机械设计 第一章绪论_48.ppt

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1、实例：精密机械设计西安工业大学光电学院目录概述零件和机构的误差估算和精度工艺性零件的设计方法及其发展零件的工作能力及其计算工程材料和热处理第一章精密机械设计的基础知识第一章精密机械设计的基础知识§1-1概述一、本课程的研究对象：一般是指结合光、机、电、气、液原理设计的“精密加工设备”、“精密测量仪器”等。发展方向：沿着自动化、光机电一体化和职能化的方向，成为光、机、电、算多种技术应用的综合技术系统。精密机械设计机器：（三个特征）①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对运动；③能实现能量转换或完成有用的机械功。机械：只有①②两个特征。用来传递

2、和转换运动机器和机构的总称。机构：零件：组成精密机械的基本单元。通用零件：弹簧、齿轮零件精密机械部件：零件组合体专用零件：光栅二、研究内容：研究通用零、部件的工作原理、特点、应用范围、选型、材料、精度以及设计计算的一般原则与方法。三、主要任务：1）掌握常用机构的结构分析、运动分析、动力分析及其设计方法；2)掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选型及其计算方法，解决其设计问题；3）具有设计精密机械传动和仪器机械结构的能力；4）掌握通用零件的分析和实验方法；5）树立正确的设计思想和掌握一定的设计技能（查阅资料，运用标准、规范）。四、设计精密机械时应满足的基本要求：使

3、用性（功能性）要求：实现预定功能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：具有一定的强度、刚度和振动稳定性。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．经济性要求制造成本使用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、通用化和系列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。标准化：是指对零件的尺寸，结构要素、材料性能、检验方法和制图要求等，制定出各式各样的大家共同遵守的标准。机械零件设

4、计的标准分为国家标准（GB）、专业标准和企业标准等三级，此外，进出口产品一般还应符合国际标准化组织制定的国际标准（ISO）。标准化、通用化、系列化优越性：（1）用先进的方法对用途最广的零件进行大量的、集中制造，以提高质量，降低成本；（2）提高零件性能的可靠性；（3）缩短产品设计周期、提高设计质量。（4）简化机器的维修工作。系列化：是指对于同一产品，为了符合不同的使用条件，在同一基本结构或基本尺寸条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品，称为不同的系列。“三化”:零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化通用化：指系列之内或跨系列的产品之间，尽量采用同一结构和尺寸的零

5、部件，以减少零部件数量。精度要求其它特殊要求例：汽车载货（客）量速度舒适性排放量美观安全性…………耐用性耗油量价格五、精密机械的设计一般步骤市场调研可行性研究原理方案设计技术设计试制试验小批生产试销投产设计任务书定出最佳方案装配图、零件图、技术文件样机评价改进考核工艺性收集用户意见产品销售机械设计是一个工作过程。实现自主创新，拥有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。对现有的机械进行局部的修改或增补。不改变机械的基本结构、只改变机械功能的范围、机械的尺度和参数。一、机械设计的过程设计的类型适应性设计开发性设计参数化设计工作原理主体结构功能三者中

6、至少应该有一项是首创的§1-2零件和机构的误差估算和精度一、误差与精度的概念误差：实际值－真值误差↑精度↓二、零件和机构的误差1.零件误差特性误差：实际特性与给定特性之差。加工误差：零件的实际尺寸与理想值之差。按使用场合的不同2.机构误差：实际机构运动精度与理想机构运动精度之间的偏差。影响零件和机构特性的原始误差有：设计误差（原理误差）工艺误差使用误差三、误差估计的基本方法系统误差：代数和随机误差：方和根位置误差：主动件位置相同时，从动件位置的偏差位移误差：主动件位移相同时，从动件位移的偏差§1-3工艺性一、工艺性良好的要求（1）制造和装配的工时少；（2）需要复

7、杂设备的数量较少；（3）材料的消耗少；（4）准备生产的费用少。三、改善零件工艺性的一般原则合理选择零件毛坯种类；机加工的工作量尽可能小；加工零件中的孔、槽等尺寸，选用标准刀具。合理地确定加工精度、表面粗糙度和热处理条件。二、结构工艺性与生产条件整个结构易于拆分，易于装配、维修和检验；尽量采用已生产过的零部件或标准件；具有互换性§1-4零件的设计方法及其发展一、零件的设计方法理论设计：利用物理、力学、机械原理等课程的理论知识进行的设计。例：受拉杆件的强度设计：设计计算：直接求出剖面尺寸校核计算：初步定出零件的尺寸和形状，然后用理论计算的方法校核零件截面上的应力或特

8、性F－外载荷A－横截面面