机械设计基础概述全解课件.ppt

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1、§2.1机器应满足的要求和设计制造程序§2.2机械零件设计的基本知识§2.3机械工程常用材料§2.4机械零件的强度§2.5机械零件的结构工艺性§2.6摩擦、磨损和润滑§2.7现代机械设计方法简介第2章机械设计基础概述2.1机器应满足的要求和设计制造程序2.1.1机器应满足的要求1.使用要求2.经济性要求3.社会要求4.可靠性要求5.其它特殊要求2.1机器应满足的要求和设计制造程序2.1.2机器设计、制造的一般程序1.可行性研究阶段2.方案设计阶段3.技术设计阶段(2)机器的动力学计算(3)零件的工作能力设计(1)机器的运动学设计2.1机器应满足的要求和

2、设计制造程序4.施工设计阶段6.投产销售阶段5.样机试制阶段（4）部件装配草图和总装配草图设计（5）主要零件校核2.2机械零件设计的基本知识2.2.1机械零件的工作能力和计算准则1.失效：机械零件丧失规定的功能。2.工作能力：在不发生失效的条件下，在规定期限内，零件所能工作的限度，称为零件的工作能力，通常这个限度是对载荷而言，所以又称承载能力。3.机械零件的失效原因：(1)强度不够，发生断裂，如轮齿折断；(2)刚度不够，发生过度的弹性变形，如轴的挠度和转角过大；(3)磨损严重，使零件损坏或丧失精度，如轮齿过度磨损；(4)摩擦力不够，如带传动打滑；(5)

3、强烈的共振，如轴所受干扰力频率接近自振频率时将引起共振，等等。2.2机械零件设计的基本知识4.零件工作能力的判定条件：(1)强度判定条件，应力≤许用应力；(2)刚度判定条件，变形量≤许用变形量；(3)耐磨性判定条件，压强≤许用压强；判定条件可概括为：计算量≤许用量这种为防止零件失效而制定的判定条件，通常称为零件的计算准则，它是零件正常工作的必要条件，是确定零件主要尺寸的依据。同一零件发生失效的形式可能有多种，如齿轮失效形式有轮齿折断、点蚀、磨损等。但其主要失效形式将由材料、结构和工作条件等决定。2.2机械零件设计的基本知识2.2.2机械零件设计的一般步

4、骤1.根据零件的使用要求，选择零件的类型或结构；2.根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择合适的材料和热处理方法；3.根据零件的工作情况，确定作用于零件上的载荷(包括建立力学模型、进行载荷分析和计算、考虑各种因素对载荷的影响及确定零件的计算载荷)；4.根据零件可能出现的失效形式，确定计算准则，并计算和确定出零件的基本尺寸；5.根据工艺性和标准化等要求进行零件的结构设计；6.必要时应对零件进行校核计算；7.绘出零件的工作图。2.2机械零件设计的基本知识2.2.3机械零件的标准化1.三化：零部件的标准化、通用化和产品系列化(3)系列化:对同一类产品，在

5、同一基本结构或基本尺寸条件下，规定出若干种不同尺寸参数的产品，形成系列。(1)标准件:按规定标准生产的零件称为标准件。(2)通用化：在系列产品内部或在跨系列产品之间采用同一结构和尺寸的零部件。2.2机械零件设计的基本知识2.三化的重要意义（1）采用标准结构及零部件，可简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量，有利于把主要精力用于关键零件、部件的设计；（2）可在专门工厂采用先进技术大规模集中生产标准零部件，有利于节约原材料和能源，保证产品质量、降低成本；（3）增大互换性，便于用户使用和维修；（4）有利于改进和提高产品质量、扩大生产批量和开发新品种。3.我

6、国现行的标准有：国家标准(GB)部颁标准(如机械部标准JB、冶金部标准YB等)企业标准出口产品应采用国际标准(ISO)2.3机械工程常用材料2.3.1常用工程材料简介机械工程中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属及其合金。非金属材料如工程塑料、橡胶、尼龙、木材、石墨、陶瓷等也在某些场合应用。机械工程常用的材料和应用举例常用钢铁材料的牌号及力学性能2.3.2金属材料的热处理许多金属材料，可以用整体热处理或表面热处理的方法改变其整体或表面的物理、力学性能，发挥其使用潜力。例如，合金钢如不经热处理，其力学性能并不明显优于碳素钢。为充分发挥合金钢的作用，合金

7、钢零件一般都需经过热处理。钢的常用整体热处理方法及应用钢的表层热处理和化学热处理2.3机械工程常用材料2.3.3金属零件的表面处理表面处理是使金属表面缠产生一层覆盖层，以达到防腐、改善性能及装饰的作用。通常分电镀、化学处理和涂漆三种。（1）电镀。电镀是应用电解原理在某些金属（或非金属）表面镀上一层其他金属或合金的过程。1)镀铬。适用于钢件、铜或铜合金件。2)镀镍。适用于钢、铜及铜合金、铝合金件。（2）化学处理。金属零件表面的化学处理主要有氧化和磷化。1)黑色金属的氧化与磷化。2)铝及铝合金的阳极氧化。3)铜及铜合金的氧化。（3）涂漆。2.4机械零件的强

8、度2.4.1载荷和应力1.载荷的分类机械零件所受的载荷包括力F、转矩T、弯矩M和功率P等。（1