机械设计基础 第２版 教学课件 作者 孙宝钧 主编 机械设计基础第8章.ppt

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1、第八章机械零件设计概论第一节概述第二节机械零件的主要失效形式和设计计算准则第三节机械零件的强度第四节机械零件常用材料及其选择第五节机械零件的结构工艺性及标准化机械设计基础8第一节概述机械零件设计应满足的基本要求㈠满足预定功能的要求㈡满足预定寿命的要求㈢满足零件工艺性的要求㈣满足经济性要求㈤满足标准化的要求机构零件设计的步骤1)根据零件的使用要求，选择零件的类型和结构2)根据机器的工作要求，计算作用的零件上的载荷3)根据零件的工件条件，选择合适的材料4)根据零件可能的失效形式，计算零件的主要原因参数和尺寸5)根据工艺性及标

2、准化等原则，进行零件的结构设计6)结构设计完成后，进行仔细校核，以判断结构的合理性7)绘制零件结构图及编写有关说明零件设计的方法㈠理论设计㈡经验设计㈢计算机辅助设计㈣模型实验设计8第二节机械零件的主要失效形式和设计计算准则机械零件的主要失效形式㈠断裂㈡变形过大㈢零件的表面破坏㈣破坏正常工作条件引起的失效机械零件的设计计算准则㈠强度准则㈡刚度准则㈢寿命准则㈣振动稳定性准则8㈠断裂8㈡变形过大8㈢零件的表面破坏8第三节机械零件的强度常见的强度条件表达式有两种:强度条件的安全系数表达式强度条件的应力表达式8研究机械零件的强度问

3、题主要包括以下工作：1)判定零件的工作应力类型并计算工作应力。2)根据工作应力的类型，确定材料相应的极限应力σlim。3)用应力集中系数K、尺寸系数ε和表面质量系数β等对付材料的极限应力σlim进行修正，从而获得零件的极限应力(σlim)k。4)根据使用条件、重要程度等因素取定许用安全系数[S]的值。5)进行强度计算。8一、机械零件的载荷和应力㈠机械零件的载荷载荷分为：静载荷和变载荷。变载荷分为稳定变载荷和不稳定变载荷。计算载荷与标称载荷之间的关系为：㈡机械零件的应力机械零件的应力可分为剖面应力和表面应力。表面应力又可分

4、为表面挤压应力和表面接触应力。按零件的应力状态，又可分为单向和复杂应力状态。按应力随时间的变化情况，又可分为静应力和变应力。88二、静应力时机械零件的整体强度计算㈠确定工件应力σ㈡确定零件极限应力(σlim)k㈢取定许用安全系数[S]=1.25~1.5[S]=1.5~2[S]=2~2.5[S]=2.5~3㈣按强度条件进行强度计算8三、稳定变应力时机械零件的整体强度计算㈠单向变应力时的强度计算当受对称循环应力作用时，零件的工作安全系数为当受非对称循环应力作用时，零件的工作安全系数为8当值较小时，零件变应力的极限应力为材料的

5、屈服极限，应进行静强度安全系数核验，安全系数计算公式为当受非对称循环应力作用时，零件的工作安全系数为㈡复杂变应力下的强度计算安全系数公式为8四、非稳定变应力强度计算简介非稳定变应力分为规律性和非规律性两类。五、机械零件的表面接触疲劳强度防止点蚀破坏的计算准则是校核接触应力中心处的最大接触应力，可按赫兹应力公式计算其中88第四节机械零件常用材料及其选择一、机械零件的常用材料㈠铸铁——主要有灰铸铁和球墨铸铁㈡碳钢与合金钢——碳钢分为普通碳素钢和优质碳素钢㈢有色金属㈣非金属材料——常用橡胶、塑料等。二、选用材料的原则⒈零件的工

6、件能力要求⒉工艺要求⒊材料的经济性要求⒋材料供应方面的要求8第五节机械零件的结构工艺性及标准化一、机械零件的结构工艺性反映在毛坯制备、热处理、切削加工、装配等过程中。——零件的毛坯：铸件、锻件、焊件、冲压件等；——零件热处理：避免锐边、尖角，过渡圆角尽量大——零件切削加工和装配：应尽量考虑便于切削加工。二、机械零件设计中的标准化在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念，通过制订、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。