机械设计-第二章 机械设计概论

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1、第二章机械设计概论机械零件的设计方法发展简介机械零件的失效形式和设计准则机械设计的一般程序第二章机械设计概论机械零件的材料和选用原则机械的组成机器的组成1§2.1机械的组成带式输送机电动大门示意图第二章机械设计概论机器的组成1机器的组成分析原动机部分传动部分执行部分辅助系统（润滑、显示、照明等）控制系统（操作、监测等）传感器传感器传感器内燃机电动机§2.1机械的组成第二章机械设计概论对机器的主要要求一、对机器的主要要求设计机器的任务是在当前技术发展所能达到的条件下，根据生产及生活的需要提出的。不管机器的类型如何，一般来说，对机器都要提出以下的基本要求：使用

2、功能要求经济性要求——降低生产成本劳动保护要求——保护操作人员的安全可靠性要求——不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性其它专用要求——节能、环保等§2.2机械设计的一般程序第二章机械设计概论计划阶段方案设计阶段技术设计阶段技术文件编制阶段作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。设计机器的一般程序：二、机械设计的一般程序试制、试验、鉴定阶段第二章机械设计概论————明确机器应具有的功能，制定设计任务书找出实现机器功能的最优方案，确定其工作原理，绘制原理工作图——运动学设计动力学设计零件设计总装配草图设计总装配

3、图与零件工作图设计——机器的设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表、外购件明细表、验收条件等。机械零件的主要失效形式1§2.3机械零件的失效形式和设计准则§2.3.1失效形式1.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疲劳断裂。齿轮轮齿断裂轴承内圈断裂第二章机械设计概论失效：机械零件由于某些原因而丧失原有设计所规定的功能机械零件的主要失效形式22.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。齿轮齿面塑形变形轴承外圈塑性变形第二章机械设计概论机械零件的

4、主要失效形式33.零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第二章机械设计概论机械零件的主要失效形式44.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。有统计结果表明，一般机械零件的失效主要是由于疲劳、磨损、腐蚀等因素

5、引起。第二章机械设计概论机械零件的计算准则1强度准则刚度准则寿命准则振动准则可靠性准则：确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。：确保零件不发生过大的弹性变形。：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。：高速运转机械的设计应注重此项准则。：当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。耐磨性准则：保证零件的磨损量不超过容许值。第二章机械设计概论§2.3.2设计准则选择零件类型、结构机械零件的设计一般要经过以下几个步骤：计算零件上的载荷确定计算准则选择零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计校核计算画出零件工作图写出计算说明书第二章机械设计概论第二章

6、机械设计概论§2.4机械零件的材料和结构工艺性§2.4.1机械零件常用材料：铝(LY12)、铜(ZCuSn10P1)…...黑色金属有色金属铁钢高分子材料复合材料陶瓷金属材料非金属材料：塑料、橡胶、合成纤维：低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢…(如：08F45601Cr18）：灰铸铁、球墨铸铁…(如：TH300QT500-5)：强如钢、轻如铝、硬如金刚石：强度高、弹性模量大、质量轻§2.4.2机械零件材料的选用原则载荷性质第二章机械设计概论零件的工作情况零件的尺寸制造的工艺性材料的经济性机械零件的设计方法理论设计经验设计模型实验设计一、常规设计方法是指采用一定

7、的理论分析和计算，结合人们在长期的设计和生产实践中总结出的方法、公式、图表等进行设计的方法。它又可分为：第二章机械设计概论§2.5机械零件设计方法的发展二、现代设计方法是指在近二、三十年发展起来的更为完善、科学、计算精度高、设计与计算速度更快的机械设计方法。优化设计第二章机械设计概论可靠性设计有限单元法并行设计思考与练习1．机械设计的一般步骤是什么？2．零件常见的失效有哪些，相关设计准则是什么？3．材料的选择原则是什么？机械工业中常见的有哪几种材料？4．现代设计方法有哪些？TheEnd