机械设计基础 教学课件 作者 刘美玲 雷振德 主编 李 明 程昌宏第4章_机械设计概述.ppt

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1、第4章机械设计概述本章要点机械零件设计基本要求与一般步骤机械零件失效形式及设计计算准则机械零件的结构工艺性4.1机械设计的基本要求、设计机械零件的基本要求工作可靠并且成本低廉零件的工作能力坚持经济观点:①合理选择材料，降低材料费用。②保证良好的加工工艺性，降低制造成本。③采用标准化通用化设计，简化设计过程。二、机械设计的基本要求基本要求实现预定功能满足可靠性要求满足经济性要求操作方便、工作安全造型美观、减少污染4.2机械设计的内容与步骤机械设计的过程通常可分为以下几个阶段：产品规划方案设计技术设计制

2、造及试验一、失效机械零件在限定的期限内、在规定的条件下不能完成正常功能，为失效。二、零件主要失效形式1、整体断裂危险剖面：>B整体断裂4.3机械零件的失效形式及设计计算准则残余变形2、过大的残余变形>s3、零件表面破坏1）、接触疲劳接触应力（H）循环作用裂纹、微粒脱落2）、磨损两表面在摩擦过程中，表面材料产生微粒脱落、转移的现象。3）、胶合接触表面的油膜完全破坏，产生局部高温使金属熔焊并转移的现象。4）、腐蚀金属表面的锈蚀。4、破坏正常工作条件引起的失效例：零件发生共振时即失效。固有频率-

3、-f激振源的频率--fP0.85f>fP1.15ffP1.15f

4、λ：λ=f（t）=-(dN/dt)/N零件要求失效率机器规定功能成本一、零件应满足的主要要求设计零件的一般程序正常工作——不失效易于加工——工艺性好成本低——经济性好工作可靠——可靠性好特殊要求——质量轻等二、零件设计方法理论设计经验设计模型实验设计三、设计零件的一般程序在满足零件的要求前提下，设计步骤如下：选择类型载荷计算选择材料确定计算准则进行理论设计结构设计校核计算绘零件工作图编写说明书4.4机械零件的结构工艺性机械零件结构工艺性的基本原则：与生产条件、批量大小及获得毛坯的方法相适应；造型简单

5、化；加工的可能性、方便性、精确性和经济性；装拆的可能性和方便性。1、铸造工艺性对零件结构的要求：应使造型方便、砂箱和型芯尽量少，具有必要的拔模斜度；铸件壁厚应有允许的最小值，如表4.1；零件箱壁交叉部分应有过渡圆角，如图4.1；铸件应有明显的分型面，如图4.2；应避免铸造水平位置的较大的薄板，如图4.3；将凸台加长至分型面，如图4.4；把拉应力转化为压应力，如图4.5。2、锻造工艺性对零件结构的要求自由锻模锻3、热处理工艺性对零件结构的要求避免锐边尖角，改成圆角或倒成钝角，圆角半径要大些。零件形状力

6、求简单、对称。轴类、棒类零件的长度与直径之比不可太大。提高零件的结构刚性，必要时增加加强筋。形状特别复杂，不同部位有不同性能要求时，可用组合结构。4、切削加工工艺性对零件结构的要求提高切削效率。便于切削加工。减少切削加工量。防止切削加工使零件产生加工变形。5、装配工艺性对零件结构的要求零件有正确的装配基面。使零件的装配和拆卸方便。避免装配时的切削加工和手工修配。组成独立部件或装配单元再总装配。装配工艺性示例详见表4.3。标准化含义：统一标准化的优越性：1、提高质量，降低成本；2、便于比较，提高零件的

7、可靠性；3、缩短产品设计、制造周期，提高产品设计质量。4.5机械设计中的标准化思考与练习1、机械零件设计应满足哪些基本要求？2、试述机械零件设计的一般步骤。3、机械零件常见的失效形式主要有哪些？4、什么是零件的结构工艺性？有关零件结构工艺性的要求有哪几点？