机械设计 课件 第二章 机械设计概述

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1、第2课第二章机械设计概述一、设计机器应满足的要求由于技术的进步及社会和人们对生产和生活日益增长的需要，要求不断地设计出新的机器。机器的性能与组成机器的机械零件的性能紧密相关。只有了解机器应满足哪些性能要求，才能从设计角度出发更好地了解机械零件应满足哪些要求。比如说飞机，首先了解飞机应满足重量轻、能飞上天的要求，才能更好地了解飞机零件应满足什么样的要求。设计机器时，应满足下列要求：1、具有预定功能的要求：刚才提到，为了解决生产、生活中存在的特定问题，需要设计机器，所以说机器具有预定功能。设计阶段中，应根据机器的预定功能，来选择机器的工作原理。例如：某厂建一

2、发电机组，额定发电机，选定原动机（如柴油机）。可以看出，原动机与发电机之间需要减速，那么就需要设计一个具有减速功能的机器。2、具有经济性要求：即要求设计、制造和使用机器的费用少。机器的经济性要求是一个综合性指标。在设计过程中，自始至终都要研究经济核算、经济效果、经济效率。可以采用下列措施保证经济性要求：P9（1）、从提高设计制造经济性指标入手；（2）、从提高使用经济性指标入手；设计时，要进行多个方案的经济分析和价格对比。每件成本例如：对于螺栓加工，我们来看一下它的每件成本和生产总件数之间的关系：1、用普通车床加工螺栓，关系在图中用直线１表示，每件A总成本

3、并不随件数的增加而变化，；12、若采用滚丝机加工，关系用曲线２表示，则有生产率得以提高，随着总件数的增加，成本会下降。　　　　　　　　　　　　　　　　　　2　　　　　　　　　　曲线２与直线的交点A为等价点，即成本相同的总件数。可以看出，在A点左方的生产规模，采用滚总件数丝机生产是不经济的。机器的经济性必须与其它要求相联系，并不孤立，要综合考虑，不能单纯地追求降价，更不能放弃可靠性的要求。3、安全性要求：安全，是指操作者及机器工作时本身的安全。在机器中，必须配备各种防护装置和措施，如防护罩，安全联轴器等。4、可靠性要求：在机器设计中，必须需要十分注意可靠性

4、要求。随着科技发展，机器的可靠性评价，由定性发展为定量，可靠性用可靠度Ｒ来表示。11（１）、可靠度Ｒ：指在规定的使用时间内和预定的环境条件下，机器能够正常地完成其功能的概率。或说：大量的零件在规定的使用寿命内和预定的环境条件下，能连续工作件数占总件数的百分数。（２）零件可靠度Ｒ的计算公式：　　　　　　失效概率：　　　　　，为失效件数；　　　　　根据该公式我们来看一个例题。例如：一批２０５轴承，装到１０６转时，由１０％的轴承失效，则这批轴承的可靠度Ｒ＝９０％。（3）、机器的可靠度：因机器由各种零件组成，故取决于。但不管机器多复杂，基本上分两种：ABCN①、

5、构件串联，如减速传动装置②、构件并联，如车床变速机构。若失效，则系统功能由Ｂ构件完成。所以，只有所有构件都失效时，整个系统才失效。…，为各零件的失效概率，则整个机器失效概率：∵ABCD∴可靠度（4）、提高机器可靠度的措施：①、最好由等可靠的零件组成机器；，<其中最小者。②、减少系统的组成单元；单元数，R；若由100个等的零件串联成一部机器，则，也就无使用价值了。③、采用技术措施，提高耐磨性、疲劳强度，使R。④、工作时，出现短期过载时，加安全装置；对于重要机器，加监视装置；由冲击载荷时，加消振装置。⑤、对零件进行科学的检测，并采用技术措施，避免由于材料、工

6、艺缺陷造成的早期失效和偶然失效。11①、尽量将机器分成合理部件，以便独立更换或维修，合理地安排检修期。②、根据可靠性要求，来选择安全系数。机器的各零件可靠度R不同，即使其它条件相同，其安全系数应有不同值。例如：一对齿轮，在飞机和机床上用，其可靠度R不同，所以其全系数也不同。（5）、可靠度的产品不存在。因为，不论同一工厂，同一时间，同一台设备，同一种方法制造出来的零件；也不论工厂的设备多么先进，工艺多么合理，技术水平多么高，由于材料、人为因素等原因，使得各零件质量不同，所以，。一、设计机器的一般顺序一部机器的质量基本上取决于设计质量。要想使机器满足预定功能

7、、经济性、安全性等要求，就得搞好设计，把好设计质量是决定机器优劣的关键。这里，我们说的“设计”，指的是技术性的设计过程。它是一个创造性的工作过程，同时又是个充分利用已有经验的工作。要提高设计质量，除了有一个正确的设计方法外，还必须有一个科学的设计程序。设计机器并没有固定不定的程序，须视具体情况而定。在此，介绍较为典型的一般程序。1、计划阶段这只是个预备阶段，其目标是给出设计任务书。此阶段主要由三项工作要做：（1）、调研：了解同类产品生产、使用情况、优缺点、材料、标准件有哪些及采用先进技术的可能性。（2）、分析：机器的功能、经济性、加工等约束条件。（3）、

8、写出任务书：内容包括机器的功能、经济性估计、制造要求估计、基本使用要求及预计期限