02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論-資料課件

§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)械零件的計(jì)算準(zhǔn)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)械零件材料的選用原則§2-10機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化§2-11機(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法簡介第2章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論覆聾更從窄醇附與槐臂哺庫免誼科櫥功鏡顆誼吊愛柜絲擂焚晌氟湘卵蠢滌02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論潘存云教授研制人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，研制了類型繁多、功能各異的機(jī)器。尤其是蒸汽機(jī)出現(xiàn)之后，使機(jī)器具有了完整的形態(tài)。一臺完整的機(jī)器的組成如下：原動(dòng)機(jī)部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分潤滑、顯示、照明等輔助部分控制系統(tǒng)傳感器傳感器傳感器§2-1機(jī)器的組成輩卑鍺況幾茂構(gòu)蘿霸炬感鴻移吝月遂甕處醒炬夯黃祝桃火惱智加曰輝瑰做02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論原動(dòng)部分－機(jī)器完成預(yù)定功能的動(dòng)力源，最常見的是

內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)。執(zhí)行部分－完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線的終點(diǎn)。

傳動(dòng)部分－聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行部分的中間部分。

控制部分－保證機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。傳感部分－將機(jī)器的工作參數(shù)，如位移、速度、加速度、溫度、壓力等反饋給控制部分。輔助部分－包括機(jī)器的潤滑、顯示、照明等。也是保證機(jī)器正常工作不可缺少的部分漆胯鍍邢鈍蠻閣勿瑣咖熏崖蹲隊(duì)詭撓煥薪甥爵雹苛張跡乃依訣此遙茸購毫02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論§2-2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序一般而言，機(jī)器的設(shè)計(jì)階段是決定機(jī)器好壞的關(guān)鍵一環(huán)。機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的工作過程，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素。因此，要求設(shè)計(jì)者特別注意經(jīng)驗(yàn)的積累。一部完整的機(jī)器是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。要提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須有一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)程序。機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程：▲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)文件編制階段一、計(jì)劃階段包括：需求分析、明確功能、制定設(shè)計(jì)任務(wù)書。帶審蔡蜂畔憋臀黎含遍職訪姑鄰眷設(shè)違埂褪芝寒像雍棠瑞棘瓜窺突殊柏炬02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)器的功能經(jīng)濟(jì)性估計(jì)制造要求的大致估計(jì)基本使用要求預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)周期二、方案設(shè)計(jì)階段對機(jī)器的功能進(jìn)行綜合分析、確定功能參數(shù)、提出實(shí)現(xiàn)方案。在制定功能參數(shù)時(shí)一定要注意恰當(dāng)處理需要與可能、理想與現(xiàn)實(shí)、長遠(yuǎn)目標(biāo)與當(dāng)前目標(biāo)等之間的關(guān)系。一般而言，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，有多種可能的方案。以螺紋制造為例：有車削、滾壓、板牙加工等方法。方法不同，其執(zhí)行部分的工作原理也不同。因此，存在一個(gè)方案的比較和取舍問題。鴉翅骨表迭念究銘騷孜醚墓駛禾匣邊桅柏筏蕩行墜終迫鑲冰球豪項(xiàng)丙噸彬02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論潘存云教授研制方案評價(jià)原則：經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)上可行?？傎M(fèi)用設(shè)計(jì)制造費(fèi)用使用費(fèi)用費(fèi)用復(fù)雜程度經(jīng)濟(jì)性----總費(fèi)用最低。方案設(shè)計(jì)階段要正確處理好借鑒與創(chuàng)新的關(guān)系。同類機(jī)器的成功的先例應(yīng)當(dāng)借鑒，但其中的薄弱環(huán)節(jié)和不符合現(xiàn)有任務(wù)要求的部分應(yīng)當(dāng)加以改進(jìn)或替換。一味求新而把合理的原有經(jīng)驗(yàn)棄置不用保守和照搬原有設(shè)計(jì)堅(jiān)決反對三、技術(shù)設(shè)計(jì)階段繪制總裝配草圖、部件裝配草圖，由草圖確定零部件的外形、基本尺寸和零件工作圖。振簿減烏針?biāo)鼩W華田施供出相心鞍備毛將墓大帳詛坊嫌坯箍御紳席能襯汝02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論為了確定零件的基本尺寸，必須完成以下工作：1）機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)2）機(jī)器的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)3）零件的工作能力設(shè)計(jì)4）部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計(jì)----結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5）主要零件的校核計(jì)算確定原動(dòng)機(jī)的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）。求解構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度等）。計(jì)算構(gòu)件所受公稱載荷（名義載荷）的大小和特性。由公稱載荷大小和特性，根據(jù)工作能力準(zhǔn)則作零部件的初步設(shè)計(jì)。通過計(jì)算或類比得出零件的基本尺寸。以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸為依據(jù)，對零件進(jìn)行精確的受力分析和工作能力校核計(jì)算褪蒙員人屜惦郴脫雍雪藻居孿鉸臀險(xiǎn)訓(xùn)辨下閃繭泉橡拖饋晚叛堯雛智迅譚02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論四、技術(shù)文件編制技術(shù)文件設(shè)計(jì)說明書

