主讲 王乐煦
教材：
讲义 --,机械设计, 吴宗泽主编 高教出版社
手册 --,机械设计课程设计手册,
吴宗泽、罗圣国主编 高教出版社
习题集 --,机械设计习题集, （第二版）
吴宗泽主编 高教出版社
实验指导书 --,机械设计实验, 自编
参考书,
,机械设计, --许镇宇等主编 高教出版社
学期成绩评定内容：
? A,课后 作业
? B,期末考试成绩
? C,设计作业
? D,实验报告
机 械 设 计 总 论
（ 1—— 3章）
绪 论
第一章 机械设计概论
第二章 机械零件的疲劳强度
绪 论
一,课程的性质
二,课程的内容
三,课程的任务
? 本课程是一门以一般 通用零件 的
设计为核心的设计性课程,论述它
们的 基本设计理论与方法,培养学
生具有设计一般机械能力的 技术
基础课程 。
? 综合运用已学知识：制图 力学 金属学
（材料及工艺）公差配合等
? 了解、应用机械设计的新理论、新方法
一,课程的性质
机械零件
可以分为
两大类
通用零件, 各种机械中经常用
到的一般参数的零件。
例如,螺钉 齿轮 链轮
直轴
专用零件, 在特定类型的机器
中才能用到的零件。
例如,飞机螺旋桨
内燃机曲轴
? 一般参数（尺寸，精度，温度，压力
等）的通用零件
? 联接零件：螺钉、键、花键、过盈
? 机械传动件：带、链、齿轮、蜗轮
? 轴系零部件：轴、轴承、联轴器
? 其它零部件：弹簧、机座、减速箱
二课程内容
?培养学生掌握通用零件的设计原理、方
法和机械设计的一般规律；
?树立正确的设计思想，了解国家当前的
有关技术经济政策；
?具有使用标准、规范、手册、图册及查
阅资料的能力；
?掌握典型零件的实验方法，获得实验技
能的基本训练；
?了解机械设计的新发展。培养创新能力。
课程的任务
第一章 机械设计概论
一,机器的基本组成
二,设计机器的一般程序与基本要求
三,机械零件的主要失效形式和计算
准则
设计问题的综合性
社会学
心理学
经济学
科学技术 工艺性 造型艺术
机械设计
结果分析与设计机械设计的内容
分析工作原理 类型选择 受力分析
改进与发展
结果分析与设计 简化模型
失效分析
建立计算准则
机器的组成：
辅助系统，例如：润滑、显示、照明等
原动机部分 传动部分
控制系统
执行部分
设计机器的一般程序
计划阶段
方案设计
技术设计
技术文件的编制
试制、试验、鉴定、生产
信
息
反
馈
、
修
改
对整个机器的整体要求
? 使用功能的要求
? 经济性要求
?“三化” --标准化、系列化、通用化
? 劳动保护要求
? 可靠性要求
? 其它专业要求
机械零件设计的基本要求
? 避免在预期寿命期内 失效
? 结构工艺性的要求
? 经济性要求
? 质量小的要求
? 可靠性要求
失效 零部件不能满足工作要求称为失效。
机
械
零
件
的
主
要
失
效
形
式
过大的残余应力
破坏正常工作条件引起的失效：
整体断裂,拉，压，弯，扭
过大的残余应力,加工，热处理
零件表面的破坏,磨损，热处理
打滑，共振，胶合
机械零件的计算准则
设计准则 计算公式 失效形式 典型零部件
强度准则 ?? ? lim /S 断裂、疲劳
破坏、残余
变形
轴、齿轮,带
轮等
刚度准则 y ? [y ] 弹性变形 轴、蜗杆等
寿命准则 满足额定寿
命
腐蚀、磨
损、疲劳
滚动轴承等
振动稳定性 0,85f >f
p
或
1,15f< f
p
共振产生的
工作失常
滚动轴承、
齿轮、滑动
轴承
可靠性准则 R=N/N
0
第二章 机械零件的疲劳强度
（自学）
?疲劳强度的基本理论
与计算
?提高疲劳强度的措施
?接触 疲劳强度
一,基本定义
公称载荷,稳定理想情况下的载荷
计算载荷 ；考虑载荷不稳定及阻力变化
等情况的载荷
几何因素,长度，面积，体积，惯性矩。
安全系数, 极限应力
计算应力 许用应力 安全系数
? ? Slinca ??? ??
二,疲劳强度
对数坐标的疲劳曲线
? 有限寿命区间
? 疲劳极限
三,接触应力（ P38）
载荷 曲率半径
材料
?
