第2章机械零件设计总论课件.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2章　机械零件设计概论潘存云教授研制一台完整的机器的组成如下：原动机部分传动部分执行部分润滑、显示、照明等辅助部分控　制　系　统传感器传感器传感器§2-1　机器的组成原动部分——机器完成预定功能的动力源，最常见的是内燃机、电动机。执行部

2、分——完成预定的动作，位于传动路线的终点。传动部分——联接原动机和执行部分的中间部分。控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。传感部分——将机器的工作参数，如位移、速度、加速度、温度、压力等反馈给控制部分。辅助部分——包括机器的润滑、显示、照明等。也是保证机器正常工作不可缺少的部分§2-2　设计机器的一般程序一般而言，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键一环。机械设计是一个创造性的工作过程，实践经验是保证设计质量的重要因素。因此，要求设计者特别注意经验的积累。机械设计的一般过程：▲计划阶段▲方案设计阶段▲技术设计阶段▲技术文件编制阶段一、计划阶段包括：需

3、求分析、明确功能、制定设计任务书。设计任务书机器的功能经济性估计制造要求的大致估计基本使用要求预计的设计周期二、方案设计阶段对机器的功能进行综合分析、确定功能参数、提出实现方案。在制定功能参数时一定要注意恰当处理需要与可能、理想与现实、长远目标与当前目标等之间的关系。一般而言，实现同一个功能，有多种可能的方案。潘存云教授研制方案评价原则：经济性、技术上可行。总费用设计制造费用使用费用费用复杂程度经济性——总费用最低。方案设计阶段要正确处理好借鉴与创新的关系。同类机器的成功先例应当借鉴，但其中的薄弱环节和不符合现有任务要求的部分应当加以改进或替换。一味求新而把合

4、理的原有经验弃置不用保守和照搬原有设计坚决反对三、技术设计阶段绘制总装配草图、部件装配草图，由草图确定零部件的外形、基本尺寸和零件工作图。为了确定零件的基本尺寸，必须完成以下工作：(1）机器的运动学设计(2）机器的动力学设计(3）零件的工作能力设计(4）部件装配草图及总装配草图的设计——结构设计(5）主要零件的校核计算确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。求解构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。计算构件所受公称载荷（名义载荷）大小和特性。由公称载荷大小和特性，根据工作能力准则（强度、刚度、振动稳定性、寿命等）作零部件的初步设计。通过计算或类比得出零件的

5、基本尺寸。以结构设计尺寸为依据，对零件进行精确的受力分析和工作能力校核计算。四、技术文件编制技术文件设计说明书使用说明书零件明细表标准件汇总表产品验收条件……技术文件——用来说明产品性能、设计、制造、操作使用、维护或其他所有与产品相关的文档资料。五、计算机在机械设计中的应用计算机在机械设计中得到了日益广泛的使用，出现了许多高效率的设计、分析软件。利用这些软件可以在设计阶段进行多方案的对比，可以对结构强度、刚度和动力学特性进行精确分析。同时，还可以在计算机上构建虚拟样机，利用虚拟样机仿真对设计进行验证。潘存云教授研制潘存云教授研制技术设计方案设计计划提出任务分析

6、对机器的要求确定任务要求机器功能分析提出可能的解决办法组合几种可能的方案决策——选定方案明确构形要求结构化选择材料、确定尺寸零件设计编制技术文件评价决策—确定结构形状与尺寸评价部件设计总体设计机器设计的一般流程▲使用功能要求§2-3　对机器的主要要求使用功能要求——机器应具有预定的使用功能。这主要靠正确地选择机器的工作原理，正确地设计或选用能够全面实现功能要求的执行机构、传动机构和原动机，以及合理地配置必要的辅助系统来实现。在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率高、成本低，造型美观，在预定使用期限内要安全可靠，操作方便、维修简单。具体要求如下：▲经济性要求▲

7、劳动保护要求▲可靠性要求▲其他专用要求经济性要求——机器的经济性体现在设计、制造和使用的全过程中，设计机器时就要全面综合地进行考虑。设计制造的经济性表现为机器的成本低，使用经济性表现为高生产率高效率、低能耗、以及低的管理和维护费用等。▲使用功能要求▲经济性要求▲劳动保护要求▲可靠性要求▲其他专用要求提高设计和制造经济性指标的主要途径有:（1）采用先进的现代设计方法(CAD)，使设计参数最优化,达到尽可能精确的计算结果,保证机器足够的可靠性。（2）最大限度地采用标准化、系列化及通用化的零、部件。（3）尽可能采用新技术、新工艺、新结构和新材料。（4）合理地组织设计

8、和制造过程。（5）力求改善零件的结构工