機械零件設(shè)計方法簡介

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1、一、傳統(tǒng)機械設(shè)計方法,1、失效的概念 機械零件由于某種原因在預(yù)定使用期內(nèi)喪失了正常工作能力。,失效形式:斷裂、塑性變形、過大的彈性變形、表面失效(磨損、疲勞點蝕、膠合、塑性流動、壓潰和腐蝕)等,以及正常條件下引起的失效(帶傳動中的打滑、受壓桿件的失穩(wěn)等)。,第三章 傳統(tǒng)設(shè)計與現(xiàn)代設(shè)計方法簡介,一臺機器在滿足預(yù)期使用功能及使用期內(nèi)安全可靠的前提下,還應(yīng)具有性能好、效率高、成本低,操作方便,維修簡單和造型美觀的特點。,2、機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則,設(shè)計準(zhǔn)則保證零件不失效所依據(jù)的基本準(zhǔn)則,1) 強度準(zhǔn)則,零件在載荷作用下抵抗破壞的能力,單向應(yīng)力,復(fù)合應(yīng)力,(1)應(yīng)力及安全系數(shù),有規(guī)則變應(yīng)力,無規(guī)則變應(yīng)力,

2、(2)應(yīng)力類型,,,,,,,,,,對稱循環(huán)變應(yīng)力,脈動循環(huán)變應(yīng)力,非對稱循環(huán)變應(yīng)力,,穩(wěn)定變應(yīng)力,非穩(wěn)定變應(yīng)力,靜應(yīng)力只在靜載荷下產(chǎn)生。,變應(yīng)力由變載荷產(chǎn)生,也可由靜載荷產(chǎn)生。,(3)穩(wěn)定變應(yīng)力的變化規(guī)律,(4)N 曲線 (疲勞曲線),變應(yīng)力狀態(tài)下極限應(yīng)力lim(以max表征)是應(yīng)力變化次數(shù)N 的函數(shù),其關(guān)系常由試驗方法獲得的疲勞曲線表示。疲勞曲線分四段:,4)壽命設(shè)計準(zhǔn)則,影響零件壽命的主要因素是疲勞、磨損和腐蝕。,3)精度設(shè)計準(zhǔn)則,機械零件的精度指標(biāo)用零件的尺寸誤差和形狀位置誤差進行控制和保證。對尺寸鏈的誤差進行校驗,確保設(shè)計終了狀態(tài)與設(shè)計總體指標(biāo)相匹配;精度指標(biāo)與加工能力、加工過程、加工

3、成本相匹配。,2)剛度設(shè)計準(zhǔn)則,剛度是零部件在載荷下抵抗彈性變形的能力。即 彈性變形量 y y,,5)振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則,6)可靠性準(zhǔn)則,可靠性是指系統(tǒng)或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi),完成規(guī)定功能的程度??煽啃酝ǔS每煽慷萊t 度量,它是指系統(tǒng)或零件在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi),完成規(guī)定功能的概率。,使機器的激振源頻率與零件的固有頻率錯開。,1、常用材料,1)材料的分類和應(yīng)用,見后續(xù)章節(jié),3、機械零件的常用材料及其選擇,,2)材料的選擇,(1)使用要求,零件的工作條件(環(huán)境特點、工作溫度、摩擦磨損的程度等)、載荷與應(yīng)力的性質(zhì)和大小、零件的重要性等。,,(2)工藝要求,(3) 經(jīng)濟要求,形狀復(fù)

4、雜、尺寸大的零件難以鍛造,如采用鑄造或焊接,則其材料應(yīng)有良好的鑄造性能或焊接性能,結(jié)構(gòu)上也要適應(yīng)鑄造或焊接的要求。,材料的經(jīng)濟性主要表現(xiàn)在材料的相對價格、加工費用和使用維護費等幾個方面。在滿足使用要求的前提下,應(yīng)盡量選用價格較低的材料。,,1)機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性,(1)選擇合理的毛坯,(1)在專門化工廠以先進的方法對通用零件進行大批量集中制造,可提高質(zhì)量,降低成本。,4、 機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性,(2)結(jié)構(gòu)要簡單,便于加工,(3)便于安裝、維修,2)機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化,(2 ) 統(tǒng)一材料和零件的性能指標(biāo),使其能夠進行比較,可提高零件的可靠性;,(3 )采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及零部件,有利于設(shè)計者把精力用在關(guān)鍵零、部件的設(shè)計上,可提高設(shè)計質(zhì)量;,(4)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化,可增強互換性。,二、現(xiàn)代機械設(shè)計方法簡介,現(xiàn)代設(shè)計的主要理論與方法,現(xiàn)代設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的主要區(qū)別(一),現(xiàn)代設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的主要區(qū)別(二),1、自學(xué)報告選題,2、設(shè)計性大作業(yè) 1)螺旋傳動設(shè)計(手工或CAD畫圖、A4圖紙) 2)齒輪傳動設(shè)計(手工或CAD畫圖、A4圖紙) 3)軸系組合設(shè)計(手工或CAD畫圖、A3圖紙) 注:大作業(yè)均包括設(shè)計計算說明書一份(打字或手 寫不限 , A4紙 ) 。,

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