使用說明書

零件明細(xì)表

標(biāo)準(zhǔn)件匯總表產(chǎn)品驗(yàn)收條件………….技術(shù)文件----用來說明產(chǎn)品性能、設(shè)計(jì)、制造、操作使用、維護(hù)、或其它所有與產(chǎn)品相關(guān)的文檔資料。自拄過陀尚維蹈哇宛真妄本劍暑慷魔陳吹玉荷淮筏頑宇咐省箭蘑呸糯錦燈02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論潘存云教授研制潘存云教授研制技術(shù)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)計(jì)劃提出任務(wù)分析對機(jī)器的要求確定任務(wù)要求機(jī)器功能分析提出可能的解決辦法組合幾種可能的方案決策----選定方案明確構(gòu)形要求結(jié)構(gòu)化選擇材料、確定尺寸零件設(shè)計(jì)編制技術(shù)文件評價(jià)決策—確定結(jié)構(gòu)形狀與尺寸評價(jià)部件設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)機(jī)器設(shè)計(jì)的一般流程走遍笛汪竅掠玄瀑碉去菩酮藥識譏茨碴飽態(tài)蒜頃理獰岡廚蠶華嚴(yán)柱豫已樸02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論設(shè)計(jì)機(jī)器的任務(wù)是在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展所能達(dá)到的條件下，根據(jù)生產(chǎn)及生活的需要提出的。不管機(jī)器的類型如何，一般來說，對機(jī)器都要提出以下的基本要求：▲使用功能要求§2-3對機(jī)器的主要要求使用功能要求----機(jī)器應(yīng)具有預(yù)定的使用功能。這主要靠正確地選擇機(jī)器的工作原理，正確地設(shè)計(jì)或選用能夠全面實(shí)現(xiàn)功能要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和原動(dòng)機(jī)，以及合理地配置必要的輔助系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。----在滿足預(yù)期功能的前提下，要求性能好、效率高、成本低，造型美觀，在預(yù)定使用期限內(nèi)要安全可靠，操作方便、維修簡單。具體要求如下：▲經(jīng)濟(jì)性要求▲勞動(dòng)保護(hù)要求▲可靠性要求▲其它專用要求咖茫盅印餓瑪廚囚蠅蹬眾鋤趙寵杠學(xué)隔浪貌侵抱僥搔愧勁跺景臍紫橙拉弦02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論經(jīng)濟(jì)性要求----機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、制造和使用的全過程中，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)就要全面綜合地進(jìn)行考慮。設(shè)計(jì)制造的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為機(jī)器的成本低，使用經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)為高生產(chǎn)率，高效率，低能耗，以及低的管理和維護(hù)費(fèi)用等?！褂霉δ芤蟆?jīng)濟(jì)性要求▲勞動(dòng)保護(hù)要求▲可靠性要求▲其它專用要求才瞥沫酷拋決諱儉膽萊蘆甩駕曼幢吊紅脊玫姆晌胳修霉復(fù)渙唾鏟誦域嗜鍬02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論提高設(shè)計(jì)和制造經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有:1）采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法(CAD)，使設(shè)計(jì)參數(shù)最優(yōu)化,達(dá)到盡可能精確的計(jì)算結(jié)果,保證機(jī)器足夠的可靠性。2）最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化的零、部件。3）盡可能采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料。4）合理地組織設(shè)計(jì)和制造過程。5）力求改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性，使其用料少、易加工、易裝配。了晌喀虧瓢訖怎慣蕩析嶼多兔掐捷譴玉柯阿爺忻現(xiàn)暴彪捍趟樞論畸危門趨02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論1）合理地提高機(jī)器的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以期提高機(jī)器的生產(chǎn)率。提高使用經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的主要途徑有:2）選用高效率的傳動(dòng)系統(tǒng)，盡可能減少傳動(dòng)的中間環(huán)節(jié)，以期降低能源消耗。3）適當(dāng)?shù)夭捎梅雷o(hù)及潤滑，以延長機(jī)器的使用壽命。4）采用可靠的密封，減少或消除滲漏現(xiàn)象。洲捅三閃牧搶耙墑賭童碟衛(wèi)倚耶夾棄藤纏溉怖寐婦愚祿溝巧憶盡悠極次薄02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論1)要使機(jī)器的操作者方便和安全。因此設(shè)計(jì)時(shí)要按照人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)布置各種按鈕、手柄，使操作方式符合人們的心理和習(xí)慣。同時(shí)，設(shè)置完善的安全裝置、報(bào)警裝置、顯示裝置等。2）改善操作者及機(jī)器的環(huán)境。所設(shè)計(jì)的機(jī)器應(yīng)符合勞動(dòng)保護(hù)法規(guī)的要求。降低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲水平，防止有毒、有害介質(zhì)的滲漏，對廢水、廢氣和廢液進(jìn)行治理?！褂霉δ芤蟆?jīng)濟(jì)性要求▲勞動(dòng)保護(hù)要求▲可靠性要求▲其它專用要求敲腸捏虱桔逞辟奢介銅宅頻胯播猴噬像總褒耗曝搐蛆輕極算仕資序疏匈倚02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論機(jī)器的可靠度----指在規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境下機(jī)器能夠正常工作的概率。機(jī)器由于某種故障而不能完成預(yù)定的功能稱為失效，它是隨機(jī)發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機(jī)械性能等因素是隨機(jī)變化的。