机械设计总论ppt课件.ppt

《机械设计总论ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§1-1概述§1-3机械零件的强度计算§1-2机械设计的基本要求、机械零件的工作能力和计算准则第一章机械设计总论§1-1概述机械（Machinery)——是机器和机构的统称。机器(Machine)—主要是指机械装置。如内燃机、机床、汽车、火车、飞机、轮船、起重运输机械、冶金矿山机械、轻纺食品机械等等。机械设计(MachineDesign)——即为各种机械装置的设计，机械设计是为了满足机器的某些特定功能而进行的创造性过程，设计是创造性的劳动，设计的本质在于创新。机械设计课程的特点性质：是一门重要的设计性的技术基础课，是初步掌握机械设计能力的必然环节。研究内容：通用机械零部件的工作原理、特点、选

2、用及设计计算。齿轮传动带传动蜗杆传动螺纹联接轴键联接轴承联轴器链传动通用的零部件系指传动零件轴类零件联接零件目的：1、初步具备一般通用机械零部件设计计算的能力。2、综合运用本课程和其他先修课程的知识，设计机械传动装置和一般机械。5．其他要求：环保、噪音、外观等一、机械设计的基本要求1．实现预定的功能，工作可靠；2．经济性好：设计和制造周期短、成本低，产品生产效率高、能耗低维护管理费用少；3．操作方便，运行安全；4．标准化、系列化程度高：以便简化设计工作，提高产品质量；§1-2机械设计的基本要求、机械零件的工作能力和计算准则二、机械零件的工作能力及计算准则零件的工作能力—是指在一定的运动、载荷

3、和环境情况下，在预定的使用期限内，不发生失效的安全工作限度。二）机械零件的主要失效形式过大弹性变形——零件的刚度不够引起塑性变形——工作应力超过材料的屈服极限σS引起2．变形疲劳断裂——工作应力超过零件的疲劳极限σr引起过载断裂——工作应力超过材料的强度极限σB引起1．断裂压溃、过度磨损——零件接触表面上的压应力p过大胶合——零件工作温升△t过高引起表面疲劳损坏——零件表面接触应力σH过大引起3．表面失效机械零件由于某种原因不能正常工作时，称为失效。一）机械零件的工作能力计算准则—用于计算并确定零件基本尺寸的主要依据。对于具体的零件，应根据它们的主要失效形式，采用相应的计算准则。常用的计算准

4、则有：三）机械零件的计算准则1．强度准则——针对零件断裂、塑性变形或表面疲劳损坏失效强度——指零件在载荷作用下抵抗断裂或塑性变形的能力。强度是保证零件工作能力的最基本要求。若零件的强度不够，不仅因为零件的失效使机械不能正常工作，还可能导致安全事故。强度的计算准则为：σ≤[σ]MPa或τ≤[τ]针对断裂或塑性变形σH≤[σH]针对表面疲劳损坏强度计算准则：1）或2）S——安全系数，S＞1—→S↑：安全，浪费材料S↓：经济，不安全σ—零件的工作正应力；—零件的工作切应力；[σ]—材料的许用正应力；—材料的许用切应力；—材料的极限正应力；—材料的极限切应力；2．刚度准则——针对过大弹性变形刚度——

5、指零件在一定载荷作用下抵抗过大弹性变形的能力。刚度是保证机器正常工作，提高机床加工产品质量的基本要求。刚度的计算准则为：y≤[y]；θ≤[θ]；φ≤[φ]式中，y、θ和φ——分别为零件工作时的挠度、偏转角和扭转角；由刚度计算所得零件剖面尺寸，一般要比强度计算的大，所以，一般满足刚度要求的零件往往也能同时满足强度要求。机床主轴等弹性变形过大将影响加工精度。齿轮轴的弯曲挠度过大会影响一对齿轮的正确啮合。3．耐磨性准则——针对过度磨损、胶合破坏耐磨性—指零件在载荷作用下相对运动的两零件接触界的抗磨损能力。耐磨性是保证有相对运动的零件正常工作的基本要求。其验算式为：p≤[p]—防止过度磨损pv≤[p

6、v]—防止胶合破坏4．振动和噪声准则——针对高速机械的振动失稳（即共振）当零件的固有振动频率f等于或趋近于零件的强迫振动频率fp时，将产生共振。这不仅影响机械正常工作，甚至造成破坏性事故，而振动又是产生噪声的主要原因。防止共振的条件为：f≤0．87fp或f≥1．18fp式中，f—零件的固有振动频率，取决于零件的质量和刚度fp—零件受激振源作用引起的强迫振动频率3、选择材料；4、根据失效形式选用判定条件，设计出零件的主要参数；5、绘制零件工作图受力分析1、拟订零件的设计简图2、确定载荷的大小及位置四）机械零件的设计步骤传统设计方法：强度条件（或刚度）设计计算尺寸尺寸校核计算强度条件（或刚度）理

7、论设计（半经验设计）类比设计与已有的同类产品进行比较来设计新产品。这种方法在工程实际中用得较多，特点是节省时间，较可靠。经验设计根据实践中归纳出的经验公式和经验数据进行设计，缺乏创新。如：箱体、传动件各个结构要素等模型实验设计把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺寸样机进行实验。用于大型、复杂零件的设计。如：飞机、桥梁的风洞实验。现代设计方法：优化设计对工程实际问题进行抽象，建立数学模型，用优化方法求解，