机械及机械零件设计概要

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1、第二章机械及机械零件的设计概要§2-1机器的组成机器的组成主要包括三部分：原动机、传动装置、执行装置。原动机：驱动整部机器以完成预定功能的动力源。原动机的动力输出大多呈连续匀速回转运动状态，输出一定转矩。执行部分：直接完成预定功能的部分。机器的功能是多样的，要求的运动形式是多样的，且所需克服的阻力随工作情况而异，但原动机的运动形式、运动动力参数有限且确定。所以必须把原动机的运动形式、运动动力参数转变为执行部分所需的运动、动力参数，此任务由传动部分完成。传动部分的作用：1．改变运动形式：回转运动直线运动；2．增速或减速；3.将原动

2、机的动力分配给多个执行部分。§2-2机器零件的主要失效形式失效：零件丧失预定功能的现象。零件设计过程最主要的是使所设计的零件在工作时不发生失效。机械零件失效形式：1．整体断裂：零件在受拉、压、弯、扭、剪等外载作用下，由于某一危险截面应力超过零件的强度极限6B而发生断裂或在变应力作用下危险剖面发生疲劳断裂。2．过大的残余变形：若作用在零件上的应力超过屈服极限6s，零件将产生残余变形。3．零件表面破坏§2-3机械零件的计算准则一．强度准则强度失效：零件在载荷作用下，发生断裂，或出现不允许的残余变形。强度准则：零件中的应力不超过允许的

3、限度。即：。3一次断裂：应力不超过材料的强度极限，；疲劳断裂：应力不超过零件的疲劳极限，；残余变形：应力不超过材料的屈服极限，；考虑到各种偶然性或难以精确分析的影响，。式中：S—安全系数。静应力强度----机械零件整个工作寿命期间应力变化次数≤103的通用零件，按静应力强度进行设计。--------材料力学变应力强度------机械零件整个工作寿命期间应力变化次数>103的通用零件，按变应力强度进行设计。强度条件两种表达式：1．应力表达式2．安全系数表达式式中：σ---零件工作应力。(σlim)e-----零件极限应力。Sca-

4、---零件工作安全系数。S-----零件许用安全系数。变应力强度计算时，(σlim)e=σr一．刚度准则刚度失效：零件在工作时产生的弹性变形超过允许的限度。刚度准则：零件在载荷作用下产生的弹性变形量。刚度—零件抵抗弹性变形的能力。二．寿命准则腐蚀：无腐蚀寿命计算方法。磨损：无成熟统一的耐磨性计算方法，沿用控制表面压强的方法进行条件性的验算。接触疲劳失效：接触疲劳强度计算。三．振动稳定性准则机器中存在很多周期性变化的激振源，若某一零件本身的固有频率与激振源频率重合或成整数倍关系时，零件就会发生共振，使零件破坏或机器工作失常等。当丧

5、失振动稳定性时，零件中振动应力很高，振幅急剧升高，造成严重影响甚至整台机器发生事故。—振动力学对零件和系统进行振动稳定性计算。振动稳定性—设计时使机器中受激振作用的各零件的固有频率f与激振源频率fp错开。0.85f>fp或1.15f

6、的，呈椭圆形分布。初始接触线处的压应力最大，以此最大压应力代表两零件间接触受力后的应力-----接触应力，用σH表示。强度条件：零件上任一点处的接触应力只能在0~σH之间变化，因此，接触变应力是一个脉动循环变应力。在作接触疲劳计算时，极限应力也是一个脉动循环的极限接触应力。3