第2章机械零件设计总论(wxd).ppt

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1、主要内容：1．机械零件的失效形式、工作能力设计计算准则等。2.机械零件的设计方法及一般步骤3.机械零件的材料选用原则重点内容：1.机械零件的主要失效形式及设计准则2.机械零件的设计方法及一般步骤第2章机械零件的工作能力和计算准则武汉科技大学专用作者：潘存云教授1机械零件的失效：机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。工作能力----在不发生失效的条件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是对载荷而言，所以习惯上又称为：承载能力。例如：发生强烈的振动；联接的松弛；摩擦传动的打滑等。§2-4机械零件的主要失效形式整体断裂;过大的残余变形;工作表面的过度磨损或损伤;破坏正常的工作条件。零件

2、的失效形式如轴、齿轮、轴瓦、轴颈、螺栓、带传动等。机械零件虽然有多种可能的失效形式，归纳起来最主要的为武汉科技大学专用作者：潘存云教授2机械零件失效的实例：潘存云教授研制轮齿塑性变形潘存云教授研制齿轮轮齿折断潘存云教授研制轴承内圈破裂潘存云教授研制轴承外圈塑性变形武汉科技大学专用作者：潘存云教授3失效原因:强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、温度等原因。统计结果显示：断裂仅占4.79%;腐蚀、磨损、疲劳破坏占73.88%。--主要失效原因。潘存云教授研制齿面接触疲劳潘存云教授研制轴瓦磨损武汉科技大学专用作者：潘存云教授4▲避免在预定寿命期内失效的要求▲结构工艺性要求▲经济性要求▲质量小的要求▲

3、可靠性要求机器是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就必须使组成机器的零件满足以下要求：§2-5设计机械零件时应满足的基本要求武汉科技大学专用作者：潘存云教授5§2-6机械零件的计算准则设计零件时，首先应根据零件的失效形式确定其设计准则以及相应的设计计算方法。一般来讲，有以下几种准则：强度准则是指零件中的应力不得超过许用值。一、强度准则---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。即：σ≤[σ]=σlim/Sσlim--材料的极限应力脆性材料：σlim=σB(强度极限)塑性材料：σlim=σS(屈服极限)武汉科技大学专用作者：潘存云教授6二、刚度准则

4、----是指零件在力作用下的弹性变形量不得超过许用值即：y≤[y]三、寿命准则影响零件使用寿命的因素主要是腐蚀、磨损和疲劳，前两者还没有成熟的计算方法，工程中通常是求出使用寿命时的疲劳极限作为计算的依据。四、振动稳定性准则保证机器中受激振零件的固有频率f与激振源的频率fp错开，即要求：0.85f>fp或1.15f

5、机械零件的设计方法常规设计方法是指采用一定的理论分析和计算，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。机械零件的设计方法常规设计方法现代设计方法理论设计经验设计模型实验设计1)理论设计----根据长期的总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计。武汉科技大学专用作者：潘存云教授9以受拉杆为例，强度计算公式为：σ≤σlim/S或F/A≤σlim/SF----拉力，A----截面积。设计计算：A≥FS/σlim校核计算有四种可选方式：σ＝F/A≤[σ]F≤A[σ]Sca=σlim/σ≥Sσlim≥SσSca----计算安全系数武汉科技大学专用作者：潘存云教授10经

6、验设计-----根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验公式，或根据设计者本人的设计经验用类比的方法所进行的设计。这对于那些使用要求变化不大而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法。例如：箱体、机架、传动件的结构要素等。机械零件的设计方法常规设计方法现代设计方法理论设计经验设计模型实验设计武汉科技大学专用作者：潘存云教授11模型实验设计-----把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸样机，经过试验的手段对其特性进行检验，根据实验结果再对设计进行逐步修改，达到完善。机械零件的设计方法常规设计方法现代设计方法理论设计经验设计模型实验设计这种方法对于那些尺寸巨大而结构又很复杂的

7、重要零件的设计是一种很有效的方法。武汉科技大学专用作者：潘存云教授12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(见P20)。优化设计可靠性设计计算机辅助设计机械零件的设计方法常规设计方法现代设计方法理论设计经验设计模型实验设计武汉科技大学专用作者：潘存云教授13潘存云教授研制选择零件类型、结构写出计算说明书画出零件工作图校核计算计算零件上的载荷确定计算准则选择零