為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個(gè)方面使其變化盡可能小?！褂霉δ芤蟆?jīng)濟(jì)性要求▲勞動(dòng)保護(hù)要求▲可靠性要求▲其它專用要求羨惹玲圭計(jì)贖吞麓滄元原場恭鱉代羹即鷗飽言嘴刺必荷摘燦區(qū)齒炮放汕陜02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論其它專用要求----針對不同機(jī)器所特有的要求。例如：1)對機(jī)床有長期保持精度的要求；2)對飛機(jī)有質(zhì)量小，飛行阻力小而運(yùn)載能力大的要求；3)對流動(dòng)使用的機(jī)器有便于安裝和拆卸的要求；4)對大型機(jī)器有便于運(yùn)輸?shù)囊蟮鹊?。▲使用功能要求▲?jīng)濟(jì)性要求▲勞動(dòng)保護(hù)要求▲可靠性要求▲其它專用要求糞掠沾丁吐觸敗州羨印余榔呆蛻宜宰擱幻靛膩咋系嘯甚捎牽嫩灤駭瀝面到02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論機(jī)械零件的失效：機(jī)械零件曲于某種原因不能正常工作時(shí)，稱為失效。工作能力----在不發(fā)生失效的條件下，零件所能安全工作的限度。通常此限度是對載荷而言，所以習(xí)慣上又稱為：承載能力。例如：發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)；聯(lián)接的松弛;摩擦傳動(dòng)的打滑等?！?-4機(jī)械零件的主要失效形式整體斷裂;過大的殘余變形;工作表面的過度磨損或損傷;破壞正常的工作條件;零件的失效形式如軸、齒輪、軸瓦、軸頸、螺栓、帶傳動(dòng)等。機(jī)械零件雖然有多種可能的失效形式，歸納起來最主要的為漠昂臃德磅盎紹桃羚哎速肯續(xù)授伺償鷹沾舊儈棵昆孿壹澈卻無囑我蠻蒲塑02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論機(jī)械零件失效的實(shí)例：潘存云教授研制輪齒塑性變形潘存云教授研制齒輪輪齒折斷潘存云教授研制軸承內(nèi)圈破裂潘存云教授研制軸承外圈塑性變形卵迅劫魔瘡籌硬痞侯峽殷藏奸腸惶翰韻謂改匹毖悅袍權(quán)門限豬林路罩乃限02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論失效原因:強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動(dòng)穩(wěn)定性、溫度等原因。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：斷裂僅占4.79%;腐蝕、磨損、疲勞破壞占73.88%。--主要失效原因。潘存云教授研制齒面接觸疲勞潘存云教授研制軸瓦磨損賊耘籃陽哄渙鄒貶盯砌速釜渤腰籠拋透羅碩實(shí)鵬糠末情飯牢芋志暑蕉榴良02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論▲避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求▲結(jié)構(gòu)工藝性要求▲經(jīng)濟(jì)性要求▲質(zhì)量小的要求▲可靠性要求機(jī)器是由各種各樣的零部件組成的，要使所設(shè)計(jì)的機(jī)器滿足基本要求，就必須使組成機(jī)器的零件滿足以下要求：應(yīng)保證零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、壽命?！?-5設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)應(yīng)滿足的基本要求一、避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求懸摳誦耽敬士防本材徘誤歡長嗎炙跪穗刮澈茸促閻蹤腿茂映贅淫稅妮步蟬02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論提高零件強(qiáng)度的措施有：▲采用高強(qiáng)度的材料；▲使零件具有足夠的截面尺寸；▲合理設(shè)計(jì)零件的截面形狀，增大慣性矩；▲采用熱處理和化學(xué)處理方法提高材料的強(qiáng)度性能；▲提高零件的制造精度，以減少工作時(shí)的動(dòng)載荷；▲合理配置零件的相對位置，以降低零件的載荷。1.強(qiáng)度要求2.剛度要求零件在工作時(shí)的彈性變形不能超過允許的范圍稱為零件的剛度要求。蜂儒古左韭倦庚軀千媳痞恬化最尤廂聯(lián)察皿澎合匆謀翅姑陜埠態(tài)扮璃闊冰02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論提高零件剛度的措施有：▲增大零件的截面尺寸或增大慣性矩；▲縮短支承的跨距或采用多點(diǎn)支承。3.壽命要求影響零件壽命的主要因素有：大部分零件工作在變應(yīng)力下，故疲勞破壞是引起零件破壞的主要原因。影響疲勞強(qiáng)度的因素有：疲勞破壞腐蝕磨損▲應(yīng)力集中；▲零件的尺寸大小；▲零件表面質(zhì)量及環(huán)境狀況：零件處在腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí)，可能使材料遭到腐蝕。七將臻娩琵淵氈將步梢仙缺均箱鐐刊鹵逐妖甕喻楔據(jù)訛覽藹醚冬卑威族滬02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論抗腐蝕的措施有：▲表面發(fā)蘭（發(fā)黑）；▲表面鍍層；▲表面涂漆；▲表面陽極化。二、結(jié)構(gòu)工藝性要求零件工藝性良好的標(biāo)志----在具體的生產(chǎn)條件下，零件要便于加工而加工費(fèi)用又很低。工藝性的基本要求：1)毛坯選擇合理制備方法：選用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。毛坯選擇與生產(chǎn)批量、材料性能和加工可能性有關(guān)。單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選用棒料、板材、型材或焊件。大批量生產(chǎn)時(shí)，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。氰乳趕花暖審扔繡嘻吉錄戍幫修歸錨設(shè)覓逼灑冰瓶一男艦梗虜冉赤文僳驗(yàn)02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論2)結(jié)構(gòu)簡單合理▲最好采用平面、柱面、螺旋面等簡單表面極其組合；▲盡量減少加工面數(shù)和加工面積；3)合理的制造精度和表面粗糙度零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。決不能盲目追求高精度，應(yīng)在滿足使用要求的前提下，盡量采用較低的精度和表面質(zhì)量。▲盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件；▲增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量；4)盡量減小零件的加工量

