和可等方法来提高机械产品的可靠性品的可靠性靠性等方面进行综合评估，以确定其是否满足设计要求和使用要求提高机械可靠性的措施采用先进的制造工艺和检测技术，提高产选用高质量的材料和零部件品质量和精度加强培训和操作规范，提高操作人员的技优化设计，减少应力集中和疲劳破坏能和责任心加强润滑和维护，减少磨损和腐蚀定期进行维护和检查，及时发现和排除故障汇报人。