高等机械设计优秀PPT.ppt

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1、高等机械设计第一页，本课件共有46页3.劳动保护要求:(1)是产品操作方便,安全.设计时按照人机工程学的观点尽可能减少操作手柄的数量,操作手柄和按钮等应放置在便于操作的位置,合理规定操作时的驱动力,操作方式要符合人们的心理和习惯,设置完善的安全防护与保安装置,报警装置和显示装置等.(2)改善操作者使用环境 降低机器运转的噪声,防止有毒,有害介质的渗漏,对废气,废液,废水进行合理治理.4.可靠性要求 可靠性要求指在规定的使用寿命内和预定的环境条件下,机械能够正常工作的一定概率.(5)提高产品的机械化和自动化水平,提高产品的使用效率.(6)选用高效率的传动系统,降低能源消耗.第二页，本课件共有46

2、页二.机械设计的一般过程机械设计的一般过程可分为四个阶段:1.可行性研究 对产品的预期需要,工作条件和关键技术进行研究,确定设计任务要求,提出功能性的主要设计参量,论证设计的必要性和先进性,提出可行性设计方案.2.方案设计 根据任务书要求构思原理方案,确定功能参数,采用最优方案.3.技术设计 按设计方案的目标,完成总体设计及零,部件的结构设计。完成方案的结构化,从技术和经济观点作结构设计和计算.4.改进设计 根据加工制造,样机实验,技术检测,使用操作,产品鉴定分析和市场等环节反馈信息对产品作改进技术或技术处理,以确保产品质量,并完善前期设计中的不足.机械设计的一般过程如下图所示:第三页，本课件

3、共有46页第四页，本课件共有46页第二章第二章机械结构的基本设计准则机械结构的基本设计准则:w1.实现预期功能的设计准则实现预期功能的设计准则w2.满足强度要求的设计准则满足强度要求的设计准则w3.满足刚度结构的设计准则满足刚度结构的设计准则w4.考虑加工工艺的设计准则考虑加工工艺的设计准则w5.考虑装配的设计准则考虑装配的设计准则w6.考虑造型设计的准则考虑造型设计的准则第五页，本课件共有46页1.实现预期功能的设计准则实现预期功能的设计准则w明确功能明确功能:结构设计是要根据其在机器中的功能和与其他零部件相互的连接关系，确定参数尺寸和结构形状。零部件主要的功能有承受载荷、传递运动和动力，以

4、及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。w功能的合理分配功能的合理分配:产品设计时，根据具体情况，通常有必要将任务进行合理的分配，即将一个功能分解为多个分功能。每个分功能都要有确定的结构承担，各部分结构之间应具有合理、协调的联系，以达到总功能的实现。如 多结构零件承担同一功能可以减轻零件负担，延长使用寿命。w功能集中：功能集中：为了简化机械产品的结构，降低加工成本，便于安装，在某些情况下，可由一个零件或部件承担多个功能。功能集中会使零件的形状更加复杂，但要有度，否则反而影响加工工艺、增加加工成本，设计时应根据具体情况而定。第六页，本课件共有46页2.满足强度要求的设计准则满足强度

5、要求的设计准则u减小应力集中结构减小应力集中结构 设计中应在结构上采取措施，使力流转向平缓。应力集中是影响零件疲劳强度的重要因素。结构设计时，应尽量避免或减小应力集中。如增大过度圆角、采用卸载结构等.u等强度准则等强度准则 零件截面尺寸的变化应与其内应力变化相适应，使各截面的强度相等。按等强度原理设计的结构，材料可以得到充分的利用，从而减轻了重量、降低成本。如悬臂支架、阶梯轴的设计等。如下图所示.第七页，本课件共有46页 u使载荷平衡结构使载荷平衡结构 在机器工作时，常产生一些无用的力，如惯性力、斜齿轮轴向力等，这些力不但增加了轴和轴衬等零件的负荷，降低其精度和寿命，同时也降低了机器的传动效率

6、。载荷平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力，以减轻或消除其不良的影响。这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。例如，同一轴上的两个斜齿圆柱齿轮所产生的轴向力，可通过合理选择轮齿的旋向及螺旋角的大小使轴向力相互抵消，使轴承负载减小。如下图所示。第八页，本课件共有46页4.考虑加工工艺的设计准则考虑加工工艺的设计准则 3.满足结构刚度的设计准则满足结构刚度的设计准则 为保证零件在使用期限内正常地实现其功能，必须使其具有足够的刚度。机械零部件结构设计的主要目的是：保证功能的实现，使产品达到要求的性能。但是，结构设计的结果对产品零部件的生产成本及质量有着不可低估的影响。因此，在结构设计中应力求