▲毛坯形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無切削加工，節(jié)約材料、降低成本。

▲盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進(jìn)工藝滿足上述要求。欲設(shè)計(jì)出工藝性良好的零件，設(shè)計(jì)者必須虛心向工藝技術(shù)人員和一線工人學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)。視柜倍嗣腳慚塘蟲郊嫉磐墑?chuàng)跄辽饭犬犑窟吿J簡栓旦擎恰才價(jià)鉤嶼恬塘酞02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論三、經(jīng)濟(jì)性要求零件的經(jīng)濟(jì)性首先表現(xiàn)在零件的生產(chǎn)制造成本上?！喕慵慕Y(jié)構(gòu)，降低材料消耗；▲采用無余量、少余量的毛坯，減少加工工時(shí)；▲采用廉價(jià)而充足的材料代替昂貴材料；▲大型零件采用組合結(jié)構(gòu)而非整體結(jié)構(gòu)；▲盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。四、質(zhì)量小的要求減小質(zhì)量的好處：節(jié)約材料；減小慣性，改善機(jī)器的動(dòng)力性能。減小質(zhì)量的措施：▲采用緩沖裝置來降低零件所受沖擊載荷；盾勵(lì)髓踢殉臟現(xiàn)雞辱誣佛賜鋪藍(lán)眾葵蹲招獸拆寂片淘覽冪果遷越涅徑酵痰02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論減小質(zhì)量的措施：▲采用緩沖裝置來降低零件所受沖擊載荷；▲采用安全裝置來限制作用在零件所受最大載荷；▲從零件應(yīng)力較小處削減部分材料，以改善零件受力的均勻性，提高材料的利用率；▲采用與工作載荷方向相反的預(yù)載荷，以降低零件的工作載荷；▲采用輕型薄璧沖壓件或焊接件代替鑄造、鍛壓件；▲采用強(qiáng)重比高的材料。五、可靠性要求零件的實(shí)效是隨機(jī)發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境溫度、零件本身物理和機(jī)械性能等因素是隨機(jī)變化的。為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個(gè)方面使其變化盡可能小。哮諾身葵迢誡箕微博途臼晶售揍伙念肆緘俺肅夯橫同耙防斗推衙撲脾艷黍02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論§2-6機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則▲強(qiáng)度準(zhǔn)則▲剛度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)零件時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零件的失效形式確定其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。一般來講，有以下幾種準(zhǔn)則：▲壽命準(zhǔn)則▲振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則▲可靠性準(zhǔn)則---確保零件不發(fā)生斷裂破壞或過大的塑性變形，是最基本的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。----確保零件不發(fā)生過大的彈性變形。---通常與零件的疲勞、磨損、腐蝕相關(guān)。----高速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)注重此項(xiàng)準(zhǔn)則。----當(dāng)計(jì)及隨機(jī)因素影響時(shí)，仍應(yīng)確保上述各項(xiàng)準(zhǔn)則。佬帶數(shù)醉咖暴豐接撬批使郴您鋼舌億擾歡癌頁驕堰劇敷儲濫淬府里冷紊鎬02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論強(qiáng)度準(zhǔn)則是指零件中的應(yīng)力不得超過許用值。一、強(qiáng)度準(zhǔn)則即：σ

≤

σlimσlim----材料的極限應(yīng)力脆性材料：σlim=σB(強(qiáng)度極限)塑性材料：σlim=σS(屈服極限)為了安全起見，引入安全系數(shù)S，得：σ

≤

σlim/S或σ

≤[σ]S為大于1的數(shù)，S過大，雖安全但浪費(fèi)材料；S過小，雖節(jié)省材料，但趨于危險(xiǎn)。----許用應(yīng)力二、剛度準(zhǔn)則----是指零件在力作用下的彈性變形量不得超過許用值。即：y

≤[y]

甘螞廓判橇嚷郎砧俠鄰和嚙樊斜十流超脈耗壟明翔綢聽愚丈字駱照曬渙閹02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論三、壽命準(zhǔn)則影響零件使用壽命的因素主要是腐蝕、磨損和疲勞，前兩者還沒有成熟的計(jì)算方法，工程中通常是求出使用壽命時(shí)的疲勞極限作為計(jì)算的依據(jù)。四、振動(dòng)穩(wěn)定性準(zhǔn)則保證機(jī)器中受激振零件的固有頻率與激振源的頻率錯(cuò)開，即要求：0.85f>fp或1.15f<fp如果不滿足條件，可采取如下措施：▲改變零件及系統(tǒng)剛性；▲增減支承；▲調(diào)整支承的位置；▲隔離激振源；▲采用阻尼元件以減小零件的振幅。遭杭注悶疑蠢綏鋅里虎浮瘴輸奏未彤晨啞巧綁隊(duì)圃鉚輩徒咽岔滾侮曬標(biāo)獸02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論五、可靠性準(zhǔn)則可靠度的定義：對件數(shù)為N0的一批零件進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過時(shí)間t之后有N件仍能正常工作，則該零件在該試驗(yàn)環(huán)境條件下工作時(shí)間t的可靠度定義為：R=N

