《机械设计基础》第1章：绪论(3)

1.2 机械设计的基本要素1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 机械设计的基本要求 机械设计的一般程序 机械零件设计的一般步骤 机械零件的设计方法

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机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

1.2 机械设计的基本要素

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机械设计基础课程是研究常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和设计分析的方法,这些知识将通过一些机构和零件进行讲授。

1.2.1 机械设计的基本要求机械设计的目的是创造性地实现具有预期功 能的新机械或改进现有机械的功能。 能的新机械或改进现有机械的功能。 机械设计应满足的基本要求主要有： 机械设计应满足的基本要求主要有：在实现 预期使用功能的前提下，尽可能性能好、 预期使用功能的前提下，尽可能性能好、效 率高、成本低，具有一定的可靠性； 率高、成本低，具有一定的可靠性；应考虑 到操作方便、维护简单、便于运输等。 到操作方便、维护简单、便于运输等。

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1.2.2 机械设计的一般程序设计机械的程序视具体情况而定，一般分为产品规划、方案设计、 设计机械的程序视具体情况而定，一般分为产品规划、方案设计、技术设计和加工设计四 个阶段。 个阶段。

1. 2.

产品规划阶段 方案设计阶段

在根据市场预测、用户需求调查和可行性分析后，制定出机器的设计任务书， 在根据市场预测、用户需求调查和可行性分析后，制定出机器的设计任务书，明确设计要 求。 方案设计包括了机械产品的功能原理设计，确定机器的工作原理和技术要求，初步拟定机 方案设计包括了机械产品的功能原理设计，确定机器的工作原理和技术要求， 器的总体布置、传动方案和机构运动简图等，对机构进行运动分析与设计。从多种方案中， 器的总体布置、传动方案和机构运动简图等，对机构进行运动分析与设计。从多种方案中， 经优化筛选与评价，选取较理想的方案。 经优化筛选与评价，选取较理想的方案。

3.

技术设计阶段

主要工作包括：总体设计、结构设计、施工设计、商品化设计、模型试验等。要在方案设 主要工作包括：总体设计、结构设计、 施工设计、 商品化设计、模型试验等。 计的基础上，进行结构和主要零部件工作能力的设计，完成装配图、 计的基础上，进行结构和

主要零部件工作能力的设计，完成装配图、零件图及编写设计计 算说明书、使用说明书等技术文件。 算说明书、使用说明书等技术文件。

4.

样机试制和鉴定

根据图纸、技术文件进行样机的试制；对样机进行性能检测、修改和改进； 根据图纸、技术文件进行样机的试制；对样机进行性能检测、修改和改进；组织鉴定并进 行经济技术评价。通过后，才可批量投产或交付用户使用，还需要收集反馈的信息， 行经济技术评价。通过后，才可批量投产或交付用户使用，还需要收集反馈的信息，作为 将来进一步改进的依据。 将来进一步改进的依据。

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1.2.3 机械零件设计的一般步骤(1) 根据零件的使用要求，选择零件的类型并设计零件的结 根据零件的使用要求， 构。 (2) 根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。 根据机器的工作要求，计算作用在零件上的载荷。 (3) 根据零件的类型、结构和所受载荷，分析零件的失效形 根据零件的类型、结构和所受载荷， 确定零件的设计准则。 式，确定零件的设计准则。 (4) 根据零件的工作条件，选择材料。 根据零件的工作条件，选择材料。 (5) 根据设计准则进行计算，确定零件的基本尺寸。 根据设计准则进行计算，确定零件的基本尺寸。 (6) 绘制出零件工作图并编写设计说明书。 绘制出零件工作图并编写设计说明书。

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1.2.4 机械零件的设计方法机械零件的设计方法，通常把过去长期采用的设计方法称为常规设计方法， 机械零件的设计方法，通常把过去长期采用的设计方法称为常规设计方法，近 几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。 几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。此处仅介绍本书使用的常规设 计方法。 计方法。 1. 理论设计 按照机械零件的结构及其工作情况，将其简化成一定的物理模型，运用力学、 按照机械零件的结构及其工作情况，将其简化成一定的物理模型，运用力学、 弹性力学、热力学、 弹性力学、热力学、摩擦学等理论推导出来的设计公式和用实验数据进行设计 的方法称为理论设计。这些设计公式有两种不同的使用方法。 的方法称为理论设计。这些设计公式有两种不同的使用方法。 (1) 设计计算。按设计公式直接求得零件的有关尺寸。 设计计算。按设计公式直接求得零件的有关尺寸。 (2) 校核计算。已知零件的各部分尺寸，校核它是否能满足有关的设计准则。 校核计算。已知零件的各部分尺寸，校核它是否能满足有关的设计准则。 2. 经验设计 根据对同类零件已有的设计与使用实践，归纳出经验公式

和数据， 根据对同类零件已有的设计与使用实践，归纳出经验公式和数据，或者用类比 法进行的设计称为经验设计。对于某些典型零件，这是很有效的设计方法。 法进行的设计称为经验设计。对于某些典型零件，这是很有效的设计方法。经 验设计也用于某些目前尚不能用理论分析的零件设计中。 验设计也用于某些目前尚不能用理论分析的零件设计中。 对于尺寸很大，结构复杂，工况条件特殊， 对于尺寸很大，结构复杂，工况条件特殊，又难以进行理论计算和经验设计的 重要零件，可采用模型或样机，通过实验考核其性能，并取得必要数据后， 重要零件，可采用模型或样机，通过实验考核其性能，并取得必要数据后，再 根据实验结果修改原有设计。但这种方法费时、成本高，只用于特别重要的设 根据实验结果修改原有设计。但这种方法费时、成本高， 计。/webnew/

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