7、使产品有良好的加工工艺性。所谓好的加工工艺指的是零部件的结构易于加工制造，任何一种加工方法都有可能不能制造某些结构的零部件，或生产成本很高，或质量受到影响。因此，对于设计者认识一种加工方法的特点非常重要，以便在设计结构时尽可能的扬长避短。实际中，零部件结构工艺性受到诸多因素的制约，如生产批量的大小会影响坯件的生成方法；生产设备的条件可能会限制工件的尺寸；此外，造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。因此，结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。第九页，本课件共有46页5.考虑装配的设计准则考虑装配的设计准则 w合理划分装配单元合理划分装配单元整机应能分解成若干

8、可单独装配的单元（部件或组件），以实现平行且专业化的装配作业，缩短装配周期，并且便于逐级技术检验和维修。w使零部件得到正确安装使零部件得到正确安装保证零件准确的定位。如下图所示的两法兰盘用普通螺栓连接。下图左图所示的结构无径向定位基准，装配时不能保证两孔的同轴度；右图以相配的圆柱面作为定位基准，结构合理。第十页，本课件共有46页 避免双重配合。图(a)中的零件A有两个端面与零件B配合，由于制造误差，不能保证零件A的正确位置。图(b）结构合理。防止装配错误。下图所示轴承座用两个销钉定位。图(a)中两销钉反向布置，到螺栓的距离相等，装配时很可能将支座旋转180安装，导致座孔中心线与轴的中心线位置偏

9、差增大。因此，应将两定位销布置在同一侧，或使两定位销到螺栓的距离不等.第十一页，本课件共有46页w使零部件便于装配和拆卸使零部件便于装配和拆卸结构设计中，应保证有足够的装配空间，如扳手空间；避免过长配合以免增加装配难度，使配合面擦伤，如有些阶梯轴的设计；为便于拆卸零件，应给出安放拆卸工具的位置.第十二页，本课件共有46页6.考虑造型设计的准则考虑造型设计的准则 w尺寸比例协调尺寸比例协调 在结构设计时，应注意保持外形轮廓各部分尺寸之间均匀协调的比例关系，应有意识地应用黄金分割法来确定尺寸，使产品造型更具美感。w形状简单统一形状简单统一 机械产品的外形通常由各种基本的几何形体（长方体、圆柱体、锥

10、体等）组合而成。结构设计时，应使这些形状配合适当，基本形状应在视觉上平衡，接近对称又不完全对称的外形易产生倾倒的感觉；尽量减少形状和位置的变化，避免过分凌乱；w色彩、图案的支持和点缀色彩、图案的支持和点缀 在机械产品表面涂漆，除具有防止腐蚀的功能外，还可增强视觉效果。恰当的色彩可使操作者眼睛的疲劳程度降低，并能提高对设备显示信息的辨别能力。第十三页，本课件共有46页 舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。这个趋势是渐暖，正黄正绿往往显得不舒服；强烈的灰色调显得压抑。对于冷环境应用暖色，如黄、橙黄和红。对于热环境用冷色，如浅蓝。另外，通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。将形状变化小的、

11、面积较大的平面配置浅色，而将运动、活跃轮廓的元件配置深色；深色应安置于机械的下部，浅色置于上部。第十四页，本课件共有46页 小结:因此，机械结构设计是一项综合性的技术工作。由于结构设计的错误或不合理，可能造成零部件不应有的失效，使机器达不到设计精度的要求，给装配和维修带来极大的不方便。所以这就要求我们在日常的工作学习中注重实践与总结,以期达到完美的结构设计.第十五页，本课件共有46页第三章 机械动力系统w1、按所用的燃料分：按所用的燃料分：（1）液体燃料发动机）液体燃料发动机汽油机汽油机柴油机柴油机（2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机）气体燃料发动机：压缩天然气发动机 液化石油气发动机液化石

12、油气发动机w2、按发火方式分、按发火方式分:（1）点燃式发动机（如汽油机、气体燃料发动机）点燃式发动机（如汽油机、气体燃料发动机）（2）压燃式发动机（如柴油机）。）压燃式发动机（如柴油机）。一一.内燃机的分类内燃机的分类:第十六页，本课件共有46页w3、按工作循环的冲程数分：、按工作循环的冲程数分：（1）四冲程发动机）四冲程发动机（2）二冲程发动机）二冲程发动机w4、按冷却方式分：、按冷却方式分：（1）水冷发动机）水冷发动机（2）风冷发动机）风冷发动机5、按进气方式分：按进气方式分：（1）自然吸气式发动机）自然吸气式发动机（2）强制吸气式）强制吸气式第十七页，本课件共有46页w6、按气缸数分：

