现代机械设计方法.ppt

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1、现代机械设计方法摩擦学设计传统摩擦理论：冰为什么这么滑？1)摩擦力与接触物体间法向压力成正比2)摩擦力大小与相接触物体名义接触面积大小无关3)摩擦系数与滑动速度和法向载荷大小无关4)静摩擦系数大于动摩擦系数1一、什么是摩擦学设计？研究有关摩擦、磨损与润滑的科学与技术统称为摩擦学，并把在机械设计中正确用摩擦学知识与技术，使之具有良好的摩擦学性能这一过程称为摩擦学设计。摩擦的分类？摩擦带电的原因？滑动摩擦的分类？磨损的三个阶段？磨损曲线？2二、机械中的摩擦学问题---为什么要进行摩擦学设计？机械中零部件的摩擦会导致能量的严重损失。据统计，全世界工业部门所用的能源有1／3--1／2消耗于机件间的

2、摩擦。汽车发动机因摩擦而损失约30％的功率，纺织机械中因机件摩擦造成的功率损耗竞高达85％。1966年，英国的乔斯特(Jost)博士受工业大臣的委托，进行了大量的调查分析，在著名的乔斯特报告中方才提出，摩擦磨损和润滑这三者应该合成为一个有机的整体，于是形成了一门新的学科——摩擦学，牛津大学辞典部为其编制了一条专门的英文词汇Tribology。3三、摩擦学设计解决哪些方面的问题？1、能量方面2、表面强度方面3、运动性能方面4、特种要求方面5、伴生现象方面名义接触面积指的是接触面外边界所包围的面积，轮廓接触面积指的是波纹凸起受压形成的斑点的面积，实际的接触点就分布在这些斑点内；实际接触面积指的

3、是这些实际接触点的面积之和。在一般的机械零件相接触时，轮廓接触面积约为名义接触面积的5%～15%，而实际接触面积只为名义接触面积的0.01%～0.1%。三种接触面积4四、常用的摩擦机理1、微凸体机械锁合作用2、微凸体粘焊作用3、犁沟效应4、微凸体塑性变形5、表面分子间与原子间力的作用5五、影响摩擦的主要因素及减摩设计1、材料2、温度3、滑动速度4、载荷5、表面粗糙度6、表面膜6磨损的分类磨料磨损粘着磨损表面疲劳磨损腐蚀磨损微动磨损7六、磨损机理1、粘着与转移2、切削3、疲劳4、塑性变形5、摩擦腐蚀6、熔化8可靠性设计产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。为了将可靠性量化：产

4、品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，这就是可靠度。可靠性定义四要素：1、对象2、规定条件3、规定时间4、规定功能一、可靠性的定义9二、可靠性的尺度1、可靠度-用可靠度函数R(t)表示N-受测产品总数，n(t)表示从0到t时间内失效的产品个数F(t)=1-R(t)--不可靠度函数--失效概率密度函数102、失效率失效率又称为故障率，其定义为工作到某时刻t时尚未失效(故障)的产品，在该时刻t以后的下一个单位时间内发生失效(故障)的概率。用失效率密度函数表示：平均失效率11例题今有100个某种零件，已工作了6年，工作满5年时共有3个失效，工作满6年时共有6个失效。试计算这批零件工

5、作满5年时的失效率。3、平均寿命平均寿命是产品无故障的工作时间的平均值，平均寿命对于不可修复的产品和可修复的产品．含义分别为：对于不可修复的产品、其寿命是指它的失效前的工作时间。因此，平均寿命就是指该产品从开始使用到失效前的工作时间(或工作次数)的平均值，或称为失效前平均时间，记12对于可修复的产品，其寿命是指相邻两次故障间的工作时间，称为平均故障间隔，记4、维修度维修度就是对可能维修的产品在发生故障或失效后在规定的条件下和规定的时间内完成修复的概率。5、重要度系统中的某设备发生故障而引起的系统故障次数占整个系统故障次数的比率，称为该设备在该系统中的重要度。13绿色产品是指生产过程及其本身

6、节能、节水、低污染、低毒、可再生、可回收的一类产品，它也是绿色科技应用的最终体现。绿色产品的第一个环节是设计。绿色产品要求产品质量优、环境行为优。绿色产品的第二个环节是生产过程。要求实现无废少废、综合利用和采用清洁生产工艺。绿色产品的第三个环节是产品本身的品质。比一般产品更体现以人为本、提高舒适度和健康保护及环境保护程度。绿色产品的第四个环节是废弃物便于处置。绿色产品设计14绿色产品的公认标准：①产品在生产过程中少用资源和能源，并且不污染环境。②产品在使用过程中能耗低，不会对使用者造成危害，也不会产生环境污染物。③产品使用后可以和易于拆卸、回收、翻新或能够安全废置并长期无虑。15绿色产品设

7、计就是把产品视为与人类共存的生命体，对它的研究要基于它自身的从需求、设计、制造到销售、使用、废弃／回收再生的广义产品生命周期，并行地考虑生命周期内每一个阶段产品与人和环境的相互影响.对工业设计而言：核心是3RReduceRecycleReuse16绿色设计的方法1）模块化设计对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能，不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，满