《机械设计总论》ppt课件2

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1、第二章机械设计总论2-1机器的组成机械机构：构件间运动规律机器：转换机械能，或用机械能作功。天然工具——→简单机器——→工业革命——→现代机器改革开放后：我国机械工业得到了长足发展。如：火车发展：蒸汽机车—→内燃机车—→电力机车—→磁浮列车（常导—→高温超导）—→高速列车轿车发展：红旗—→桑塔纳、捷达、奥迪—→别克、本田、帕萨特蒸汽机车内燃机车电力机车高速列车磁浮列车机器组成：原动机传动装置—→执行部分（工作机）—→控制系统辅助系统（如仪表、照明等）轿车组成：一、原动机部分包括原动机及其配套装置，是实现能量转换，为机械系统提供动力的部分。（1）电动机：普通电

2、动机(交流和直流)、特种电机（隔爆型、起重冶金用、船用、纺织用、木工用、潜水泵用）、控制电动机（步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机）。（2）内燃机：柴油机、汽油机。（3）液压泵：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。（4）空气压缩机。二、执行部分执行系统是利用机械能（或液压能或气压能）完成机械系统预定工作任务的装置。运动：直线、回转、间歇动力：力（F)、力矩(MT)、功率(P)三、传动系统通常原动机的运动和动力不能直接满足执行系统的要求，传动系统就是把原动机的运动和动力进行适当变换后传递给执行系统的中间装置，其主要功能包括减速或增速、变速；改变运动规律或运动形式

3、；起动、制动和反向；传递功率、转矩或力等。四、操纵和控制系统操纵系统和控制系统是使动力系统、传动系统和执行系统彼此协调运行，并准确可靠地完成整机功能的装置。五、辅助系统冷却、润滑、电系、指示等。2-2设计机器的一般程序机器设计是一个创新与借鉴相结合的过程，一般程序如下：设计任务调研——→总体设计——→技术设计——→试制——→投产试验修改一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。机械产品从计划、设计、制造、安装、运行直至报废所经历的时间称为寿命周期。环境环境状况（振动,噪声,粉尘、废水、废气、废物排放与治理，对周围机械设备的影响等

4、）；资源利用（能源、原材料、水、土地等）；市场态势（竞争形势、供求状况、交货期、资金回收等）；生产条件（设备、技术、人员、工作环境、资金筹措等）；法律、法规与政策。人员操作人员的技术状况及操作熟练程度；操作人员及周边人员的健康与安全要求（操作轻便性、舒适性、宜人性，产品的造型设计，安全保护与防护措施等）。机械功能的合理性与性能的先进性；执行预期功能的安全性（强度、刚度、寿命、稳定性等）；可靠性；经济性；工艺性；操作性；维修性。机械系统本身是人-机-环境系统的组成部分。机械产品传统的设计——制造过程2-3对机器的主要要求一、使用功能要求实现预定功能，工作可靠。

5、二、经济性要求三方面：生产成本低、使用消耗小、维护费用低。措施：1）设计中采用“三化”零部件；标准化、系列化、通用化2）应用成熟的新技术、新材料。3）选用高效率设备，减少动力、燃料消耗。三、劳动保护和环境保护要求四、寿命与可靠性的要求五、其他专用要求2-4机械零件的主要失效形式失效:零件丧失工作能力或达不到设计要求的性能。常见失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。齿轮轮齿断裂轴承内圈断裂（一）整体断裂整体断裂是指零件在载荷作用下，其危险截面的应力超过零件的强度极限而导致的断裂，或在变应力作用下，危险截面发生的疲劳断裂

6、。齿轮齿面塑形变形轴承外圈塑性变形（二）过大的残余变形当作用于零件上的应力超过了材料的屈服极限，零件将产生残余变形。（三）零件的表面破坏零件的表面破坏主要是腐蚀、磨损和接触疲劳（点蚀）。齿面接触疲劳轴瓦磨损（四）破坏正常工作条件引起的失效有些零件只有在一定的工作条件下才能正常的工作，如：液体摩擦的滑动轴承，只有在存在完整的润滑油膜时才能正常工作。带传动只有在传递的有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作。高速转动的零件，只有在转速与转动件系统的固有频率避开一个适当的间隔才能正常工作。零件在工作时会发生哪一种失效，这与零件的工作环境、载荷性质等很多因素有关。统计

7、结果表明:一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素引起。2-5设计机械零件时应满足的基本要求1、避免在预期寿命内失效的要求（强度、刚度、寿命）强度：零件在工作中发生断裂或不允许的残余变形统属于强度不足。刚度：零件在工作时所产生的弹性变形不超过允许的限度。寿命：零件正常工作延续的时间。2、结构工艺性要求（便于加工、装配）3、经济性要求（材料、加工方法、精度等级）4、质量小的要求（节约材料、↓惯性力）5、可靠性要求2-6机械零件的设计准则零件工作—→承受载荷—→载荷欲使零件失效零件据自身结构、材料反抗失效—→反抗失效＞失效—→解决办法：合理设计遵循设计

8、准则设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准