13、、按气缸数分：（1）单缸发动机）单缸发动机(2）多缸发动机）多缸发动机7、按气缸排列方式分：（、按气缸排列方式分：（1）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机）单列发动机：直立式发动机、平卧式发动机（2）双列发动机：）双列发动机：V型发动机、水平对置式发动机型发动机、水平对置式发动机第十八页，本课件共有46页二二.内燃机构造及工作循环内燃机构造及工作循环构造及术语构造及术语:往复活塞式发动机往复活塞式发动机上死上死点与点与下死下死点点压缩比压缩比第十九页，本课件共有46页内燃机工作循环内燃机工作循环:顎顎圆循环圆循环狄塞狄塞尔循环尔循环双燃循环双燃循环第二十页，本课件共有46页3-5汽油引擎之

14、主要裝置汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置第二十一页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽缸蓋與汽缸體汽缸蓋與汽缸體汽缸蓋汽缸蓋水冷式汽缸體水冷式汽缸體第二十二页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽缸蓋與汽缸體汽缸蓋與汽缸體氣冷式汽缸體氣冷式汽缸體濕式（左圖）及乾式（右圖）汽缸體濕式（左圖）及乾式（右圖）汽缸體第二十三页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置曲柄連桿機構曲柄連桿機構曲柄連桿機構曲柄連桿機構活塞與活塞環活塞與活塞環第二十四页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置曲柄連

15、桿機構曲柄連桿機構橢圓形活塞橢圓形活塞活塞裙裂槽設計活塞裙裂槽設計第二十五页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置曲柄連桿機構曲柄連桿機構曲軸總成曲軸總成飛輪的構造飛輪的構造第二十六页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽門機構汽門機構汽門機構頂置汽門式汽門機構頂置汽門式凸輪軸凸輪軸第二十七页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽門機構汽門機構頂上汽門式汽門機構頂上汽門式汽門機構頂上凸輪軸式汽門機構頂上凸輪軸式汽門機構第二十八页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置化油器燃料供給系統與廢氣排放系統化油器

16、燃料供給系統與廢氣排放系統燃料供給系統燃料供給系統濕式與乾式空氣清濾器濕式與乾式空氣清濾器第二十九页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置化油器燃料供給系統與廢氣排放系統化油器燃料供給系統與廢氣排放系統文氏管效應與化油器構造文氏管效應與化油器構造進排氣管岐管構造進排氣管岐管構造第三十页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置供油泵供油泵單作用式供油泵單作用式供油泵雙作用式供油泵雙作用式供油泵第三十一页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統汽油噴射式引擎燃料系統直接噴射直接噴射進氣口噴射進氣口噴射節氣門噴射節氣

17、門噴射第三十二页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統汽油噴射式引擎燃料系統1.1.汽油汽油 2.2.空氣空氣 3.3.節氣門節氣門 4.4.進氣岐管進氣岐管 5.5.噴嘴噴嘴 6.6.引擎機體引擎機體單點噴射與多點噴射單點噴射與多點噴射第三十三页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統汽油噴射式引擎燃料系統機械控制式噴射機械控制式噴射第三十四页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置汽油噴射式引擎燃料系統汽油噴射式引擎燃料系統電子機械式噴射系統電子機械式噴射系統電腦汽油噴射裝置電腦汽油噴

18、射裝置第三十五页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置潤滑系統潤滑系統潤滑油路循環系統潤滑油路循環系統第三十六页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置冷卻系統冷卻系統氣冷式冷卻系統氣冷式冷卻系統水冷式冷卻系統水冷式冷卻系統第三十七页，本课件共有46页3-5汽油引擎之主要裝置汽油引擎之主要裝置點火系統點火系統白金點火系統白金點火系統起動系統起動系統起動系統起動系統第三十八页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置柴油引擎燃料供給系統柴油引擎燃料供給系統第三十九页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置供油泵供油泵

19、柱塞式供油柱塞式供油泵泵柱塞式供油柱塞式供油泵泵柱塞式供油泵安裝位置柱塞式供油泵安裝位置膜片式供油泵膜片式供油泵第四十页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置供油泵供油泵單作用式供油泵單作用式供油泵雙作用式供油泵雙作用式供油泵第四十一页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置噴射泵噴射泵搖板式噴射泵搖板式噴射泵第四十二页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置噴射泵噴射泵分配式噴射泵分配式噴射泵單式高壓噴射器單式高壓噴射器第四十三页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置噴射泵噴射泵噴射泵之主要部分構件噴射泵之主要部分構件噴射泵泵油過程噴射泵泵油過程第四十四页，本课件共有46页3-6柴油引擎之主要裝置柴油引擎之主要裝置噴射泵噴射泵凸輪軸和滾輪體總成凸輪軸和滾輪體總成油泵柱塞之作用油泵柱塞之作用第四十五页，本课件共有46页wD:学习文档机械设计(HIT陈铁鸣,王连明)第四十六页，本课件共有46页