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作者： 潘存云教授
▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其他专用要求
(1)要使机器的操作者方便和安全。因此设计时要按照人 机工程学的观点布置各种按钮、手柄，使操作方式符合 人们的 心理和习惯，同时，设置完善的安全装置、报警 装置、显示装置等。
(2）改善操作者及机器的环境。所设计的机器应符合劳 动保护法规的要求。降低机器运转时的噪声水平，防止 有毒、有害介质的渗漏，对废水、废气和废液进行治理。
如设计一台咖啡机（或自动洗碗机）
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设计任务书
机器的功能——煮咖啡（或洗碗） 经济性估计——价格、成本、面向对象 制造要求的大致估计——功能、外形等 基本使用要求——最基本的功能 预计的设计周期——投放市场时间
二、方案设计阶段——即《机械原理》中的方案设计 对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提
传感部分——将机器的控工作制参系数，统如位移、速度、加速 度、温度、压力等反馈给控制部分。
控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。
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§2-2 设计机器的一般程序
机械设计的一般过程：
▲ 计划阶段 ▲ 方案设计阶段 ▲ 技术设计阶段 ▲ 技术文件编制阶段
一、计划阶段 包括：需求分析、明确功能、制定设计任务书。
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四、技术文件编制 技术文件——用来说明产品性能、设计、制造、 操作使用、维护或其他所有与产品相关的文档资料。
技术文件
设计说明书 使用说明书 零件明细表 标准件汇总表 产品验收条件 ……
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机器设计的一般流程
提出任务
计
划
分析对机器的要求
确定任务要求
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▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其他专用要求
机器的可靠度——指在规定的使用时间内和预定的环 境下机器能够正常工作的概率。
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▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其它专用要求
其他专用要求——针对不同机器所特有的要求。例如： (1)对机床有长期保持精度的要求； (2)对飞机有质量小，飞行阻力小而运载能力大的要求；
第2章 机械零件设计概论
§2-1 机器的组成
§2-2 设计机器的一般程序 §2-3 对机器的主要要求 §2-4 机械零件的主要失效形式 §2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 §2-6 机械零件的计算准则 §2-7 机械零件的设计方法 §2-8 机械零件设计的一般步骤 §2-9 机械零件材料的选用原则 §2-10 机械零件设计中的标准化 §2-11 机械现代设计方法简介
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§2-1 机器的组成
一台完整的机器的组成如下： 辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。也是保
证机器正常工作不可缺少的部分
润滑、显示、照明等辅助部分
原动机部分
传潘存动云教部授分研制
执行部分
传执动原行部动部分部分—分—传———感联—完器接机内成原器燃预动完机定机成、的和传预电动感执定动作器行功机，部能。位分的于的动传传中力动感间源器路部，线分最的。常终见点的。是
能够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动
机，以及合理地配置必要的辅助系统来实现。
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▲使用功能要求 ▲经济性要求 ▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其他专用要求
经济性要求——机器的经济性体现在设计、制造和使 用的全过程中，设计机器时就要全面综合地进行考虑。 设计制造的经济性表现为机器的成本低，使用经济性 表现为高生产率高效率、低能耗、以及低的管理和维 护费用等。
出实现方案。
一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。
以螺纹制造为例，有车削、滚压、板牙加工等方法。
方法不同，其执行部分的工作原理也不同。
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因此，存在一个方案的比较和取舍问题。
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方案评价原则：经济性、技术上可行。
经济性——总费用最低。
费用
总费用
三、技术设计阶段 ——本课程的
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设计制
使用费用
造费用
内容
复杂程度
绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零 部件的外形、基本尺寸和零件工作图。
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为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作： (1）机器的运动学设计
(2）机器的动力学设计 (3）零件的工作能力设计 (4）部件装配草图及总装配草图的设计——结构设计 (5）主要零件的校核计算
▲使用功能要求 ▲经济性要求
设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根 据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，一般 来说，对机器都要提出以下的基本要求：
▲劳动保护要求 ▲可靠性要求 ▲其他专用要求
使用功能要求——机器应具有预定的使用功能。这主
要靠正确地选择机器的工作原理，正确地设计或选用
(3)对流动使用的机器有便于安装和拆卸的要求；
(4)对大型机器有便于运输的要求等等。
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§2-4 机械零件的主要失效形式
机械零件的失效： 机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。
工作能力——在不发生失效的条件下，零件所能安全
工作的限度。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上
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轴承内圈破裂
又称为 承载能力。 整体断裂
如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带 传动等。机械零件虽然有多种可能的 失效形式，归纳起来最主要的为
过大的残余变形 零件的失效形式
工作表面的过度磨损或损伤
破坏正常的工作条件
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机械零件失效实例：
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齿轮轮齿折断
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轮齿塑性变形
机器潘功存云能教授分研析制
提出可能的解决办法 方 案
组合几种可能的方案 设 计
评价
决策——选定方案
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明确构形要求 结构化
选择材潘料存云、教授确研定制 尺寸
评价
决策—确定结构形状与尺寸
技
零件设计
术
部件设计
设
计
总体设计
编制技术文件
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§2-3 对机器的主要要求
在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率 高、成本低，造型美观，在预定使用期限内要安全 可靠，操作方便、维修简单。具体要求如下：