机械设计课件第章绪论.pptVIP

杜永平，ypdu@bjtu.edu.cn教学方法 讲授（概念、思路、机理、方法） 重理解和应用 重平时（作业、每章总结、每堂课提问、答疑和质疑） 实验 课下研究和课堂讨论 绪论 杜永平 机械设计（Mechanical design） 濮良贵编，《机械设计》第八版，高等教育出版社，2006.5 杨明忠主编，《机械设计》，机械工业出版社，2000.12 Robert L.Mott著，《机械设计中的机械零件》，机械工业出版社，2003.1 Joseph E.Shigley著，《机械工程设计》，机械工业出版社，2002.5 教科书 参考书 第一篇 总 论 一、机器的发展及在经济建设中的作用 第一章??绪 论 一个人的人力有多大？ 人力只有1/10～1/7匹马力； 马拉车，一般不超过7匹马； 19世纪中叶，机械设计和制造的理论系统化； 形成了机械原理、机械设计等课程； 系列化、标准化、机械化、自动化。 二、 机器（machine）的组成 机器的组成 原动机 传动系统 执行系统 辅助系统 控制系统 机器是由机构或构件组成的。 机械原理 机械设计 构件（member） 具有确定运动的整体，是运动的最小单元。 机构（mechanism） 是多种实物的人为组合 各实物间具有确定的相对运动。 运动副（kinematic pair） 构件间直接接触，且有确定相对运动的联接。 机器是由机械零件组合而成的。 在各种机器中功用相同的零件： 通用零件 （machine element for general application） 零件（component，element） 组成构件的各个元素，是制造的最小单元。 联接 传动 支承 齿轮 轴承 螺栓 犁 专用零件 （machine element for special application） 曲轴 螺旋桨的叶片 只有在特定的机器中才能用的零件 刚性组合 +运动副 能完成 一定的功 能实现 能量转换 零件 构件 机构 机器 通称机械 三、 本课程的内容、性质和任务 1. 内容 在简单介绍整部机器设计的基本知识的基础上，重点讨论一般尺寸和参数的通用零件的基本设计理论和方法，以及一些参数的选择。 总论：零件设计的基本原则、设计计算理论、材料选择、摩擦磨损及润滑等方面的知识。 联接：研究常用联接方法（螺纹、键、花键、过盈配合）的结构、适用范围、设计方法。 传动：带、链、齿轮、螺旋、蜗杆等传动内容。 轴系：轴承、轴、联轴器和离合器。 其它：弹簧、机座、箱体、减速器。 2. 性质 机械设计是以通用零件的设计为主的设计性技术基础课。论述通用零件设计的理论和方法，培养机械设计的能力。 3. 任务 掌握一般通用机械零件的设计原理和方法； 具有运用资料（标准、规范、手册、图册）的能力； 掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练； 树立正确设计思想，了解机械设计的新发展。 四、现代机械设计方法简介 传统设计方法存在的问题 方案的拟定取决于设计者的经验，且难以获得最优方案； 受人工计算条件的限制，只能采用静态的或近似的设计方法，影响设计质量； 设计工作周期长，效率低，成本高。 1. 设计方法学（design methodology） 设计方法学是研究产品设计的程序、规律及设计中的思维和工作方法的一门新兴综合性学科。 研究设计中创造性的思维方法和技术； 研究系统设计过程及符合设计规律的设计程序； 研究设计中解决问题的合理逻辑步骤和遵循的工作原则，具体的设计方法； 研究设计信息库的建立和应用。 2. 优化设计（optimal design） 优化设计是根据最优化原理，采用最优化数学方法，在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代化设计方法。 抽象出正确的数学模型； 选取设计变量； 列目标函数，给出约束条件； 采用适当的最优化方法； 进行寻优求解，得到机械设计的最优方案。 3. 相似性设计（comparability design） 相似性设计是相似理论在产品系列设计中的应用。 在具有相同功能、相同结构方案、相同或相似加工工艺的产品中，选定某一中档的产品为基础； 通过最佳方案的设计，确定其材料、参数和尺寸； 按相似理论设计出不同参数和尺寸的其它产品，从而构成不同规格的系列化产品。 4. 计算机辅助设计(computer aided design) 计算机辅助设计是利用计算机软、硬件系统辅助设计人员进行工程和产品设计，以实现最佳设计效果的一门涉及图形处理、工程分析、数据管理与数据变换、图文档案处理及软件