《机械设计学》课程
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第一章 绪论
第一节 概述

1、机械的概念
机械是机器和机构的统称。

2、机械设计的定义和特点 1)设计的定义:
“设计”是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和 方法。它是从合理的目标参数出发，通过各种方法和手段创造 出一个所需的优化系统或结构的过程。 图1—1展示了人类自古至今的各种设计创造的产物。
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第四节 机械产品设计的一般过程 •从设计构思的角度看．可以归纳为三大步，即 创意、构思和实现。 •创意的重点在于新颖性，但这种新颖性必须具 有潜在的需求。 •构思的重点在于创造．即要构思一种新的技术 方向或功能原理来实现某创意。 •实现的重点在于验证构思的合理性，可以通过 模型或原理样机来检查构思的合理性。即制作出 实用化的样机并通过实用样机的试验才能考虑进 行商品化设计和投产的可能性。
4)机械设计具有如下主要特点 : (1)多解性 (2)系统性 (3)创新性
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3、“机械设计学”的学科组成 机械设计学学科体系是以机械设计学 为核心构成的。包括以下三方面: (1)功能原理设计 (2)实用化设计 (3)商 品化设计
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4、现代机械设计在中国的发展简史 早在 20 世纪 20 年代，中国的 —些工科大学就开 设了机械设计课程，主要由外籍教授讲授。 50 年代以后，全面引进了当时苏联的机械原理 和机械零件教材以及全面的教学手段 (习题、模 型、实验、课程设计……) 。
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(3)变型性设计 在功能原理和结构都 保持不变的情况下．变动产品部分零部 件的技术性能和结构尺寸参数，扩大规 格或补齐系列，以满足更大范围功能参 数需要的设计，又称变参数设计。变型 性设计是产品系列化的手段。
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2、机械设计的基本程序 其基本程序可以分为四个阶段： 1）设计规划：机械设计首先必须明确任务和 要求。 2）方案设计：就是新产品的功能原理设计 3）技术设计：其任务是将功能原理方案具体 化，寻求机器及其零部件的合理结构。
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2 ）机械设计的定义：是设计者为满足社会 和人们对机械产品功能的需要，运用基础 知识、专业知识、实践经验和系统工程等 方法，进行设想和构思、计算和分析，最 后以技术文件的形式，提供产品制造依据 的全过程工作。
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3)机械设计的任务:都是围绕着开发新的机械 产品或改造老的机械产品而进行的，机械设计 的最终目的是提供满足人们需求、具有一定功 能、优质高效、价廉物美，并具有市场竞争力 的机械产品。
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二、机械设计的基本程序
1、机械设计的类型
机械设计按其创新程度可分为以下三 种类型： (1)开发性设计 在全部功能或主要功 能的实现原理和结构未知的情况下，运 用成熟的科学技术成果所进行的新型的 机械产品设计。
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(2)适应性设计 在主功能的实现原理或者 结构方案保持基本不变的情况下，增补或 减少产品的某些功能，或局部更改某些功 能的原理或结构，使产品适应特定的使用 条件或者用户特殊要求所进行的设计。
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(3)优化原则
设计者初步判定的设计方案或模型常是原始 的，并且有经验性的，必须经过推理、分析 和计算，使设计成果达到当代科学技术的先 进水平和该产品制造及使用条件的最佳水平， 在技术、经济等方面，经全面分析和计算而 达到最优化的结果。 (4)可靠性原则 可靠性是衡量机械产品质量好坏的947年美国工程师麦尔 斯(L．D．Miles)提出“功能”的概念。 三个重大发展。
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二、近代“设计学”的重大发展
l “功能”(Function)思想的提出和发展
2 “人机学”(Ergonomics，Human Factor)思 想的形成和发展
3 “工业设计”(Industrial Design)学科体 系的发展相成熟 以上三项是近代设计学发展的核心内容。 同时：CAD/CAM技术、可靠性技术、有限元、 优化、并行工程等。
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进入70年代以后，世界各先进工业国家逐渐 认识到面对世界市场竞争，人们手中的重要武器 就是“设计”。它们很早就把“设计学”从“机 械学”中分列出来，并逐渐发展了各有持色的面 向市场竞争的设计技术和设计教育体系。 面对21世纪、我们必须清醒地认识到，只有 改善设计教育、研究和实践，使之和“市场竞争 ”紧密联系起来，我们的设计工作才能真正发挥 对国民经济的重要支持作用。这对中国的未来是 至关重要的。
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第二节 机械设计的原则和基本程序
一、机械设计原则 在设计工作中应遵循如下基本原则： (1)实用性原则 又称功能明确原则。主要表 现为机器应具有明确合理的功能，能完成一定 的功能。
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(2)创造性原则 创造性设计是机械设 计最基本的特点。设计者只有大胆创新，才 能有所发明、有所创造、有所改进。 设计者应处理好创新和继承的关系。
4）施工设计：其主要内容是完成产品制造所 需的全部图样和技术文件
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第三节 近代设计科学的重大发展
一、“设计学”从古代到现代的三个发展阶段
阶段1：这一时期可以以16世纪达芬奇的创造活动为顶点。 达芬奇构想：齿轮、螺旋。 阶段2：设计学发展的第二阶段以 1854年德国学者劳莱克 kr 斯作为起点．他写了《机械制造中的设计学》一书 。将 设计学分为机原、机零课程开设，基础是理论力学和材 料力学。这一阶段的设计学其实是机械学。
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(5)安全性原则 机械产品的不安全因素常会 导致机械和人身事故，甚至造成重大的经济损 失和严重的社会影响。 (6)经济性原则 产品的经济性好坏是产品具 有市场竞争力的一个重要方面，主要表现又在 确保产品功能的前提下，尽力降低产品成本， 提高经济效益。 (7)评价审核原则 机械设计是一个复杂的工 作过程，涉及到很多因素和方面，因而设计过 程也是一种信息加工、处理分析、判断决策和 修正的过程。
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第五节 一、课程教学基本要求
课程教学基本要求
以及课程教学主要内容 （1）掌握功能原理设计的基本方法； （2）了解方案评价与选择的基本方法； （3）了解总体设计的基本原则； （4）理解和掌握进行机械产品结构设计的基本原理和方法；