机械设计基础第四版胡家秀•机械设计概述•机械零件设计基础•机械传动设计•机构设计基础•连接与紧固设计•轴系零部件设计•液压与气压传动设计基础目录CONTENTS01机械设计概述定义机械设计是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、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。重要性机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要因素。机械设计努力的目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。机械设计的定义与重要性机械设计的历史与发展历史机械设计的发展历史可以追溯到古代，随着人类对自然规律认识的深入和手工技艺的提高，古代机械设计经历了直觉设计阶段、经验设计阶段和常规设计阶段。发展现代机械设计在传统设计的基础上，引入了计算机辅助设计、优化设计、有限元分析等先进的设计方法和技术，使得机械设计更加精确、高效和智能化。机械设计的基本原则经济性原则机械设计必须考虑制造成本和使用成本，力求以最低的成本实现预定功能。可靠性原则机械设计必须保证机器或设备的可靠性，即在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。功能原则机械设计必须满足机器或设备的预定功能要求，这是设计的核心。安全性原则机械设计必须保证机器或设备在使用过程中的安全性，防止发生人身事故和设备事故。环保性原则机械设计必须考虑对环境的影响，力求减少污染和资源消耗，实现可持续发展。02机械零件设计基础分类机械零件可分为通用零件和专用零件两大类。通用零件如螺栓、轴承等，在各种机械中都有广泛应用；专用零件则根据特定机械的设计需求进行定制。功能机械零件在机械设备中发挥着连接、支撑、传动、密封等多种功能，是构成机械设备的基本单元。机械零件的分类与功能零件在工作过程中必须能够承受各种载荷而不发生破坏，因此需要满足一定的强度要求。强度准则零件在受力时不能产生过大的变形，否则会影响机械设备的正常运行和精度。刚度准则对于需要长期运行的机械设备，零件的耐磨性至关重要，否则会导致设备过早损坏。耐磨性准则对于高速运转或高精度要求的机械设备，需要确保零件的振动稳定性，以避免因振动产生的噪音和精度损失。振动稳定性准则机械零件的设计准则金属材料如钢、铸铁、铜合金等，具有优良的力学性能、加工性能和耐磨性，是制造机械零件的主要材料。非金属材料如塑料、橡胶、陶瓷等，具有密度小、耐腐蚀、绝缘等优点，在某些特定场合下可替代金属材料。复合材料由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合而成，具有优异的综合性能，如比强度高、耐疲劳性好等，是近年来发展迅速的新型材料。在选择机械零件材料时，需要综合考虑零件的受力情况、工作环境、制造工艺及成本等因素。机械零件的材料选择03机械传动设计传动类型及其特点摩擦传动利用摩擦力传递动力和运动，如带传动、摩擦轮传动等。具有结构简单、制造容易、运转平稳、过载打滑等特点。啮合传动利用齿轮、链轮等啮合元件传递动力和运动，如齿轮传动、链传动等。具有传动比准确、结构紧凑、效率高、寿命长等特点。液压传动利用液体的压力能传递动力和运动，如液压泵、液压马达等。具有传动平稳、无级调速、易于实现自动化等特点。传动比的分配原则根据工作机的要求、原动机的特性以及传动装置的结构和制造工艺等因素，合理分配各级传动的传动比，以保证整个传动系统具有良好的工作性能。传动比的定义主动轮转速与从动轮转速之比，或主动轮齿数与从动轮齿数之比。传动比的计算方法根据齿轮齿数、链轮齿数或带轮直径等参数，通过公式计算得出各级传动的传动比。传动比的计算与分配传动装置的布局原则根据机器的总体布局和工作要求，合理安排各传动元件的位置和相互关系，使传动路线简短、紧凑，并便于安装、调整和维修。结构设计要点在满足强度和刚度要求的前提下，尽量减小结构尺寸和重量；采用标准化、系列化和通用化的零部件，提高设计效率和降低成本；考虑润滑、密...
