[工学]机械设计学-课件

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1、机械设计学华北电力大学机械设计教研室花广如本课程的主要内容功能原理设计实用化设计商品化设计本课程的教学安排讲课:30学时观看录像:2学时考核方式平时成绩*20%+考试成绩*80%平时成绩:到课情况+大作业第一章绪论§1-1机械设计的地位与作用§1-2机械设计的任务§1-3机械设计中的功能原理设计、实用化设计和商品化设计的特点§1-4近代设计科学的重大发展§1-1机械设计的地位与作用一、机械设计的概念二、机械设计与其他学科和科技的关系三、作用机械设计根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方式等进行构思、分析和计

2、算并将之转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。努力目标在各种限定的条件下设计出较好的机械——优化设计。机械设计学将机械设计的共性技术与理性化的设计方法有机的结合在一起而形成的一门独立的、综合性的学科。研究机械设计的规律、过程、原理、方法、设计原则以及其他机械设计的共性技术。一、机械设计的概念二、机械设计与其他学科和科技的关系1.新兴技术的应用，使产品的功能和结构产生很大的变化。正向着机械-电子-信息一体化的技术方向发展。2.科学技术的发展促使设计方法和技术的现代化。CAD、CAM、CE（并行工程）。三、作用1．是联接需求到满足需求这一链条上的最基本的环节2． 机

3、械产品的质量、性能和成本，在很大程度上是由设计阶段的工作决定的3.设计水平与工业发展水平是相互影响的。返回§1-2机械设计的任务一、机械设计的一般过程（模式）二、设计阶段的具体任务三、三种不同类型的设计任务提出需求调查研究掌握信息提出明确详细设计要求原理性方案构思评价和初选选择模型确定参数详细设计制造加工样机测试设计鉴定批量生产销售使用一、机械设计过程二、设计阶段的具体任务可分为四个阶段：可行性研究、初步设计、详细设计和改进设计1．可行性研究：从分析需求出发，经过信息交流、寻找问题的解法、进行原理性方案构思，最终得到一组可行的原理性方案；2．初步设计：选出最优的方案

4、，建立相应的数学模型并进行设计参数的分析，将设计参数定量并加以优化；3．详细设计：总体设计（零部件的形状、数量和相互配置关系，绘制总装图以及技术文件）；4.改进设计：对反馈环节所反映的问题进行技术处理。三种不同类型的设计任务1．开发性设计：零原型的创新开发2．适应性设计：产品局部的变更或设计3.变型设计：变更产品的结构配置和尺寸§1-3机械设计中的功能原理设计、实用化设计和商品化设计的特点一、功能原理设计1．产品开发的三阶段：功能原理设计、实用化设计和商品化设计2．实质：原理方案的构思和拟定的过程3.设计方法：以简图或示意图来进行方案构思（例：发电机驱动装置、船用抽

5、水机）二、实用化设计1．工作：设计结构、选择材料、确定尺寸2．特点：从初步设计到详细设计再到设计完善的由粗到细的过程3.要求：明确、简单、安全可靠、掌握和遵循其内在规律和一般原理。三、商品化设计（技术、经济、社会）1．技术方面的评价：软件质量（设计原理、技术参数的选取、实现功能目标的技术先进性等）；硬件质量（材质、工艺精度、性能、寿命、可靠性）2． 经济方面的评价：成本与效益的比较3． 社会方面的评价：产品可能产生的社会效益4V=F/CC=生产成本+使用成本§1-4近代设计科学的重大发展一、“设计学”从古代到现代的三个发展阶段1．从古代人类发明工具开始算起：有了原始

6、的功能思想（力学尚未成熟）2． 1854年德国劳莱克斯作为起点：建立了机械设计的基本体系，把设计学分为“机构学”和“机械零件”两门课程。这一阶段的“设计学”其实只是“机械学”，忽略了设计学的核心——功能，而一心一意去研究运动学、动力学和强度、断裂、摩擦等问题。31947年麦尔斯提出的功能的概念算起：三个方面：“功能”思想的提出和被接受、“人机工程”学科的兴起以及“工业设计”学科的成熟二、近代“设计学”的重大发展：二战以后，机构设计取得进一步的发展，CAD、CAM、CE1．“功能”思想的提出和发展名言：顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能功能思想的提出，人们开

7、始打破传统习惯，寻找不同的原理、结构和外形来实现同一种功能。2．“人机学”(ergonomics)思想的形成和发展：“宜人”的宗旨已经成为现代机械设计不能疏忽的观念。3．“工业设计”(industrialdesign)学科体系的发展和成熟案例一吉祥水果怎么才能上到很高的橡树上去？有个小朋友给出的想法是：“小树没有长大之前，我就坐到树上，我只要不下来，随着小树一起长，就可以坐到高树上”。这个看似荒唐的想法，却给了一个水果商很大的启发。在第二年苹果基本长成，但还发青的时候，他用深色的剪纸刻上“祝你幸福”“健康长寿”等字样贴在苹果的表面，苹果长红后，由于日光照射的不同