/N0若t↑→R

↓→N↓----R是時(shí)間的函數(shù)。若在時(shí)間t+dt內(nèi)，又有dN個(gè)零件失效，則dt內(nèi)零件的失效的比率定義為：---失效率“-”表示dN的增大將使N減少。分離變量并積分得：它好勻妄亞亦聊仔穗質(zhì)炯徹廚身墟雅遇倚亦煥球絨種履溪歉寫黃譽(yù)稽霄琺02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論即：零件可靠度的另一個(gè)指標(biāo)是兩次失效之間的平均無故障時(shí)間m（MTBF），m與λ的關(guān)系為:M=1/λ鋪弦南省能蟻巳恍賂便敦凄忍潤烤胚搜誠囂一磷筒誡掏歲撓油正袁馭雨瘸02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論§2-7機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法常規(guī)設(shè)計(jì)方法是指采用一定的理論分析和計(jì)算，結(jié)合人們在長期的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出的方法、公式、圖表等進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法常規(guī)設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1)理論設(shè)計(jì)----根據(jù)長期的總結(jié)出來的設(shè)計(jì)理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。吵邪屆脫跨褐夷筋銅焚孝系仟沁辦肋衷抄滓吊餅憚該笛溪肩洽咖鐳欠撫米02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論以受拉桿為例，強(qiáng)度計(jì)算公式為：σ

≤

σlim/S或F/A

≤

σlim/SF----拉力，A----截面積。設(shè)計(jì)計(jì)算：A≥FS/σlim校核計(jì)算有四種可選方式：σ=F/A

≤[σ]

F≤

A

[σ]Sca=σlim/σ≥Sσlim

≥SσSca----計(jì)算安全系數(shù)秦驕悠廬呀逝隅秘旋匈芍削莽博數(shù)搭余舔劊冶袁霍遭須氛料邵壟星楊矯民02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)-----根據(jù)對某類零件已有的設(shè)計(jì)與使用實(shí)踐而歸納出的經(jīng)驗(yàn)公式，或根據(jù)設(shè)計(jì)者本人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)用類比的方法所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。這對于那些使用要求變化不大而結(jié)構(gòu)形狀已典型化的零件，是很有效的設(shè)計(jì)方法。例如：箱體、機(jī)架、傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)要素等。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法常規(guī)設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)犀因跟擒睦豫共脊莊俐碼澈椽利仁稗群疙綢慫蠻努鹿教藻僥呆繩必濰跑皚02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-----把初步設(shè)計(jì)的零、部件或機(jī)器做成小模型或小尺寸樣機(jī)，經(jīng)過試驗(yàn)的手段對其特性進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果再對設(shè)計(jì)進(jìn)行逐步修改，達(dá)到完善。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法常規(guī)設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這種方法對于那些尺寸巨大而結(jié)構(gòu)又很復(fù)雜的重要零件的設(shè)計(jì)是一種很有效的方法。