華東交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)ppt

第一篇總論第二章機(jī)械設(shè)計(jì)總論§2-1機(jī)器的組成§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序§2-3對(duì)機(jī)器的主要要求§2-4機(jī)械零件的主要失效形式§2-5設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求§2-6機(jī)械零件的設(shè)計(jì)原則§2-7機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法§2-8機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟§2-9機(jī)械零件的材料及其選用§2-10機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化

輔助系統(tǒng)，例如：潤(rùn)滑、顯示、照明等原動(dòng)機(jī)部分傳動(dòng)部分控制系統(tǒng)執(zhí)行部分動(dòng)力部分（人力、畜力、風(fēng)力、水力、電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等）功能：提供動(dòng)力、實(shí)施能量轉(zhuǎn)換傳動(dòng)部分（機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)、流體傳動(dòng)等）

功能：減速、變速、傳遞動(dòng)力、改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律、多驅(qū)動(dòng)工作部分（具體實(shí)施做工的部分）

功能：直接完成預(yù)定任務(wù)的裝置控制部分（啟動(dòng)、停止、保護(hù)等）。功能：使各部分協(xié)調(diào)動(dòng)作第二章機(jī)械設(shè)計(jì)總論§2-1

機(jī)器的組成基本部分2以汽車為例－機(jī)械系統(tǒng)的組成動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)操縱及控制系統(tǒng)輔助裝置冷卻、潤(rùn)滑、記數(shù)、照明MAZDA新車型設(shè)計(jì)3§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序試制、批量生產(chǎn)、銷售計(jì)劃階段方案設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)文件編制階段可行性報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)原理方案圖

總裝圖、部裝圖、零件圖技術(shù)說(shuō)明書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表4機(jī)器開(kāi)發(fā)一般過(guò)程§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序ConcepturalDesignGeneralDesignDetailDesignUpdateDesign5機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程概念設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)6§2-3對(duì)機(jī)器的主要要求一、使用功能的要求：要滿足預(yù)期的使用要求二、經(jīng)濟(jì)性要求：1）設(shè)計(jì)制造經(jīng)濟(jì)性——成本低

2）使用經(jīng)濟(jì)性——高生產(chǎn)率、高效率、低消耗、低維護(hù)和管理費(fèi)用三、勞動(dòng)保護(hù)要求：1）機(jī)器的操作要方便、安全

2）操作者及機(jī)器的環(huán)境要得到改善四、可靠性要求：五、其它專用要求：7§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序8機(jī)械零件的設(shè)計(jì)工作情況分析失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則強(qiáng)度計(jì)算失效——

零件失去其工作能力。機(jī)械零件的主要失效形式4.破壞正常工作條件引起的失效：

打滑，共振，膠合1.整體斷裂：拉，壓，彎，扭2.過(guò)大的殘余應(yīng)力3.零件表面的破壞：接觸疲勞、磨損、膠合、壓潰、腐蝕§2-4

機(jī)械零件的主要失效形式9引起零件變形殘余應(yīng)力有時(shí)有好處，如預(yù)應(yīng)力混凝土，增加其強(qiáng)度一、避免在預(yù)定壽命期限內(nèi)失效的要求：§2-5機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求1.強(qiáng)度：體積強(qiáng)度：塑性變形、脆斷、疲勞斷裂

表面強(qiáng)度：面接觸——

壓潰、磨損

點(diǎn)、線接觸

——

疲勞點(diǎn)蝕、磨損2.剛度：彈性變形過(guò)大3.穩(wěn)定性：靜態(tài)穩(wěn)定→壓桿；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定→轉(zhuǎn)軸

4.其他：局部膠合；摩擦傳動(dòng)打滑；聯(lián)接松動(dòng)等五、結(jié)構(gòu)工藝性的要求：良好的工藝性

——便于加工，便于裝拆，便于使用、維護(hù)。三、質(zhì)量小的要求四、可靠性要求二、經(jīng)濟(jì)性要求101.機(jī)加工零件的工藝性1）要能加工

加工不出來(lái)一切免談。2）便于加工

減小輔助時(shí)間（減少裝夾和換刀），減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。3）保證精度

越程槽，減少變形(車工怕長(zhǎng)杠、刨工怕大板)，減少裝夾。4）提高刀具壽命

退刀槽，避免鉆斜孔、深孔和盲孔。111）能裝能卸

軸承定位臺(tái)階、螺栓、定位銷例。2）提高效率

避免過(guò)定位和輔助加工。3）保證裝配質(zhì)量

合理的定位結(jié)構(gòu)，要能調(diào)整間隙。

盡可能使受熱變型一致：要求避免尖角、壁厚均勻、形狀對(duì)稱，少用細(xì)長(zhǎng)桿、大薄板。3.熱處理件的工藝性2.裝配零件的工藝性12磨損是零件的主要失效形式之一，但由于計(jì)算困難一般不計(jì)算，對(duì)軸瓦等重要零件用其它方法作替代計(jì)算?！?-6