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? 例题：铆钉联接，两块钢
板材料均为 Q215，
F=500000N，
? 求：各部分尺寸。
MP ap
MP a
MP a
400
180
200
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? 解：分析失效方式及计算公式
1。钉剪切
2 板挤压
3 板拉断
4 板边剪切
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? F1= F2= F3= F4= F5 = F
由 1,d=18.8 取 d为 18
由 2,S=6.6 取 S为 7
由 3,b=54.7 取 b为 55
由 4,e= 29.3 取 e为 30 ‘等
强原则’
课后习题
分析自行车的主要失效
形式及设计准则
黄华星 19#608
? 根据题目，进行调研，初步确定基本参
数（功率、转数等）
? 确定方案，画出草图
? 自选题目：下周三课后（或周四 3,00 ）
和 老师讨论（精仪系 3405）
设计作业 project
教材：
讲义 --,机械设计, 吴宗泽主编 高教出版社
手册 --,机械设计课程设计手册,
吴宗泽、罗圣国主编 高教出版社
习题集 --,机械设计习题集, （第二版）
吴宗泽主编 高教出版社
实验指导书 --,机械设计实验, 自编
参考书,
,机械设计, --许镇宇等主编 高教出版社
学期成绩评定内容：
? A,课后 作业
? B,期末考试成绩
? C,设计作业
? D,实验报告
机 械 设 计 总 论
（ 1—— 3章）
绪 论
第一章 机械设计概论
第二章 机械零件的疲劳强度
绪 论
一,课程的性质
二,课程的内容
三,课程的任务
? 本课程是一门以一般 通用零件 的
设计为核心的设计性课程,论述它
们的 基本设计理论与方法,培养学
生具有设计一般机械能力的 技术
基础课程 。
? 综合运用已学知识：制图 力学 金属学
（材料及工艺）公差配合等
? 了解、应用机械设计的新理论、新方法
一,课程的性质
机械零件
可以分为
两大类
通用零件, 各种机械中经常用
到的一般参数的零件。
例如,螺钉 齿轮 链轮
直轴
专用零件, 在特定类型的机器
中才能用到的零件。
例如,飞机螺旋桨
内燃机曲轴
? 一般参数（尺寸，精度，温度，压力
等）的通用零件
? 联接零件：螺钉、键、花键、过盈
? 机械传动件：带、链、齿轮、蜗轮
? 轴系零部件：轴、轴承、联轴器
? 其它零部件：弹簧、机座、减速箱
二课程内容
?培养学生掌握通用零件的设计原理、方
法和机械设计的一般规律；
?树立正确的设计思想，了解国家当前的
有关技术经济政策；
?具有使用标准、规范、手册、图册及查
阅资料的能力；
?掌握典型零件的实验方法，获得实验技
能的基本训练；
?了解机械设计的新发展。培养创新能力。
课程的任务
第一章 机械设计概论
一,机器的基本组成
二,设计机器的一般程序与基本要求
三,机械零件的主要失效形式和计算
准则
设计问题的综合性
社会学
心理学
经济学
科学技术 工艺性 造型艺术
机械设计
结果分析与设计机械设计的内容
分析工作原理 类型选择 受力分析
改进与发展
结果分析与设计 简化模型
失效分析
建立计算准则
机器的组成：
辅助系统，例如：润滑、显示、照明等
原动机部分 传动部分
控制系统
执行部分
设计机器的一般程序
计划阶段
方案设计
技术设计
技术文件的编制
试制、试验、鉴定、生产
信
息
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、
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对整个机器的整体要求
? 使用功能的要求
? 经济性要求
?“三化” --标准化、系列化、通用化
? 劳动保护要求
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? 其它专业要求
机械零件设计的基本要求
? 避免在预期寿命期内 失效
? 结构工艺性的要求
? 经济性要求
? 质量小的要求
? 可靠性要求
失效 零部件不能满足工作要求称为失效。
机
械
零
件
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主
要
失
效
形
式
过大的残余应力
破坏正常工作条件引起的失效：
整体断裂,拉，压，弯，扭
过大的残余应力,加工，热处理
零件表面的破坏,磨损，热处理
打滑，共振，胶合
机械零件的计算准则
设计准则 计算公式 失效形式 典型零部件
强度准则 ?? ? lim /S 断裂、疲劳
破坏、残余
变形
轴、齿轮,带
轮等
刚度准则 y ? [y ] 弹性变形 轴、蜗杆等
寿命准则 满足额定寿
命
腐蚀、磨
损、疲劳
滚动轴承等
振动稳定性 0,85f >f
p
或
1,15f< f
p
共振产生的
工作失常
滚动轴承、
齿轮、滑动
轴承
可靠性准则 R=N/N
0
第二章 机械零件的疲劳强度
（自学）
?疲劳强度的基本理论
与计算
?提高疲劳强度的措施
?接触 疲劳强度
一,基本定义
公称载荷,稳定理想情况下的载荷
计算载荷 ；考虑载荷不稳定及阻力变化
等情况的载荷
几何因素,长度，面积，体积，惯性矩。
安全系数, 极限应力
计算应力 许用应力 安全系数
? ? Slinca ??? ??
二,疲劳强度
对数坐标的疲劳曲线
? 有限寿命区间
? 疲劳极限
三,接触应力（ P38）
载荷 曲率半径
材料
?
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? 例题：铆钉联接，两块钢
板材料均为 Q215，
F=500000N，
? 求：各部分尺寸。
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? 解：分析失效方式及计算公式
1。钉剪切
2 板挤压
3 板拉断
4 板边剪切
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由 1,d=18.8 取 d为 18
由 2,S=6.6 取 S为 7
由 3,b=54.7 取 b为 55
由 4,e= 29.3 取 e为 30 ‘等
强原则’
课后习题
分析自行车的主要失效
形式及设计准则
黄华星 19#608
? 根据题目，进行调研，初步确定基本参
数（功率、转数等）
? 确定方案，画出草图
? 自选题目：下周三课后（或周四 3,00 ）
和 老师讨论（精仪系 3405）
设计作业 project
