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考虑的问题。

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机械设计导论

机械设计用于阐明一个工程计划以满足某种特殊需要或解决一个具体的工程问题。它涉及的学科有材料、力学、热、流体、控制、电子和制造。

机械设计可能简单或很复杂,容易或是困难,精确或不精确,它可能包括一些琐碎的问题,也可能是一个非常重要的问题。好的设计是一个很有条理的和令人感兴趣的想法,能提供一些成果或有用的结果,一个好的设计产品是可使用的、有效的和可靠的。这样的一个设计产品与不能正常工作和必须经常进行修理的类似的不好的设计产品相比,要更便宜。

进行各种机械设计工作的人通常被称为工程师。他或她必须首先认真定义问题,使用工程方法确保提出任何的一种方案都能正确地解决问题。设计者一开始要准确判定他或她将如何识别出一个令人满意的选择,以及如何区别两个令人满意的选择,以便决定一个更好的选择,这是很重要的。因此工程师必须要具有创造性的想象力,熟悉工程知识、生产技术、工具、机器和材料以设计制造一个新产品,或改进一个现有的产品。

在现代工的业化社会里,一个国家的财富和生活水平与他们设计制造工程产品的能力紧密地联系在一起。我们可以说机械设计和制造业的进步能显著地促进一个国家工业化的整体水平的提高。我们的国家在全球制造业大舞台上正扮演着越来越重要的角色,加速国家工业化进程将就需要越来越多具有广泛知识和专门技术的高技能的设计工程师。 机械零件

机器的主要部分是机械系统,机械系统被分解为许多机构, 机构又能进一步被分解为机械零件。从这种意义上讲, 机械零件是机械的基础。总体上来讲,机械零件被分为通用零件和专用零件两类。螺栓、齿轮和链条是典型的通用零件,它们广泛地应用在各种工业部门的不同机器上。涡轮机的叶片、曲轴和飞机的螺旋桨属于专用零件,它们具有一些特殊的用途。 机械设计步骤

产品的设计需要不断探索和发展。许多方案必须被研究、试验、完善, 然后决定使用还是放弃。虽然每个工程学问题的内容是独特的,但是设计师可以按照类似的步骤来解决问题。

需求的识别

有时,设计是从设计者识别出某种需求并且决定对此进行研究开始的。这种需求常常不是很明显。识别通常是由一种特殊的不利因素或一系列随机情况引起的,它们几乎是同时发生的,需求的确认通常包含不确定的和含糊的问题阐述。 问题的定义

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问题的定义是对于全面地确认和理解一个问题是很有必要的,在这之后可能用一个比最初的阐述更加合理和现实的方式来重新阐述。问题的定义必须包括设计任务的所有技术条件,其中重要的要素有速度、进给量、温度限制、最大范围、变量、尺寸和重量的预期变化范围。 综合

综合就是将多种可供选择的设计方法进行进一步研究和探讨,通常不管它们的价值或者质量。这有时也称为构思和发明阶段,在这个阶段中要产生尽可能多的有创意的想法。综合阶段包括材料的说明、几何特征的增加以及总体设计的更多尺寸细节介绍。 分析

分析是一种通过把一个问题分解成许多部分来确定或描述事物性质的方法。在这个过程中,设计的原理和本质被分析,以便在修改的设计目标和原始设计目标之间确定一个更加合适的。 评估

评估是对一个成功设计的最后证明,通常包括样机的实验室试验。在这个阶段我们希望发现这个设计是否真的满足需要。上述描述可能给我们这样一个错误的印象——这个过程可能像列出来的那样以线性方式来完成。相反,在整个过程内都需要反复, 可能从任意一个步骤返回到以前的任一步骤,在所有可能的组合中反复这样做。 展示

与其他人交流设计成果是设计过程的最后和至关重要的阶段。基本上,有 3 种交流方式,分别是文字材料、口头陈述和绘图。一名成功的工程师除了掌握技术之外,还应该精通这 3 种表达方式。有能力的工程师不应该害怕在提出自己的方案时遭到失败的可能性。实际上,巨大的收获是通过冒险去做而得到的。

机械设计内容

机械设计是机械工程教学中一门重要的技术基础课程。它的宗旨是提供在机械设备和系统中的机械零件设计中所必需的概念、规则、数据和决定性分析技术,并培养工程学生机械设计的能力,这是机械制造最关心的,也是制造好产品的关键。

机械设计包括以下内容:

对设计过程、设计所需公式以及安全系数进行介绍。

回顾材料特性、静态和动态载荷分析 包括梁、振动和冲击载荷。 回顾应力的基本规律和失效分析。

介绍静态失效理论和静态载荷下机械断裂分析。

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介绍疲劳失效理论并强调在压力条件下接近高循环的疲劳设计,这通常用在旋转机械的设计中。

深入探讨机械磨损机理、表面接触应力和表面疲劳现象。 使用疲劳分析技术校核轴的设计。 讨论润滑油膜与滚动轴承的理论和应用。

深入介绍直齿圆柱齿轮的动力学、设计和应力分析,并简单介绍斜齿轮、锥齿轮和蜗轮有关方面的问题。

讨论弹簧设计,包括螺旋线压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。 讨论螺钉、螺杆等紧固件的设计,包括传动螺杆和预加载紧固件。 介绍盘式和鼓式离合器以及制动器的设计和技术说明。

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