机械设计课件 机械设计总论.ppt

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1、§2-1机器的组成§2-2设计机器的一般程序§2-3对机器的主要要求§2-4机械零件的主要失效形式§2-5设计机械零件时应满足的基本要求§2-6机械零件的计算准则§2-7机械零件的设计方法§2-8机械零件设计的一般步骤§2-9机械零件材料的选用原则§2-10机械零件设计中的标准化§2-11机械现代设计方法简介第二章机械设计总论第一节机器的组成人们为了满足生产和生活的需要，设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。一台完整的机器的组成大致可包括：原动机部分传动部分执行部分润滑、显示、照明等辅助系统控　制　系　统传感器传感器传感器第一节机器的组成设计任务的研究和制订方案

2、设计总体设计施工设计鉴定和评价机器定型设计信息反馈第二节设计机器的一般程序机械设计有一个一般的步骤，但并没有一个固定的程序，须具体问题具体分析。机械设计过程实际上是一个发现矛盾、分析矛盾和处理矛盾的过程，也是一个优化过程。详细说明补充机械设计的主要内容机械设计主要内容选择机器的工作原理机械运动和动力计算零、部件的工作能力计算绘制装配图及零、部件工作图第三节对机器的主要要求使用功能要求经济性要求劳动保护和环境保护要求寿命与可靠性的要求其它特殊要求第四节机械零件的主要失效形式机械零件丧失工作能力或达不到设计要求的性能时，称为失效。失效并不意味着破坏零件的工作能力的概

3、念失效的概念零件抵抗失效的安全工作限度称为零件的工作能力。对载荷而言，称为零件的承载能力。有时也可以针对变形、速度、温度、压力等而言。同一零件不同失效形式决定不同的工作能力。显然，起决定作用的将是零件工作能力中的较小者。主要失效形式断裂过量变形表面损伤破坏正常工作条件引起的失效一、断裂疲劳断裂：零件在长时间的变应力作用之下发生的断裂，是大多数机械零件的失效形式。极限断裂：零件某一危险剖面上的应力超过零件的强度极限时发生的断裂。断裂极限断裂疲劳断裂韧性断裂脆性断裂断裂实例一断裂实例二断裂实例三断裂实例四二、过量变形塑性变形：零件过载时，塑性材料发生塑性变形。过量的

4、弹性变形：微小的弹性变形不可避免，但过量的弹性变形会使零件、机器不能正常工作。过量变形过量的弹性变形塑性变形塑性变形实例塑性变形实例三、表面损伤绝大多数零件都与别的零件发生静的或动的接触和配合关系或暴露在空气中。大多数失效出现在零件表面。零件的使用寿命在很大程度上受到表面损伤的限制。齿面磨损实例磨损轴瓦轴瓦磨损四、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工作，正常工作条件被破坏了，零件就不能工作，也就失效了。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

5、，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。第五节设计机械零件时应满足的基本要求工作可靠强度刚度寿命振动稳定性满足一定等要求成本低廉正确选择零件材料合理尺寸符合工艺要求的结构合理的公差等级技术条件设计的机械零件既要在预定的期间内工作可靠，又要成本低廉。第六节机械零件的设计准则计算准则强度准则刚度准则寿命准则振动稳定性准则散热性准则可靠性准则耐磨性准则机械零件工作能力的判定条件称为零件的工作能力计算准则。是计算确定零件基本尺寸的主要依据。一、强度(Strength)准则另一种表示方式是：S≥[S]强度:是指零件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形及

6、表面损伤的能力。计算条件为：s≤[s]详细说明安全系数(SafetyFactor)的定义或[X]表示许用应力，可为[s]、[t]等。Y表示极限应力，可为ss、sb、s-1e、sHlim。极限应力与许用应力的比值，叫安全系数，用S表示。许用安全系数的选择合理地选择许用安全系数[S]是机械设计中的一项重要工作。设计人员的任务在于：在保证零件工作安全可靠的前提下，尽可能减少许用安全系数的数值，或者说尽可能提高许用应力的数值。影响许用安全系数（或许用应力）数值大小的因素主要有：与工作应力的计算有关的因素：与材料的极限应力有关的因素：与零件重要性有关的因素：原则1一般情况

7、：[S]查下表选取计算不十分准确：[S]加大20~50%用塑性材料制成的零件，在静应力作用下以屈服极限作为极限应力时的情况。sS/sB0.45~0.550.55~0.700.70~0.90铸件[S]1.2~1.51.4~1.81.7~2.21.6~2.5原则2一般情况：[S]=3~4计算不十分准确：[S]加大50~100%用组织不均匀的脆性材料制成的零件，在静应力作用下以强度极限作为极限应力时的情况。原则3良好情况：一般情况：较差情况：零件在变应力作用下一疲劳极限作为极限应力时的情况。二、刚度(Rigidity)准则刚度(Rigidity)是指零件受载后抵抗弹性

8、变形的能力。计算条件为：