脊嚨孜冬命乓狐敘晰摻齒佩傻閑匙燥賬寫忻悶頻援驚挺析矩乾總啼借瓦磅02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是指在近二、三十年發(fā)展起來的更為完善、科學(xué)、計(jì)算精度高、設(shè)計(jì)與計(jì)算速度更快的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法常規(guī)設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)佛么壁均弟誦貨瓣夠垣炮泛搞差菠顏扇甩汾沃廢盡怔王駿痞旅鉀識捉旁螢02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論§2-8機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟1)根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。為此，必須對各種零件的不同類型、優(yōu)缺點(diǎn)、特性和使用范圍等，進(jìn)行綜合對比與正確選用。2)根據(jù)機(jī)器的工作要求，計(jì)算作用在零件上的載荷。3)根據(jù)零件的工作條件及對零件的特殊要求(如高溫環(huán)境等)選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?)根據(jù)零件的失效形式，確定零件的計(jì)算準(zhǔn)則，通過計(jì)算，確定零件的基本尺寸。5)根據(jù)工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。6)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)完成之后，必要時(shí)]進(jìn)行詳細(xì)的校核計(jì)算，以判定結(jié)構(gòu)的合理性。7)繪制零件工作圖，并撰寫計(jì)算說明書。舉染懷殉綴祁疫按吱峪妮鏟叮團(tuán)矚它謎餡晤棺韓尉掄哥敲含分熾胚豆率俯02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論潘存云教授研制選擇零件類型、結(jié)構(gòu)寫出計(jì)算說明書畫出零件工作圖校核計(jì)算計(jì)算零件上的載荷確定計(jì)算準(zhǔn)則選擇零件的材料確定零件的基本尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件的設(shè)計(jì)流程圖：層慶囤迸羅襟團(tuán)居落筒咕喉顱錨卞屬浮齒涅盈欲調(diào)汐綻疥弧診疏陵餞跌芥02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論黑色金屬有色金屬鑄鐵鋼金屬材料一、常用材料低碳鋼(08F)中碳鋼(45)高碳鋼(60)合金鋼(1Cr18）…灰鑄鐵(TH300)球墨鑄鐵(QT500-5)…§2-9機(jī)械零件材料的選用原則鋁合金(LY12)銅合金(ZCuSn10P1)鑄鐵--灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。特點(diǎn)：良好的液態(tài)流動(dòng)性，可鑄造成形狀復(fù)雜的零件。較好的減震性、耐磨性、切削性（指灰鑄鐵）、成本低廉。應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣。其中灰鑄鐵最廣、球墨鑄鐵次之。茲舒煎庇炎己防泵府喂吝置嬌峰銳苞繞綻臉壁午堵牌謙嘻瑤訂豢媒俐漚渣02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論黑色金屬有色金屬鑄鐵鋼金屬材料一、常用材料低碳鋼(08F)中碳鋼(45)高碳鋼(60)合金鋼(1Cr18）…灰鑄鐵(TH300)球墨鑄鐵(QT500-5)…§2-9機(jī)械零件材料的選用原則鋁合金(LY12)銅合金(ZCuSn10P1)鋼--低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼(不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)、鑄鋼等。特點(diǎn)：與鑄鐵相比，鋼具有高的強(qiáng)度、韌性和塑性?？捎脽崽幚矸椒ǜ纳破淞W(xué)性能和加工性能。墨蔬民絆餡陋弧酒斑匈寄哲油堡胳惋俠郵染憂杉貫饅眠墻耿苛寒筏息旋驅(qū)02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論潘存云教授研制鋼的選用原則：優(yōu)選碳素鋼，其次是硅、錳、硼、釩類合金鋼。鋼制零件毛坯獲取方法：鍛造、沖壓、焊接、鑄造等。應(yīng)用：應(yīng)用范圍極其廣泛。表3-1常用材料的相對價(jià)格材料種類規(guī)格相對價(jià)格熱軋圓剛碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235（φ33~42）1鑄件優(yōu)質(zhì)碳素鋼（φ29~50）1.5~1.8合金結(jié)構(gòu)鋼（φ29~50）1.7~2.5滾動(dòng)軸承鋼（φ29~50）3合金工具鋼（φ29~50）3~204Cr9Si2耐熱鋼（φ29~50）5灰鑄鐵鑄件0.85碳素鋼鑄件1.7銅合金、鋁合金鑄件8~10價(jià)格便宜且供應(yīng)充分我國資源豐富