機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則13一、常規(guī)設(shè)計(jì)：1.理論設(shè)計(jì)：2.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：1）校核計(jì)算：3.模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：§2-7機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法2）設(shè)計(jì)計(jì)算：FF二、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：1.優(yōu)化設(shè)計(jì)2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)3.可靠性設(shè)計(jì)4.虛擬設(shè)計(jì)——虛擬樣機(jī)——分析、實(shí)驗(yàn)、修改、定型——產(chǎn)品制造5.網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)6.綠色設(shè)計(jì)14§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序15強(qiáng)度的校核計(jì)算結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定應(yīng)力分析材料選擇強(qiáng)度校核強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算材料選擇應(yīng)力分析公式強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算一般需要求解方程組一般需要反復(fù)計(jì)算才能得到滿意結(jié)果機(jī)械零件的設(shè)計(jì)步驟：1.根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)；2.計(jì)算其作用載荷；3.根據(jù)零件類型、結(jié)構(gòu)和所受載荷，分析失效形式，確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；4.選材；5.根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，確定出零件的基本尺寸；6.根據(jù)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化等原則，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；7.必要的校核計(jì)算；8.畫(huà)零件圖，寫說(shuō)明書(shū)。§2-8機(jī)械零件的設(shè)計(jì)步驟16類型選擇受力分析選擇材料確定失效分析、建立計(jì)算準(zhǔn)則合理確定基本尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化）校核計(jì)算畫(huà)零件圖、寫說(shuō)明書(shū)NY17§2-9常用材料及其選擇一、常用材料1.鑄鐵

性脆、不能碾壓或鍛造；易熔、液態(tài)流動(dòng)性好；減震性、耐磨性好；有的易切削，有的強(qiáng)度高，廣泛用作機(jī)架等復(fù)雜零件。分為灰鐵、球鐵、蠕鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。2.鋼

有較好的機(jī)械、熱處理和切削性能；分為碳鋼和合金鋼，含碳量有高、中、低之分；一般含碳量↑強(qiáng)度、硬度↑塑性、韌性↓，可通過(guò)熱處理改善性能；常用中碳鋼、中碳合金鋼。3.鑄鋼

強(qiáng)度、切削性優(yōu)于鑄鐵，易熔性、流動(dòng)性較鑄鐵差，適合作大尺寸零件。4.有色金屬

鋁合金強(qiáng)密比高，宜作高速、輕質(zhì)零件，多用鑄鋁；銅合金導(dǎo)熱、導(dǎo)電性好，減摩、耐磨、抗膠合性能好，宜作電器接插件、軸瓦、蝸輪等；軸承合金專門用來(lái)做軸承。5.非金屬

橡膠宜做密封件、緩沖減震件、傳動(dòng)帶等；塑料一般用作減摩材料或復(fù)雜輕載件。18二、常用熱處理方法1.淬火

加熱至臨界溫度，保溫，急冷。提高硬度、耐磨性。以表面淬火常用。2.滲碳淬火

滲碳然后淬火。使零件外硬內(nèi)韌，耐磨、耐沖擊。3.碳氮共滲

亦稱氰化，目的同上?，F(xiàn)在應(yīng)用不多。4.滲氮

熱處理溫度低，表面硬度大于滲碳淬火，適于硬化后不磨削的零件，不耐沖擊。5.調(diào)質(zhì)

淬火后高溫回火；綜合機(jī)械性能較好，也便于切削。最常用的熱處理方法之一。6.正火（常化）

調(diào)整硬度、細(xì)化晶粒、便于切削。不重要的零件可作為最終熱處理。7.退火降低硬度、均勻組織、消除內(nèi)應(yīng)力。對(duì)鑄、鍛、焊零件是常用的消除內(nèi)應(yīng)力的方法。191.使用要求2.工藝要求3.經(jīng)濟(jì)性

有強(qiáng)度和重量要求，選強(qiáng)密比高的；有剛度要求，選彈性模量大的（對(duì)碳鋼，這種情況下寧肯用較低強(qiáng)度的材料）；有接觸強(qiáng)度和耐磨要求，選表面可強(qiáng)化處理的。

毛坯要與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，大批量宜用鑄造、模鍛，小批量宜用焊接、自由鍛。相應(yīng)的：鑄件要求液態(tài)流動(dòng)性好、縮孔和偏析傾向小；焊件要求可焊性好、不易開(kāi)裂；鍛件要求延展性好、熱脆性??；切削加工件要便于切削、表面要光整；熱處理件要求可淬性、淬透性好，變形傾向小。

相對(duì)價(jià)格要低、材料利用率要高、加工費(fèi)用要少，最終要與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。三、材料選用原則20END212223二.