第1章 机械设计概论

【学习目标】

• 了解机械设计的基本要求和一般程序

• 理解机械零件的主要失效形式及计算准则

• 理解机器、机构、构件的概念

机械工业素有“工业的心脏”之称，是国家经济发展的主要支柱之一，它的发展水平是衡量一个国家工业化程度的重要标志。

机械设计（Machine Design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件（如材料、加工能力、理论知识和计算手段等）下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般要求包括：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、最高的可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论、价值工程和系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累，以及计算机的推广应用，设计逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算的现代设计方法，这是21世纪的主要研究和发展方向。