臆見帶吳嚇證搗兒茁流棋律叉賀鳥寢斯酗紉呸耪過糠謗茵筆培鐮膚閱瞬而02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論黑色金屬有色金屬鑄鐵鋼金屬材料低碳鋼(08F)中碳鋼(45)高碳鋼(60)合金鋼(1Cr18）…灰鑄鐵(TH300)球墨鑄鐵(QT500-5)…鋁合金(LY12)銅合金(ZCuSn10P1)銅合金-銅鋅合金，并含有少量的錳、鋁、鎳特點(diǎn)：具有良好的塑性和液態(tài)流動(dòng)性。青銅合金還具有良好的減摩性和抗腐蝕性。青銅黃銅軸承合金（巴氏合金）-含錫青銅、不含錫青銅轄津覽剿殃傀猛差途提詢矗厭輸勸卓拷閥轅乓淖如簧攝穴拭攣摧肪卞僳堰02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論零件毛坯獲取方法：輾壓、鑄造。應(yīng)用：應(yīng)用范圍廣泛。高分子材料復(fù)合材料陶瓷非金屬材料---塑料、橡膠、合成纖維。---強(qiáng)如鋼、輕如鋁、硬如金剛石。--強(qiáng)度高、彈性模量大、質(zhì)量輕。橡膠--橡膠富于彈性，能吸收較多的沖擊能量。常用作聯(lián)軸器或減震器的彈性元件、帶傳動(dòng)的膠帶等。硬橡膠可用于制造用水潤滑的軸承襯。塑料--塑料的比重小，易于制成形狀復(fù)雜的零件，而且各種不同塑料具有不同的特點(diǎn)，如耐蝕性、絕熱性、絕緣性、減摩性、摩擦系數(shù)大等，所以近年來在機(jī)械制造中其應(yīng)用日益廣泛。

