机械设计总论ppt课件.ppt

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1、第二章机械设计总论§2-1设计机器的一般程序问题1：你在购买一个产品的时候最关心的是什么？问题2：机器的质量取决于什么阶段呢？引申出一个工厂里经常争论不休问题：机器的质量是设计出来的，还是制造出来的呢？1、计划阶段设计任务书社会、市场、用户需要和使用要求机器功能范围、工作指标实现可能性设计要解决的问题又称概念设计阶段2、方案设计阶段设计任务书工作原理、技术要求总体布置、传动方案、机构简图方案比较、技术经济评价最佳方案3、技术设计阶段（1）机器运动学设计→确定运动件的运动参数（2）机器动力学计算→确

2、定零件所受载荷大小和特性（3）零件工作能力计算→确定零件基本尺寸（4）部件和总装草图设计→确定零件的全部结构和尺寸（5）主要零件校核→确定零件的最终尺寸（6）完成正规装配图和零件工作图4、技术文件编制（1）计算说明书(方案设计、技术设计）（2）使用说明书（性能参数、操作方法、维护保养、备用件目录等）（3）标准件明细表（4）工艺文件§2-2对机器的主要要求1、使用功能要求在设计之初，可由用户提出，或由设计人员在调查研究的基础上提出。主要靠选择机械的工作原理，选用合适的原动机、传动装置和工作机构，合理

3、配置必要的辅助系统来实现。2、经济性要求：它体现在机器的设计、制造、使用的全过程。表现形式为：成本低（设计制造经济性），生产率和效率高（使用经济性），维护费用低（使用经济性）。3、劳动保护和环境保护要求：（1）操作者的安全性；（2）改善操作者和机器的工作环境。4、寿命与可靠性要求：寿命：机器正常工作延续的时间。可靠性：机器在预定的条件下，在使用寿命期内能够正常工作的能力。衡量标准：可靠度。可靠度：机器在预定的条件下，在使用寿命期内能够正常工作的的概率。很多的机器设计，特别是机器失效将造成巨大经济损

4、失或人员伤亡的产品，如飞机、火箭、人造卫星等，都必须进行可靠性的分析与评估。高含硫天然气开采所需的装备设计时也必须进行可靠性的分析与评估。2011年8月18日，长征二号丙运载火箭发射实践十一号04卫星失利。原因是由于二级飞行段二级游机Ⅲ分机与伺服机构连接部位失效造成。造成连接失效的原因是连接部位的可靠性存在薄弱环节。5、专用要求：如：安装、拆卸、运输等方面的要求。例：井架设计：ZJ50钻机，井架高度45米，如何运输？§2-3机械零件的主要失效形式失效：机械零件由于某种原因不能正常工作，称为失效。1

5、、整体断裂零件受外载作用时，危险剖面上应力超过零件的强度极限而发生断裂，或受变应力时发生疲劳断裂。如螺栓过载拉断，齿轮根部折断等。2、过大残余变形作用于零件上的应力超过了材料屈服极限，零件将产生残余变形。结果：零件失去原有形状。如：（1）机床夹持零件时，夹持力过大产生残余变形，降低了加工精度。（2）齿轮齿面的滚压塑变3、零件的表面破坏（1）腐蚀：零件表面产生的一种电化学或化学侵蚀现象。结果:是金属表面锈蚀。（2）磨损：零件的两接触面在相对运动过程中发生的物质丧失和转移现象。结果:是零件的接触面失去

6、了原有的形状。（3）接触疲劳：零件表面长期在接触变应力作用下产生裂纹或微粒金属剥落形成麻点状凹坑的现象（或称疲劳点蚀）。结果:是工作面减小。4、破坏正常工作条件引起的失效许多零件只有在一定工作条件下才能正常工作。如:①动压润滑滑动轴承必须存在完整的润滑油膜才能正常工作，否则将会出现过热、烧瓦（胶合）等失效；②带传动只有当有效圆周力小于临界摩擦力时才能正常工作，否则会出现打滑现象。据统计：腐蚀、磨损和疲劳（包括接触疲劳和整体疲劳）破坏：73.88%；断裂4.79%。问题：零件失效时是否一定会发生破坏

7、呢？注意：从零件的失效形式可以看出，零件失效时，零件并不一定破坏。§2-4机械零件设计应满足的要求1、避免在预定寿命期内失效的要求（1）强度零件在工作中不允许发生断裂或产生不允许的残余变形都称为强度要求。这是零件设计时必须满足的最基本的要求。（提高强度措施）（2）刚度零件在工作时产生的弹性变形不超过允许的限度，即所谓满足刚度要求。整体变形刚度：指零件整体在载荷作用下发生的伸缩、挠曲、扭转等弹性变形的程度。表面接触刚度：指两零件接触面上的微观凸峰在外载作用下发生变形导致两零件相对位置变化的程度。（3

8、）寿命零件正常工作延续的时间称为零件的寿命。影响零件寿命的主要因素：材料的疲劳、腐蚀、零件的磨损。2、结构工艺性要求良好的结构工艺性是指在既定生产条件下，零件能够方便而经济地生产出来并装配成机器的这一特征。零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程、装配几个生产环节加以综合考虑，他与生产批量的大小有关。还应当密切结合工厂的实际生产水平和条件。零件的结构设计决定其结构工艺性的好坏，结构设计在整个设计中占有很大的比重，是设计的重点和难点。结构设计—确定零部件的结构和尺寸3、经济性要求零