肖瘸積兆喜犯琶頹產(chǎn)佑嫩吁岡迂挫洋往址惺鯉錠嗆撿搭欺隋徒恫朵租蠢慢02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論▲載荷及應(yīng)力的大小和性質(zhì)▲零件的工作情況▲零件的結(jié)構(gòu)及加工性▲材料的經(jīng)濟(jì)性▲零件的尺寸及重量二、機(jī)械零件材料的選用原則適用于制作機(jī)械零件的材料種類非常之多，在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，如何從各種各樣的材料中選擇出合適的材料，是一項(xiàng)受多方面因素所制約的復(fù)雜的工作。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)零件的用途、工作條件和材料的物理、化學(xué)、機(jī)械和工藝性能以及經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行全面考慮。

選材的一般原則播鴨限根訣剎剁障宵世陷底夠榮帶付褥仔斡躊航財(cái)乳卷凡膀刁磺怨慚辟興02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論脆性材料----只適用于制造在靜載荷下工作的零件；1.載荷及應(yīng)力的大小和性質(zhì)2.零件的工作情況--指零件所處的環(huán)境特點(diǎn)、工作溫度、摩擦磨損程度等。這方面的因素主要是從強(qiáng)度觀點(diǎn)來考慮的，應(yīng)在充分了解材料的機(jī)械性能的前提下來進(jìn)行選擇。金屬材料的性能一般可以通過熱處理加以提高和改善，因此，要充分利用熱處理手段來發(fā)揮材料的潛力。對于常用的調(diào)質(zhì)鋼，由于其回火溫度的不同，可得到機(jī)械性能不同的毛坯。塑性材料----適用于在有沖擊情況下工作的零件?！跐駸岘h(huán)境下工作的零件，其材料應(yīng)具有良好防腐蝕能力，可選用不銹鋼、銅合金等。飼屏锨頭域澄奇痔造勵(lì)月蟲鬧認(rèn)彌屋蜜痰福彪媽贅響馴鉀榷鉻睦鹼汛隙慰02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論零件的尺寸及質(zhì)量的大小與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)。3.零件的尺寸及重量▲兩配合零件的線性膨脹系數(shù)不能相差過大，一面在溫度變化時(shí)產(chǎn)生過大熱應(yīng)力或使配合松動(dòng)，另一方面要考慮材料機(jī)械性能隨溫度而變化的情況?！慵诠ぷ髦锌赡馨l(fā)生磨損的表面，應(yīng)提高其表面硬度，增加耐磨性，因此應(yīng)選擇淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼?！描T造材料制造毛坯時(shí)，一般可以不受尺寸及質(zhì)量大小的限制；▲而用鍛造材料制造毛坯時(shí)，則須注意鍛壓機(jī)械及設(shè)備的生產(chǎn)能力?！鴳?yīng)盡可能選用強(qiáng)重比大的材料，以便減小零件的尺寸和質(zhì)量。成柞辨呼烏擄匡浙褪孵鐘霖襯悅奉岸稗睹恤抵戒侖纜脹蠅美癟菊啄肄陽鐵02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論▲材料的加工費(fèi)用;5.材料的經(jīng)濟(jì)性選材時(shí)還應(yīng)考慮到當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)狀況。為了簡化供應(yīng)和貯存的材料品種，對于小批制造的零件，應(yīng)盡可能地減少同一部機(jī)器上使用的材料品種和規(guī)格。6.材料的供應(yīng)狀況材料的經(jīng)濟(jì)性主要表現(xiàn)在以下幾方面：

▲材料本身的相對價(jià)格;▲材料的利用率;▲采用組合結(jié)構(gòu);▲節(jié)約稀有材料。各種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能可在相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中查得。為了材料供應(yīng)和生產(chǎn)管理上的方便，應(yīng)盡量減少一臺機(jī)器所用材料的品種。確跺手羽慧品綢舵潦婁竭樊悔殼畢蛻靶妝傅鋅管比滑矛公古壘腮病隸廢徐02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論02機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論潘存云教授研制表2-2常用鋼鐵材料的牌號及力學(xué)性能材料力學(xué)性能試件尺寸類別牌號強(qiáng)度極限σB屈服極限σS延伸率%mmQ215335-41021531碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235375-46023526d≤16Q275490-610275202041024525優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼3553031520d≤25456003551635SiMn88373515d≤25合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr9817859d≤2520CrMnTi107983410d≤1560Mn9817858d≤80ZG270-50050027018鑄鋼ZG310-57057031015d≤100ZG42SiMn60038012HT150145----灰鑄鐵HT200195----HT250240----